JP3934883B2 - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料系の多層配線基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えば両面または片面に銅箔から成る配線導体を有するガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁層を同じくガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層して成る多層配線基板が用いられている。この有機材料系の多層配線基板においては、その上面から下面にかけて複数の貫通孔が設けられており、貫通孔内壁には各絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を電気的に接続するための銅めっき膜から成る貫通導体が被着形成されており、それにより立体的な高密度配線が可能となっている。
【０００３】
なお、このような有機材料系の多層配線基板は、両面または片面に厚みが15〜50μｍ程度の銅箔から成る配線導体が被着形成された厚みが0.1〜0.5ｍｍ程度のガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁板を厚みが0.1〜0.2ｍｍ程度のガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層した後、その上面から下面にかけて直径が200〜500μｍ程度の貫通孔をドリル加工により穿孔し、しかる後、貫通孔内壁に厚みが15〜50μｍ程度の銅めっき膜から成る貫通導体を無電解めっき法および電解めっき法により被着させることによって製作されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、その配線密度を更に高めるために貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さなものとする試みがなされている。このような直径が75〜130μｍ程度の小さな貫通孔を形成するためには例えばレーザーによる穿孔方法が採用される。
【０００５】
しかしながら、従来の有機材料系の多層配線基板においては、各絶縁板および接着層の厚みが0.1〜0.5ｍｍ程度と厚いことから、各絶縁板および接着層を貫通する貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さなものとすると、この貫通孔の内壁に銅めっき膜から成る貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込みにくくなり、そのため貫通導体が良好に被着されずに貫通導体に断線が発生してしまいやすいという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さいものとしても貫通導体に断線が発生することがない極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔が形成され、該貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体がそれぞれめっきにより被着形成されて成り、かつ、前記内層導体は、前記貫通孔により貫通されるとともに前記貫通導体に接する導体パターンを、前記全ての貫通孔に対応してそれぞれ前記上下両面に有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の配線基板の製造方法は、厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層を被着させるとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔を形成し、次に前記貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体をそれぞれめっきにより被着させる配線基板の製造方法であって、前記両面銅張板の前記貫通孔が形成される各位置の前記上下両面に前記貫通孔により貫通される前記内層導体の導体パターンをそれぞれ配設しておくとともに、該導体パターンを貫通して前記貫通孔を形成するとともにこの導体パターンに接して前記貫通導体を被着させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、上述の構成としたことから、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成される。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上述の構成としたことから、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成された配線基板を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。図１において、１は絶縁樹脂板、２Ａ・２Ｂは内層導体、３Ａ・３Ｂは絶縁樹脂層、４は貫通孔、５は貫通導体、６Ａ・６Ｂは表層導体であり、主として絶縁樹脂板１の上下両面に内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂが被着されるとともに絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４が設けられ、さらに貫通孔４の内壁に貫通導体５が被着形成されるとともに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に表層導体６Ａ・６Ｂが被着形成されることにより本発明の配線基板が構成されている。なお、本実施形態例においては、貫通孔４内および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上にソルダーレジスト７が設けられている。
【００１３】
絶縁樹脂板１は、本発明の配線基板のコア部材として機能し、例えばガラスクロスやアラミドクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45ｍｍの平板であり、その上下両面に厚みが７〜12μｍの銅箔から成る内層導体２Ａ・２Ｂが被着された、いわゆる両面銅張り板を構成している。この絶縁樹脂板１は、その厚みが0.35ｍｍ未満ではその上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４を形成したりする際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45ｍｍを超えると、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとき、貫通孔４内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体５を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.35〜0.45ｍｍの範囲に特定される。
【００１４】
なお、絶縁樹脂板１は、ガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板１にレーザー光で貫通孔４を穿孔する際に、貫通孔４を絶縁樹脂板１に略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。したがって、絶縁樹脂板１のガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
【００１５】
また、絶縁樹脂板１の上下面に被着された内層導体２Ａ・２Ｂは、銅箔から成り、主として電源層やグランド層として機能する内層配線導体パターンＷとこの内層配線導体パターンＷから電気的に独立したダミー導体パターンＤとを有し、その厚みが７〜12μｍ、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度である。内層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが７μｍ未満の場合、電源層やグランド層としての内層配線導体パターンＷに対して十分な電気特性を付与することができず、他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、７〜12μｍの範囲に特定される。
【００１６】
なお、内層導体２Ａ・２Ｂは、貫通孔４により貫通されるとともに後述する貫通導体５に接する内層配線導体パターンＷまたはダミー導体パターンＤを全ての貫通孔４に対応して有するように形成しておくと、貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に全ての貫通孔４においてレーザー光の吸収反射を略同じとして全ての貫通孔４を略均一な大きさおよび形状に形成することができる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂは、貫通孔４により貫通される内層配線導体パターンＷまたはダミー導体パターンＤを全ての貫通孔４に対応して有するように形成しておくことが好ましい。この場合、ダミー導体パターンＤは、その直径が貫通孔４の直径よりも40〜100μｍ程度大きな略円形のパターンとすればよく、内層配線導体パターンＷとの間に30〜60μｍ程度の幅の間隔を設ければよい。ダミー導体パターンＤの直径が貫通孔４の直径よりも40μｍ未満大きな場合には、レーザー加工により貫通孔４を穿孔する際にダミー導体パターンＤを正確に貫通することが困難となり、他方、100μｍを超えて大きな場合には、内層配線導体パターンＷの面積を広く採ることが困難となる。また、ダミー導体パターンＤと内層配線導体パターンＷとの間隔が30μｍ未満の場合には、ダミー導体パターンＤと内層配線導体パターンＷとの間の電気的絶縁が良好に保てなくなる傾向にあり、他方、60μｍを超えると、内層配線導体パターンＷの面積を広く採ることが困難となる。
【００１７】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとが強固に密着せずに内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂ表面の中心線平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００１８】
また、絶縁樹脂板１の上下面に被着された絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、レーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きく、その表面に表層導体６Ａ・６Ｂが被着されている。絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に絶縁するための絶縁間隔を提供するためのものであり、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍである。この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25μｍ未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μｍを超えると、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂならびに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に直径が75〜130μｍの貫通孔４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層３Ａ・３Ｂの厚みは内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの範囲に特定される。
【００１９】
表層導体６Ａ・６Ｂは、厚みが８〜30μｍの銅めっき膜から成り、電源配線およびグランド配線および信号配線を具備する表層配線パターンを形成している。そして、例えば上面側の表層導体６Ａの露出する一部に図示しない電子部品の電極が半田を介して接続されるとともに、下面側の表層導体６Ｂの露出する一部が図示しない他の配線基板等に半田を介して接続される。
【００２０】
これらの表層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが８μｍ未満であると、表層配線パターンの電気抵抗が高いものとなり、他方、30μｍを超えると、表層配線パターンを高密度に形成することが困難となる。したがって、表層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、8〜30μｍの範囲が好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して直径が75〜130μｍの貫通孔４が形成されており、この貫通孔４の内壁に貫通導体５が被着形成されている。貫通孔４は、貫通導体５を絶縁樹脂層３Ａの上面から絶縁樹脂層３Ｂの下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、例えばレーザー加工により穿孔されている。この貫通孔４は、その直径が絶縁樹脂板１においては75〜115μｍで略同じ大きさであり、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいては開口部で90〜130μｍとなるように外側に向かって拡径している。
【００２２】
このように、本発明の配線基板によれば、貫通孔４の孔径が75〜130μｍと小さいことから、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
【００２３】
また、貫通孔４は、その直径が絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの部位で外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができる。
【００２４】
なお、貫通孔４の直径が75μｍ未満の場合、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、130μｍを超えると、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔４の直径は、75〜130μｍの範囲に特定される。
【００２５】
また、貫通孔４の開口部における直径が絶縁樹脂板１における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１における直径よりも10〜50μｍ大きいことが好ましい。
【００２６】
貫通孔４の内壁に被着形成された貫通導体５は、厚みが８〜25μｍ程度の銅めっき膜から成り、絶縁樹脂板１および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを挟んで上下に位置する内層導体２Ａ・２Ｂおよび表層導体６Ａ・６Ｂ同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。
【００２７】
貫通導体５は、その厚みが８μｍ未満では、貫通導体５の電気抵抗が高いものとなりすぎる傾向にあり、他方、25μｍを超えると、この貫通導体５が被着された貫通孔４の内部に後述するソルダーレジスト７を良好に充填することが困難となる。したがって、貫通導体５の厚みは、８〜25μｍの範囲であることが好ましい。
【００２８】
さらに、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面および貫通孔４の内部には、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト７が被着および充填されている。ソルダーレジスト７は、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを保護するとともに表層導体６Ａ・６Ｂにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁するための保護層として機能し、表層導体６Ａ・６Ｂの一部を露出させる所定のパターンに被着形成されている。
【００２９】
なお、ソルダーレジスト７は、その表層導体６Ａ・６Ｂ上における厚みが10μｍ未満であると、表層導体６を良好に保護することができなくなるとともに表層導体６Ａ・６Ｂにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁することができなくなる傾向にあり、他方、40μｍを超えると、ソルダーレジスト７を所定のパターンに形成することが困難となる傾向にある。したがって、ソルダーレジストの表層導体６Ａ・６Ｂ上における厚みは、10〜40μｍの範囲が好ましい。
【００３０】
かくして、本発明の配線基板によれば、直径が75〜130μｍの貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができ、それにより貫通導体５に断線が発生することのない極めて高密度な配線の配線基板を提供することができる。
【００３１】
次に、図１に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図２（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００３２】
まず、図２（ａ）に部分断面図で示すように、例えばガラスクロスやアラミドクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45ｍｍの絶縁樹脂板１の上下面に厚みが７〜12μｍの銅箔から成る内層導体２Ａ・２Ｂが被着形成された両面銅張板を準備する。なお、内層導体２Ａ・２Ｂはその表面の中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度となるように、その表面を粗化しておく。
【００３３】
絶縁樹脂板１は、その厚みが0.35ｍｍ未満ではその上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４を形成する際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45ｍｍを超えると、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとき、貫通孔４内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体５に断線が発生しやすくなる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.35〜0.45ｍｍの範囲に特定される。
【００３４】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが７μｍ未満の場合、内層導体２Ａ・２Ｂの導体パターンに電源層やグランド層としての十分な電気特性を付与することができず、他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、７〜12μｍの範囲に特定される。
【００３５】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、後述するように、絶縁樹脂板１の上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させる際に内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとが強固に密着せずに内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂ表面の中心線平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００３６】
さらに、内層導体２Ａ・２Ｂは貫通孔４が形成される位置に貫通孔４により貫通されるとともに後述する貫通導体５に接する導体パターンを全ての貫通孔４に対応して設けておくと、レーザー加工により貫通孔４を形成する際に全ての貫通孔４においてレーザー光の吸収反射が均一となり、全ての貫通孔４を略均一に形成することができる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂは貫通孔４が形成される位置に貫通孔４により貫通される導体パターンを全ての貫通孔４に対応して設けておくことが好ましい。
【００３７】
このような内層導体２Ａ・２Ｂは、絶縁樹脂板１の上下全面に厚みが８〜16μｍ程度の銅箔を貼着するとともに、この銅箔上に感光性のドライフィルムレジストを被着させ、次にこの感光性ドライフィルムレジストを従来周知のフォトリソグラフィー技術により露光・現像して導体パターン形成位置にドライフィルムレジストを有するエッチングマスクを形成し、次にエッチングマスクから露出した銅箔を塩化第２銅水溶液もしくは塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いてエッチング除去し、最後にエッチングマスクを剥離した後、塩化第２銅水溶液に蟻酸が含有された粗化液を用いてその表面をエッチングして粗化することによって形成される。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に部分断面図で示すように、両面銅張板11の上下面にその厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着形成する。この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化型の樹脂から成り、炭酸ガスレーザー等のレーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きい。
【００３９】
この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25μｍ未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μｍを超えると、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂならびに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に直径が75〜130μｍの貫通孔４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層３Ａ・３Ｂの厚みは内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの範囲に特定される。
【００４０】
なお、絶縁樹脂板１の上下面に内層導体２Ａ・２Ｂが被着されて成る両面銅張板の上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着形成するには、半硬化状態の熱硬化性樹脂のフィルムを両面銅張板の上下両面に真空ラミネーターで仮圧着した後、これを熱処理して硬化させる方法が採用される。
【００４１】
次に図２（ｃ）に部分断面図で示すように、レーザー加工により絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂおよび内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂板１を貫通する直径が75〜130μｍの複数の貫通孔４を穿孔する。このとき、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂのレーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きいことから、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状となる。
【００４２】
このように、貫通孔４の直径を75〜130μｍと小さいものとすることから、後述するように貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを形成する際に貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。また、貫通孔４の孔径が絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの部位で外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができる。
【００４３】
なお、貫通孔４の孔径が75μｍ未満の場合、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まず、貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することができなくなり、他方、130μｍを超えると、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔４の直径は、75〜130μｍの範囲に特定される。
【００４４】
また、貫通孔４の開口部における直径が絶縁樹脂板１における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１における直径よりも10〜50μｍ大きくしておくことが好ましい。
【００４５】
なお、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂおよび内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂板１に貫通孔４を形成するには、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上に例えばレーザー光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザー加工用シートを貼着し、このレーザー加工用シートの上から７〜12ｍＪの出力の炭酸ガスレーザー光を50〜500μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔４を穿孔する方法が採用される。このとき、炭酸ガスレーザー光の出力が７ｍＪ未満だと貫通孔４を十分な大きさに穿孔することが困難となる傾向にあり、他方、12ｍＪを超えると絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおける貫通孔４の孔径が大きくなりすぎてしまう傾向にある。したがって、照射する炭酸ガスレーザー光は、その出力が７〜12ｍＪでパルス幅が50〜500μ秒の範囲であることが好ましい。なお、レーザー加工用シートは、貫通孔４を穿孔した後に剥離する。このように貫通孔４をレーザー加工により形成することにより、直径が75〜130μｍで、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状の貫通孔４を容易に形成することができる。
【００４６】
次に、図２（ｄ）に部分断面図で示すように、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に厚みが１〜３μｍの無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる。なお、無電解めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっき膜を被着させればよい。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に無電解銅めっき膜を略均一な厚みに良好に被着させることができる。なお、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる前に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面および貫通孔４内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくと無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを強固に被着させることができる。したがって、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる前に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面および貫通孔４内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくことが好ましい。
【００４７】
次に、図２（ｅ）に部分断面図で示すように、絶縁層３Ａ・３Ｂ上の無電解銅めっき膜上にめっき用マスク14を被着させるとともに、めっき用マスク14から露出した無電解銅めっき膜上に厚みが10〜35μｍ程度の電解銅めっき膜を被着させ、貫通孔４の内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面の導体パターン形成部位が選択的に厚く被着された無電解めっき膜と電解銅めっき膜とから成るめっき膜13Ｂを形成する。
【００４８】
なお、めっき用マスク14は、例えば感光性ドライフィルムレジストを絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上の無電解銅めっき膜上に被着させるとともに、このドライフィルムレジストをフォトリソグラフィー技術により露光・現像して所定のパターンに加工することによって形成する。
【００４９】
また、電解銅めっき膜を被着させるための電解銅めっき液としては、例えば、硫酸銅系から成る電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に電解銅めっき膜が略均一な厚みに良好に被着される。
【００５０】
次に、図２（ｆ）に部分断面図で示すように、めっきマスク14を剥離するとともにめっきマスク14の下にあった無電解銅めっき膜が消滅するまで無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングし、貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとともに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に表層導体６Ａ・６Ｂを形成する。
【００５１】
なお、無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングするには、塩化第２銅水溶液または塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いればよい。
【００５２】
最後に、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面および貫通孔４の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト７を被着および充填させることにより図１に示す本発明の配線基板が完成する。
【００５３】
なお、ソルダーレジスト７は、ソルダーレジスト７用の感光性の樹脂ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁層３Ａ側および３Ｂ側から貫通孔４を埋めるように印刷塗布し、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光・現像することによって形成される。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内にソルダーレジスト７用の樹脂ペーストが良好に浸入し、その結果、貫通孔４内をソルダーレジスト７で良好に充填することができる。
【００５４】
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体５に断線が発生することがなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することのない高密度配線の配線基板を提供することができる。
【００５６】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することのない高密度配線の配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・絶縁樹脂板
２Ａ・２Ｂ・・・内層導体
３Ａ・３Ｂ・・・絶縁樹脂層
４・・・・・・・貫通孔
５・・・・・・・貫通導体
６Ａ・６Ｂ・・・表層導体
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料系の多層配線基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えば両面または片面に銅箔から成る配線導体を有するガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁層を同じくガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層して成る多層配線基板が用いられている。この有機材料系の多層配線基板においては、その上面から下面にかけて複数の貫通孔が設けられており、貫通孔内壁には各絶縁層を挟んで上下に位置する配線導体同士を電気的に接続するための銅めっき膜から成る貫通導体が被着形成されており、それにより立体的な高密度配線が可能となっている。
【０００３】
なお、このような有機材料系の多層配線基板は、両面または片面に厚みが15〜50μｍ程度の銅箔から成る配線導体が被着形成された厚みが0.1〜0.5ｍｍ程度のガラス−エポキシ板から成る複数の絶縁板を厚みが0.1〜0.2ｍｍ程度のガラス−エポキシ板から成る接着層を介して積層した後、その上面から下面にかけて直径が200〜500μｍ程度の貫通孔をドリル加工により穿孔し、しかる後、貫通孔内壁に厚みが15〜50μｍ程度の銅めっき膜から成る貫通導体を無電解めっき法および電解めっき法により被着させることによって製作されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、その配線密度を更に高めるために貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さなものとする試みがなされている。このような直径が75〜130μｍ程度の小さな貫通孔を形成するためには例えばレーザーによる穿孔方法が採用される。
【０００５】
しかしながら、従来の有機材料系の多層配線基板においては、各絶縁板および接着層の厚みが0.1〜0.5ｍｍ程度と厚いことから、各絶縁板および接着層を貫通する貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さなものとすると、この貫通孔の内壁に銅めっき膜から成る貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込みにくくなり、そのため貫通導体が良好に被着されずに貫通導体に断線が発生してしまいやすいという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通孔の直径を例えば75〜130μｍ程度の小さいものとしても貫通導体に断線が発生することがない極めて高密度な配線が可能な配線基板およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔が形成され、該貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体がそれぞれめっきにより被着形成されて成り、かつ、前記内層導体は、前記貫通孔により貫通されるとともに前記貫通導体に接する導体パターンを、前記全ての貫通孔に対応してそれぞれ前記上下両面に有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の配線基板の製造方法は、厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層を被着させるとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔を形成し、次に前記貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体をそれぞれめっきにより被着させる配線基板の製造方法であって、前記両面銅張板の前記貫通孔が形成される各位置の前記上下両面に前記貫通孔により貫通される前記内層導体の導体パターンをそれぞれ配設しておくとともに、該導体パターンを貫通して前記貫通孔を形成するとともにこの導体パターンに接して前記貫通導体を被着させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板によれば、上述の構成としたことから、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成される。
【００１０】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、上述の構成としたことから、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成された配線基板を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の配線基板について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。図１において、１は絶縁樹脂板、２Ａ・２Ｂは内層導体、３Ａ・３Ｂは絶縁樹脂層、４は貫通孔、５は貫通導体、６Ａ・６Ｂは表層導体であり、主として絶縁樹脂板１の上下両面に内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂが被着されるとともに絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４が設けられ、さらに貫通孔４の内壁に貫通導体５が被着形成されるとともに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に表層導体６Ａ・６Ｂが被着形成されることにより本発明の配線基板が構成されている。なお、本実施形態例においては、貫通孔４内および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上にソルダーレジスト７が設けられている。
【００１３】
絶縁樹脂板１は、本発明の配線基板のコア部材として機能し、例えばガラスクロスやアラミドクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45ｍｍの平板であり、その上下両面に厚みが７〜12μｍの銅箔から成る内層導体２Ａ・２Ｂが被着された、いわゆる両面銅張り板を構成している。この絶縁樹脂板１は、その厚みが0.35ｍｍ未満ではその上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４を形成したりする際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45ｍｍを超えると、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとき、貫通孔４内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体５を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.35〜0.45ｍｍの範囲に特定される。
【００１４】
なお、絶縁樹脂板１は、ガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板１にレーザー光で貫通孔４を穿孔する際に、貫通孔４を絶縁樹脂板１に略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。したがって、絶縁樹脂板１のガラスクロスやアラミドクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロスやアラミドクロス等の繊維部分と樹脂部分とでレーザー光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
【００１５】
また、絶縁樹脂板１の上下面に被着された内層導体２Ａ・２Ｂは、銅箔から成り、主として電源層やグランド層として機能する内層配線導体パターンＷとこの内層配線導体パターンＷから電気的に独立したダミー導体パターンＤとを有し、その厚みが７〜12μｍ、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度である。内層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが７μｍ未満の場合、電源層やグランド層としての内層配線導体パターンＷに対して十分な電気特性を付与することができず、他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、７〜12μｍの範囲に特定される。
【００１６】
なお、内層導体２Ａ・２Ｂは、貫通孔４により貫通されるとともに後述する貫通導体５に接する内層配線導体パターンＷまたはダミー導体パターンＤを全ての貫通孔４に対応して有するように形成しておくと、貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に全ての貫通孔４においてレーザー光の吸収反射を略同じとして全ての貫通孔４を略均一な大きさおよび形状に形成することができる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂは、貫通孔４により貫通される内層配線導体パターンＷまたはダミー導体パターンＤを全ての貫通孔４に対応して有するように形成しておくことが好ましい。この場合、ダミー導体パターンＤは、その直径が貫通孔４の直径よりも40〜100μｍ程度大きな略円形のパターンとすればよく、内層配線導体パターンＷとの間に30〜60μｍ程度の幅の間隔を設ければよい。ダミー導体パターンＤの直径が貫通孔４の直径よりも40μｍ未満大きな場合には、レーザー加工により貫通孔４を穿孔する際にダミー導体パターンＤを正確に貫通することが困難となり、他方、100μｍを超えて大きな場合には、内層配線導体パターンＷの面積を広く採ることが困難となる。また、ダミー導体パターンＤと内層配線導体パターンＷとの間隔が30μｍ未満の場合には、ダミー導体パターンＤと内層配線導体パターンＷとの間の電気的絶縁が良好に保てなくなる傾向にあり、他方、60μｍを超えると、内層配線導体パターンＷの面積を広く採ることが困難となる。
【００１７】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとが強固に密着せずに内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂ表面の中心線平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００１８】
また、絶縁樹脂板１の上下面に被着された絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成り、レーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きく、その表面に表層導体６Ａ・６Ｂが被着されている。絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に絶縁するための絶縁間隔を提供するためのものであり、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍである。この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25μｍ未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μｍを超えると、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂならびに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に直径が75〜130μｍの貫通孔４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層３Ａ・３Ｂの厚みは内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの範囲に特定される。
【００１９】
表層導体６Ａ・６Ｂは、厚みが８〜30μｍの銅めっき膜から成り、電源配線およびグランド配線および信号配線を具備する表層配線パターンを形成している。そして、例えば上面側の表層導体６Ａの露出する一部に図示しない電子部品の電極が半田を介して接続されるとともに、下面側の表層導体６Ｂの露出する一部が図示しない他の配線基板等に半田を介して接続される。
【００２０】
これらの表層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが８μｍ未満であると、表層配線パターンの電気抵抗が高いものとなり、他方、30μｍを超えると、表層配線パターンを高密度に形成することが困難となる。したがって、表層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、8〜30μｍの範囲が好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して直径が75〜130μｍの貫通孔４が形成されており、この貫通孔４の内壁に貫通導体５が被着形成されている。貫通孔４は、貫通導体５を絶縁樹脂層３Ａの上面から絶縁樹脂層３Ｂの下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、例えばレーザー加工により穿孔されている。この貫通孔４は、その直径が絶縁樹脂板１においては75〜115μｍで略同じ大きさであり、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいては開口部で90〜130μｍとなるように外側に向かって拡径している。
【００２２】
このように、本発明の配線基板によれば、貫通孔４の孔径が75〜130μｍと小さいことから、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
【００２３】
また、貫通孔４は、その直径が絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの部位で外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができる。
【００２４】
なお、貫通孔４の直径が75μｍ未満の場合、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、130μｍを超えると、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔４の直径は、75〜130μｍの範囲に特定される。
【００２５】
また、貫通孔４の開口部における直径が絶縁樹脂板１における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１における直径よりも10〜50μｍ大きいことが好ましい。
【００２６】
貫通孔４の内壁に被着形成された貫通導体５は、厚みが８〜25μｍ程度の銅めっき膜から成り、絶縁樹脂板１および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを挟んで上下に位置する内層導体２Ａ・２Ｂおよび表層導体６Ａ・６Ｂ同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。
【００２７】
貫通導体５は、その厚みが８μｍ未満では、貫通導体５の電気抵抗が高いものとなりすぎる傾向にあり、他方、25μｍを超えると、この貫通導体５が被着された貫通孔４の内部に後述するソルダーレジスト７を良好に充填することが困難となる。したがって、貫通導体５の厚みは、８〜25μｍの範囲であることが好ましい。
【００２８】
さらに、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面および貫通孔４の内部には、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト７が被着および充填されている。ソルダーレジスト７は、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを保護するとともに表層導体６Ａ・６Ｂにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁するための保護層として機能し、表層導体６Ａ・６Ｂの一部を露出させる所定のパターンに被着形成されている。
【００２９】
なお、ソルダーレジスト７は、その表層導体６Ａ・６Ｂ上における厚みが10μｍ未満であると、表層導体６を良好に保護することができなくなるとともに表層導体６Ａ・６Ｂにおける表層配線パターン同士を電気的に良好に絶縁することができなくなる傾向にあり、他方、40μｍを超えると、ソルダーレジスト７を所定のパターンに形成することが困難となる傾向にある。したがって、ソルダーレジストの表層導体６Ａ・６Ｂ上における厚みは、10〜40μｍの範囲が好ましい。
【００３０】
かくして、本発明の配線基板によれば、直径が75〜130μｍの貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができ、それにより貫通導体５に断線が発生することのない極めて高密度な配線の配線基板を提供することができる。
【００３１】
次に、図１に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図２（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００３２】
まず、図２（ａ）に部分断面図で示すように、例えばガラスクロスやアラミドクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた有機系絶縁材料から成る厚みが0.35〜0.45ｍｍの絶縁樹脂板１の上下面に厚みが７〜12μｍの銅箔から成る内層導体２Ａ・２Ｂが被着形成された両面銅張板を準備する。なお、内層導体２Ａ・２Ｂはその表面の中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度となるように、その表面を粗化しておく。
【００３３】
絶縁樹脂板１は、その厚みが0.35ｍｍ未満ではその上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させたり、あるいは絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通して複数の貫通孔４を形成する際等に熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、0.45ｍｍを超えると、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとき、貫通孔４内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体５に断線が発生しやすくなる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは0.35〜0.45ｍｍの範囲に特定される。
【００３４】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その厚みが７μｍ未満の場合、内層導体２Ａ・２Ｂの導体パターンに電源層やグランド層としての十分な電気特性を付与することができず、他方、12μｍを超える場合、後述するように絶縁樹脂板１と内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する場合に、直径が75〜130μｍの貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂの厚みは、７〜12μｍの範囲に特定される。
【００３５】
また、内層導体２Ａ・２Ｂは、その表面の中心線平均粗さＲａが0.2μｍ未満の場合、後述するように、絶縁樹脂板１の上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着させる際に内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとが強固に密着せずに内層導体２Ａ・２Ｂと絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂとの間で剥離が発生しやすくなる傾向にあり、他方２μｍを超えると、そのような粗い面を安定かつ効率良く形成することが困難となる傾向にある。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂ表面の中心線平均粗さＲａは0.2〜２μｍの範囲が好ましい。
【００３６】
さらに、内層導体２Ａ・２Ｂは貫通孔４が形成される位置に貫通孔４により貫通されるとともに後述する貫通導体５に接する導体パターンを全ての貫通孔４に対応して設けておくと、レーザー加工により貫通孔４を形成する際に全ての貫通孔４においてレーザー光の吸収反射が均一となり、全ての貫通孔４を略均一に形成することができる。したがって、内層導体２Ａ・２Ｂは貫通孔４が形成される位置に貫通孔４により貫通される導体パターンを全ての貫通孔４に対応して設けておくことが好ましい。
【００３７】
このような内層導体２Ａ・２Ｂは、絶縁樹脂板１の上下全面に厚みが８〜16μｍ程度の銅箔を貼着するとともに、この銅箔上に感光性のドライフィルムレジストを被着させ、次にこの感光性ドライフィルムレジストを従来周知のフォトリソグラフィー技術により露光・現像して導体パターン形成位置にドライフィルムレジストを有するエッチングマスクを形成し、次にエッチングマスクから露出した銅箔を塩化第２銅水溶液もしくは塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いてエッチング除去し、最後にエッチングマスクを剥離した後、塩化第２銅水溶液に蟻酸が含有された粗化液を用いてその表面をエッチングして粗化することによって形成される。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に部分断面図で示すように、両面銅張板11の上下面にその厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着形成する。この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂはエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化型の樹脂から成り、炭酸ガスレーザー等のレーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きい。
【００３９】
この絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂは、その厚みが内層導体２Ａ・２Ｂ上で25μｍ未満の場合、互いに絶縁すべき内層導体２Ａ・２Ｂと表層導体６Ａ・６Ｂとを電気的に良好に絶縁することができなくなり、他方、45μｍを超えると、絶縁樹脂板１および内層導体２Ａ・２Ｂならびに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを貫通する貫通孔４をレーザー加工により穿孔する際に直径が75〜130μｍの貫通孔４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁層３Ａ・３Ｂの厚みは内層導体２Ａ・２Ｂ上で25〜45μｍの範囲に特定される。
【００４０】
なお、絶縁樹脂板１の上下面に内層導体２Ａ・２Ｂが被着されて成る両面銅張板の上下面に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂを被着形成するには、半硬化状態の熱硬化性樹脂のフィルムを両面銅張板の上下両面に真空ラミネーターで仮圧着した後、これを熱処理して硬化させる方法が採用される。
【００４１】
次に図２（ｃ）に部分断面図で示すように、レーザー加工により絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂおよび内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂板１を貫通する直径が75〜130μｍの複数の貫通孔４を穿孔する。このとき、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂのレーザー光に対する分解度合いが絶縁樹脂板１よりも大きいことから、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状となる。
【００４２】
このように、貫通孔４の直径を75〜130μｍと小さいものとすることから、後述するように貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを形成する際に貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。また、貫通孔４の孔径が絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの部位で外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔４内に貫通導体５を良好に形成することができる。
【００４３】
なお、貫通孔４の孔径が75μｍ未満の場合、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まず、貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することができなくなり、他方、130μｍを超えると、貫通導体５および表層導体６Ａ・６Ｂを高密度で配置することが困難となる。したがって、貫通孔４の直径は、75〜130μｍの範囲に特定される。
【００４４】
また、貫通孔４の開口部における直径が絶縁樹脂板１における直径よりも10μｍ未満大きい場合には、貫通孔４内壁に貫通導体５を被着形成する際に、貫通導体５を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込まずに貫通孔４内壁に貫通導体５を良好に形成することが困難となり、他方、50μｍを超えて大きな場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが困難となる。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１における直径よりも10〜50μｍ大きくしておくことが好ましい。
【００４５】
なお、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂおよび内層導体２Ａ・２Ｂおよび絶縁樹脂板１に貫通孔４を形成するには、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上に例えばレーザー光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザー加工用シートを貼着し、このレーザー加工用シートの上から７〜12ｍＪの出力の炭酸ガスレーザー光を50〜500μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔４を穿孔する方法が採用される。このとき、炭酸ガスレーザー光の出力が７ｍＪ未満だと貫通孔４を十分な大きさに穿孔することが困難となる傾向にあり、他方、12ｍＪを超えると絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおける貫通孔４の孔径が大きくなりすぎてしまう傾向にある。したがって、照射する炭酸ガスレーザー光は、その出力が７〜12ｍＪでパルス幅が50〜500μ秒の範囲であることが好ましい。なお、レーザー加工用シートは、貫通孔４を穿孔した後に剥離する。このように貫通孔４をレーザー加工により形成することにより、直径が75〜130μｍで、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径する形状の貫通孔４を容易に形成することができる。
【００４６】
次に、図２（ｄ）に部分断面図で示すように、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に厚みが１〜３μｍの無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる。なお、無電解めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっき膜を被着させればよい。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に無電解銅めっき膜を略均一な厚みに良好に被着させることができる。なお、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる前に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面および貫通孔４内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくと無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを強固に被着させることができる。したがって、無電解銅めっき膜から成るめっき膜13Ａを被着させる前に絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面および貫通孔４内壁を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いてその中心線平均粗さＲａが0.2〜２μｍ程度になるように粗化しておくことが好ましい。
【００４７】
次に、図２（ｅ）に部分断面図で示すように、絶縁層３Ａ・３Ｂ上の無電解銅めっき膜上にめっき用マスク14を被着させるとともに、めっき用マスク14から露出した無電解銅めっき膜上に厚みが10〜35μｍ程度の電解銅めっき膜を被着させ、貫通孔４の内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ表面の導体パターン形成部位が選択的に厚く被着された無電解めっき膜と電解銅めっき膜とから成るめっき膜13Ｂを形成する。
【００４８】
なお、めっき用マスク14は、例えば感光性ドライフィルムレジストを絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂ上の無電解銅めっき膜上に被着させるとともに、このドライフィルムレジストをフォトリソグラフィー技術により露光・現像して所定のパターンに加工することによって形成する。
【００４９】
また、電解銅めっき膜を被着させるための電解銅めっき液としては、例えば、硫酸銅系から成る電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔４内壁および絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に電解銅めっき膜が略均一な厚みに良好に被着される。
【００５０】
次に、図２（ｆ）に部分断面図で示すように、めっきマスク14を剥離するとともにめっきマスク14の下にあった無電解銅めっき膜が消滅するまで無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングし、貫通孔４内壁に貫通導体５を形成するとともに絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面に表層導体６Ａ・６Ｂを形成する。
【００５１】
なお、無電解銅めっき膜および電解銅めっき膜をエッチングするには、塩化第２銅水溶液または塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液を用いればよい。
【００５２】
最後に、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂの表面および貫通孔４の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル等の熱硬化性樹脂から成るソルダーレジスト７を被着および充填させることにより図１に示す本発明の配線基板が完成する。
【００５３】
なお、ソルダーレジスト７は、ソルダーレジスト７用の感光性の樹脂ペーストを従来周知のスクリーン印刷法を採用して絶縁層３Ａ側および３Ｂ側から貫通孔４を埋めるように印刷塗布し、これを従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定のパターンに露光・現像することによって形成される。このとき、貫通孔４は、絶縁樹脂層３Ａ・３Ｂにおいて外側に向けて拡径していることから、貫通孔４内にソルダーレジスト７用の樹脂ペーストが良好に浸入し、その結果、貫通孔４内をソルダーレジスト７で良好に充填することができる。
【００５４】
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体５に断線が発生することがなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することのない高密度配線の配線基板を提供することができる。
【００５６】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔内壁に貫通導体を被着させる際、貫通導体を被着させるためのめっき液が貫通孔内に良好に入り込み、その結果、貫通孔内壁に貫通導体が良好に形成され、貫通導体に断線が発生することのない高密度配線の配線基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・絶縁樹脂板
２Ａ・２Ｂ・・・内層導体
３Ａ・３Ｂ・・・絶縁樹脂層
４・・・・・・・貫通孔
５・・・・・・・貫通導体
６Ａ・６Ｂ・・・表層導体
Claims (3)
- 厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層が被着されているとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔が形成され、該貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体がそれぞれめっきにより被着形成されて成り、かつ、前記内層導体は、前記貫通孔により貫通されるとともに前記貫通導体に接する導体パターンを、前記全ての貫通孔に対応してそれぞれ前記上下両面に有することを特徴とする配線基板。
- 厚みが０．３５〜０．４５ｍｍの絶縁樹脂板の上下両面に厚みが７〜１２μｍの銅箔から成り、内層配線導体パターンおよび該内層配線導体パターンから電気的に独立したダミー導体パターンを有する内層導体が被着された両面銅張板の前記上下両面に厚みが前記内層導体上で２５〜４５μｍの絶縁樹脂層を被着させるとともに、前記絶縁樹脂板、前記内層導体および前記絶縁樹脂層を上下に貫通し、かつ前記絶縁樹脂層において外側に向けて拡径する直径が７５〜１３０μｍの複数の貫通孔を形成し、次に前記貫通孔内壁に前記内層導体に接続された貫通導体および前記絶縁樹脂層の表面に前記貫通導体に接続された表層導体をそれぞれめっきにより被着させる配線基板の製造方法であって、前記両面銅張板の前記貫通孔が形成される各位置の前記上下両面に前記貫通孔により貫通される前記内層導体の導体パターンをそれぞれ配設しておくとともに、該導体パターンを貫通して前記貫通孔を形成するとともにこの導体パターンに接して前記貫通導体を被着させることを特徴とする配線基板の製造方法。
- 前記貫通孔をレーザー加工により形成することを特徴とする請求項２記載の配線基板の製造方法。
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