JP4460013B2 - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は配線基板の製造方法に関し、更に詳細には複数の導体パターンが絶縁層を貫通するヴィアを介して電気的に接続されて積層された多層の配線基板の製造方法に関する。

多層の配線基板の製造方法としては、例えば下記特許文献において、図８に示す配線基板の製造方法が提案されている。
図８に示す配線基板の製造方法では、先ず、図８（ａ）に示す様に、強力担持体としての半硬化樹脂から成る樹脂板１００の一面側に、剥離性金属箔１０２を積層する。この剥離性金属箔１０２は、図９に示す様に、金属箔１０２ａの一面側に、金属箔１０２ａよりも厚い金属板１０２ｂが剥離層１０２ｃを介して接合されているものである。かかる樹脂板１００の一面側に剥離性金属箔１０２を積層する際には、金属箔１０２ａと樹脂板１００とを接合した状態で加熱圧着することによって両者を接着できる。
樹脂板１００の一面側に積層した剥離性金属箔１０２の金属板１０２ｂ側に、図８（ｂ）に示す様に、ドライフィルム１０４によって部分的に被覆した後、金属板１０２ｂの露出面にエッチングを施してバンプ用凹部１０６，１０６・・を形成し、ドライフィルム１０４を除去する［図８（ｃ）］。
バンプ用凹部１０６，１０６・・内には、図８（ｄ）に示す様に、めっき金属によってバンプ１０８を形成すると共に、バンプ１０８に接続された導体パターン１１０を形成する。バンプ１０８を形成する際には、後述する様に、金属板１０２ｂをエッチングするエッチングするエッチング液にエッチングされない金等の金属膜１１２を形成しておく。

更に、バンプ１０８及び導体パターン１１０上には、図８（ｅ）に示す様に、アディティブ法やセミアディティブ法によって、導体パターン１１８，１１８・・を形成すると共に、絶縁層１１４，１１４・・を貫通するヴィア１１６，１１６・・を形成する。
この様に、剥離性金属箔１０２の金属板１０２ｂ上に所定数の導体パターンを積層することによって、形成された配線基板１２０の強度が向上するため、図８（ｆ）に示す様に、剥離性金属箔１０２の金属板１０２ｂと金属箔１０２ａとを剥離する。
その後、金属板１０２ｂをエッチングして除去することによって、配線基板１２０を得ることができる。
特開２００７−１６５５１３号公報

図８に示す配線基板の製造方法によれば、強力担持体としての樹脂板１００によって強度を保持できるため、配線基板の製造工程での積層体等の搬送を容易に行いつつ、多層の配線基板を製造できる。
しかし、図８に示す配線基板の製造方法では、樹脂板１００から剥離した配線基板１２０に付着している金属板１０２ｂをエッチングで除去している。このエッチング時間を短縮するには、薄い金属板１０２を使用することを要するが、金属板１０２にバンプ用凹部１０６，１０６・・を形成するため、所定厚さの金属板１０２を必要とする。このため、金属板１０２をエッチングする時間の短縮は困難である。
そこで、本発明は、所定厚さの金属板上に形成した配線基板を形成した後、金属板をエッチング除去する従来の配線基板の製造方法の課題を解消し、金属板をエッチング除去することを要しない配線基板の製造方法を提供する。

本発明者等は前記課題を解決するには、支持体としてのキャリア板の一面側に剥離層を介して金属箔が積層されたキャリア付金属箔を用いて導体パターンを形成することが有利であると考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、支持体としてのキャリア板の一面側に剥離層を介して金属箔が設けられたキャリア付金属箔を用い、前記キャリア付金属箔の金属箔側に、前記金属箔よりも厚い金属層を絶縁層を介して積層した後、前記金属層にパターニングを施して第１導体パターンを形成し、次いで、前記第１導体パターンと絶縁層を介して金属箔が対向するように、前記第１導体パターン側にキャリア付金属箔を配設した後、前記第１導体パターンを挟み込むように配設したキャリア付金属箔の各キャリア板を剥離して、前記第１導体パターンの両面側に絶縁層を介して金属箔を具備する基板を形成し、その後、両面側に形成された金属箔から、前記第１導体パターンと絶縁層を貫通するヴィアを介して電気的に接続された導体パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法にある。

この様にして形成した、第１導体パターンを内部に具備する基板の両面側に、絶縁層を貫通するヴィアを介して複数の導体パターンを順次積層することによって、奇数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。
また、キャリア付金属箔として、支持体としての金属板の一面側に剥離層を介して金属箔が設けられているキャリア付金属箔を好適に用いることができる。
更に、ヴィアを形成する際に、レーザによって絶縁層にヴィア穴を形成した後、前記ヴィア穴をめっき金属で充填することによって、容易にヴィアを形成できる。

本発明に係る配線基板の製造方法によれば、図８に示す従来の配線基板の製造方法では必要であった金属板をエッチングによって除去する工程を不要にでき、配線基板の製造工程を短縮できる。
更に、本発明では、キャリア付金属箔のキャリア板を強力担持体として使用しているため、製造工程中での積層体の強度を保持でき、製造工程のローラ等による積層体の変形に基づくトラブルを防止できる。

本発明に係る配線基板の製造方法の一例を図１及び図２に示す。先ず、図１（ａ）に示す様に、キャリア付金属箔１０の金属箔１０ｂ側に、樹脂から成る絶縁層１２を介して金属箔１０ｂよりも厚い金属層としての銅箔１４を積層する。この銅箔１４としては、厚さ１８μｍの銅箔を用いた。
かかるキャリア付金属箔１０と銅箔１４との積層は、絶縁層１２として半硬化状態の熱硬化性樹脂からシートを用いて加熱・圧着することによって行うことができる。
また、キャリア付金属箔１０は、図３に示す様に、強力担持体としてのキャリア板１０ａの一面側に剥離層１０ｃを介して金属箔１０ｂが設けられている。かかるキャリア板１０ａとしては、厚さ１５〜７０μｍの銅板を用いることができ、金属箔１０ｂとしては、厚さ０．５〜１２μｍの銅箔を用いることができる。

図１（ａ）に示す銅箔１４の表面を、図１（ｂ）に示す様に、ドライフィルム１６によって部分的に被覆する。この際に、キャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａの表面全面もドライフィルム１６によって被覆する。
かかる銅箔１４の表面が部分的に露出する部分をエッチングし、ドライフィルム１６を剥離することによって、図１（ｃ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・を形成できる。この第１導体パターン１８，１８・・は、後述する様に、配線基板の中央部に形成されるため、給電用又は接地用として好適に用いることができる。
更に、図１（ｄ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・と樹脂から成る絶縁層１２を介して金属箔１０ｂが対向するように、第１導体パターン１８，１８・・の側にキャリア付金属箔１０を配設する。この場合も、絶縁層１２として半硬化状態の熱硬化性樹脂からシートを用いて加熱・圧着することによって行うことができる。

この様にして得た第１導体パターン１８，１８・・を挟み込むように配設したキャリア付金属箔１０，１０のキャリア板１０ａ，１０ａを剥離することによって、図１（ｅ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・の両面側に絶縁層１２，１２を介して金属箔１０ｂ，１０ｂを具備する基板２０を得ることができる。
得られた基板２０は、第１導体パターン１８，１８・・の両面側に絶縁層１２，１２が形成されているため、強力担持体として用いてきたキャリア板１０ａ，１０ａが剥離されても、基板２０の搬送を充分に行うことができる。
この基板２０の金属箔１０ｂ，１０ｂの各々の所定位置に、図１（ｆ）に示す様に、レーザによって底面に第１導体パターン１８が露出するヴィア穴２２，２２・・を形成する。このヴィア穴２２は、レーザによって形成されるため、開口部から底面方向に次第に内径が小径となるテーパ状に形成されている。この様に、ヴィア穴２２，２２・・をレーザによって形成したことによって発生した残渣は、基板２０にデスミア処理を施して除去した。
かかるヴィア穴２２，２２・・の内壁面を含む基板２０の全表面には、図２（ａ）に示す様に、無電解めっき又は蒸着によって薄金属皮膜２３，２３を形成する。
更に、図２（ｂ）に示す様に、ドライフィルム１６，１６によってパターニングした後、金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３を給電層とする電解めっきによって、給電層とするヴィアフィル電解めっきによって、ヴィア穴２２，２２・・内にめっき金属を充填してヴィア２４，２４を形成すると共に、第１導体パターン１８，１８・・とヴィア２４，２４・・により電気的に接続された導体パターン２８，２８・・を基板２０の両面側に形成できる。

次いで、図２（ｃ）に示す様に、ドライフィルム１６，１６を剥離して露出する金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３をエッチングすることによって、図２（ｃ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・とヴィア２４，２４・・により電気的に接続された導体パターン２８，２８・・を基板２０の両面側に形成できる。
更に、図２（ｄ）に示す様に、導体パターン２８，２８・・のパッド３４を形成する部分を除いてソルダーレジスト３２によって被覆することによって、配線基板３０を得ることができる。
この様に、図１及び図２に示す配線基板の製造方法では、第１導体パターン１８，１８・・の両面側に絶縁層１２，１２を介して金属箔１０ｂ，１０ｂを具備する基板２０を形成するまでの工程では、キャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａを強力担持体として用いているため、積層体等の製造工程での搬送は何等問題なく行うことができる。
また、図８に示す配線基板の製造方法の如く、金属板１０２ｂをエッチングによって除去する工程を不要にでき、配線基板３０の製造工程の短縮を図ることができる。

図１及び図２に示す配線基板の製造方法では、図１（ｆ）に示す様に、第１導体パターン１８の両面側からヴィア穴２２，２２をレーザによって形成する際に、第１導体パターン１８の一面側からヴィア穴２２をレーザで形成した後、このヴィア穴２２の底面に第１導体パターン１８が露出した状態で、第１導体パターン１８の他面側からヴィア穴２２をレーザで形成するとき、既に形成したヴィア穴２２の底面に露出する第１導体パターン１８を破壊するおそれがある。
この点、参考例である図４及び図５に示す配線基板の製造方法によれば、第１導体パターン１８の一面側からヴィア穴２２をレーザで形成した後、このヴィア穴２２の底面に第１導体パターン１８が露出した状態で、第１導体パターン１８の他面側からヴィア穴２２を形成することを要せず、第１導体パターン１８を破壊するおそれを解消できる。

先ず、図４（ａ）に示す様に、二枚のキャリア付金属箔１０，１０を、金属箔１０ｂ，１０ｂ同士が樹脂から成る絶縁層１２を介して対向するように接合して積層板を形成する。この接合は、キャリア付金属箔１０，１０の間に、絶縁層１２として半硬化状態の熱硬化性樹脂からシートを挟んで加熱・圧着することによって行うことができる。
更に、図４（ｂ）に示す様に、キャリア付金属箔１０，１０の一方のキャリア板１０ａを剥離して金属箔１０ｂが露出した積層体を得た後、金属箔１０ｂの所定の箇所にレーザによって底面に他方のキャリア付金属箔１０の金属箔１０ｂが露出するヴィア穴２２，２２・・を形成する［図４（ｃ）］。このヴィア穴２２は、レーザによって形成されるため、開口部から底面方向に次第に内径が小径となるテーパ状に形成されている。ヴィア穴２２，２２・・をレーザによって形成したことによって発生した残渣は、基板２０にデスミア処理を施して除去した。
かかるヴィア穴２２，２２・・の内壁面を含む絶縁層１２の一面側の全表面には、図４（ｄ）に示す様に、無電解めっき又は蒸着によって薄金属皮膜２３，２３を形成する。
更に、図４（ｅ）に示す様に、ドライフィルム１６，１６によってパターニングした後、金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３を給電層とするヴィアフィル電解めっきによって、ヴィア穴２２，２２・・内にめっき金属を充填してヴィア２４を形成すると共に、第１導体パターン１８，１８・・とを形成できる。
このドライフィルム１６を剥離した後、露出する金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３をエッチングすることによって、図４（ｆ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・を形成及びヴィア２４，２４を形成できる。
かかる第１導体パターン１８，１８・・及びヴィア２４，２４と金属箔１０ｂとが対向するように、第１導体パターン１８，１８・・の側に樹脂から成る絶縁層１２を介してキャリア付金属箔１０を配設する［図４（ｇ）］。

図４（ｇ）に示す第１導体パターン１８，１８・・及びヴィア２４，２４を挟み込むように配設したキャリア付金属箔１０，１０のうち、第１導体パターン１８，１８・・側の第１キャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａを剥離し、図５（ａ）に示す様に、第１導体パターン１８，１８・・側の金属箔１０ｂを露出する。
かかる露出する金属箔１０ｂの所定箇所にレーザによって第１導体パターン１８或いはヴィア２４が底面に露出するヴィア穴２２，２２・・を形成する［図５（ｂ）］。この際に、ヴィア穴２２の底面に露出する第１導体パターン１８の一面側にレーザが照射されても、第１導体パターン１８の他面側は、絶縁層１２又はヴィア２４が形成されているため、レーザが照射された衝撃によって第１導体パターン１８が破壊されることを防止できる。
次いで、ヴィア２４，２４が形成されているキャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａを剥離して、金属箔１０ｂ、１０ｂが露出した基板２０の両面に、無電解めっき又は蒸着によって薄金属皮膜２３，２３を形成する。かかる薄金属皮膜２３は、ヴィア穴２２，２２・・の内壁面にも形成される。
更に、ドライフィルム１６によってパターニングした後、金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３を給電層とするヴィアフィル電解めっきによって、ヴィア穴２２，２２・・内にめっき金属を充填してヴィア２４を形成すると共に、導体パターン２８，２８・・を基板２０の両面側に形成できる［図５（ｄ）］。
その後、ドライフィルム１６，１６を剥離して露出する金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３をエッチングすることによって、第１導体パターン１８，１８・・とヴィア２４，２４・・により電気的に接続された導体パターン２８，２８・・を基板２０の両面側に形成できる。
更に、導体パターン２８，２８・・のパッド３４を形成する部分を除いてソルダーレジスト３２によって被覆することによって、配線基板を得ることができる。

図１〜図５に示す配線基板の製造方法では、三層の導体パターンが積層された配線基板を製造しているが、更に多層の配線基板を製造する際には、基板２０の反り等の発生を防止すべく、基板２０の両面側に公知のアディティブ法やセミアディティブ法によって同時に導体パターンを形成する。
この様に、図１〜図５に示す配線基板の製造方法では、奇数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。
また、図４（ｇ）に示す第１導体パターン１８，１８・・とヴィア２４，２４・・とを挟み込むキャリア付金属箔１０，１０の両キャリア板１０ａ，１０ａを剥離することによっても、奇数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。

図１〜図５に示す配線基板の製造方法に対して、参考例である図６及び図７に示す製造方法によれば、偶数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。
先ず、図５（ｂ）に示すヴィア穴２２，２２を形成した樹脂層１２側の全面に、無電解めっき又は蒸着によって薄金属皮膜２３を形成する。かかる薄金属皮膜２３は、ヴィア穴２２，２２・・の内壁面にも形成される。
更に、ドライフィルム１６によってパターニングした後、金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３を給電層とするヴィアフィル電解めっきによって、ヴィア穴２２，２２・・内にめっき金属を充填してヴィア２４を形成すると共に、第２導体パターン３６，３６・・を形成する［図６（ａ）］。
このドライフィルム１６，１６を剥離して露出する金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３をエッチングすることによって、第１導体パターン１８，１８・・とヴィア２４，２４・・により電気的に接続された第２導体パターン３６，３６・・を形成した後、樹脂層１２を形成する。
更に、第２導体パターン３６，３６・・側に形成した樹脂層１２上に、図６（ｂ）に示す様に、キャリア付金属箔１０を積層する。このキャリア付金属箔１０は、金属箔１０ｂと第２導体パターン３６，３６・・が対向するように積層する。
かかる第２導体パターン３６，３６・・側のキャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａを剥離する［図６（ｃ）］。

露出した金属箔１０ｂ側には、図７（ａ）に示す様に、レーザによってヴィア穴２２，２２・・を形成する。
更に、残っていたキャリア付金属箔１０のキャリア板１０ａを剥離した後、金属箔１０ｂ、１０ｂが露出した基板２０の両面に、無電解めっき又は蒸着によって薄金属皮膜２３，２３を形成する。かかる薄金属皮膜２３は、ヴィア穴２２，２２・・の内壁面にも形成される。［図７（ｂ）］。
その後、ドライフィルム１６によってパターニングした後、金属箔１０ｂ及び薄金属皮膜２３を給電層とするヴィアフィル電解めっきによって、ヴィア穴２２，２２・・内にめっき金属を充填してヴィア２４を形成すると共に、第１導体パターン１８と第２導体パターン３６とヴィア２４によって電気的に接続された導体パターン２８，２８・・を基板２０の両面側に形成できる［図７（ｃ）］。
この様に、図６及び図７に示す配線基板の製造方法では、偶数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。
また、図６（ｂ）に示す第１導体パターン１８、第２導体パターン３６及びヴィア２４，２４・・を挟み込むキャリア付金属箔１０，１０の両キャリア板１０ａ，１０ａを剥離することによっても、偶数層の導体パターンを積層した配線基板を得ることができる。

以上の説明では、ヴィア穴２２をレーザによって形成していたが、感光性樹脂から成る樹脂層１２に設けた金属箔１０ｂを用いてヴィア穴２２を形成できる。この場合、金属箔１０ｂの所定箇所をレーザによって除去した後、残った金属箔１０ｂをマスクにして露出した感光性樹脂から成る樹脂層１２を露光・現像してヴィア穴２２を形成できる。
或いは金属箔１０ｂ上に塗布したレジストに所定箇所に金属箔１０ｂが底面に露出する凹部を形成した後、露出した金属箔１０ｂをエッチングによって除去して感光性樹脂から成る樹脂層１２を露出する。次いで、露出した樹脂層１２を露光・現像することによっても形成できる。
また、ヴィア穴２２に金属を充填してヴィア２４を形成する際には、電解めっきによるヴィアフィル方法について説明していたが、ヴィア穴２４に導電ペーストを充填してヴィア２４を形成してもよい。
尚、導体パターンは、ヴィア２４を形成した後に形成してもよい。

本発明に係る配線基板の製造方法の一例を説明する工程図の一部である。 図１に示す配線基板の製造方法の残りの工程を説明する工程図である。 図１及び図２に示す配線基板の製造方法で用いるキャリア付金属箔の一例を説明する部分断面図である。 本発明に係る配線基板の製造方法の参考例を説明する工程図の一部である。 図４に示す配線基板の製造方法の残りの工程を説明する工程図である。 本発明に係る配線基板の製造方法の参考例を説明する工程図の一部である。 図６に示す配線基板の製造方法の残りの工程を説明する工程図である。 従来の配線基板の製造方法を説明する工程図である。 従来の配線基板の製造方法で用いる剥離性金属箔を説明する部分断面図である。

１０ キャリア付金属箔
１０ａ キャリア板
１０ｂ 金属箔
１０ｃ 剥離層
１２ 絶縁層
１４ 銅箔
１６ ドライフィルム
１８ 第１導体パターン
２０ 基板
２２ ヴィア穴
２３ 薄金属皮膜
２４ ヴィア
２８ 導体パターン
３２ ソルダーレジスト
３４ パッド
３６ 第２導体パターン

Claims (4)

1. 支持体としてのキャリア板の一面側に剥離層を介して金属箔が設けられたキャリア付金属箔を用い、前記キャリア付金属箔の金属箔側に、前記金属箔よりも厚い金属層を絶縁層を介して積層した後、前記金属層にパターニングを施して第１導体パターンを形成し、
   次いで、前記第１導体パターンと絶縁層を介して金属箔が対向するように、前記第１導体パターン側にキャリア付金属箔を配設した後、前記第１導体パターンを挟み込むように配設したキャリア付金属箔の各キャリア板を剥離して、前記第１導体パターンの両面側に絶縁層を介して金属箔を具備する基板を形成し、
   その後、両面側に形成された金属箔から、前記第１導体パターンと絶縁層を貫通するヴィアを介して電気的に接続された導体パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
2. 第１導体パターンを内部に具備する基板の両面側に、絶縁層を貫通するヴィアを介して電気的に接続されている複数の導体パターンを順次積層し、奇数層の導体パターンを積層した配線基板を形成する請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. キャリア付金属箔として、支持体としての銅板の一面側に剥離層を介して銅属箔が設けられているキャリア付金属箔を用いる請求項１又は請求項２記載の配線基板の製造方法。
4. ヴィアを形成する際に、レーザによって絶縁層にヴィア穴を形成した後、前記ヴィア穴をめっき金属で充填する請求項１〜３のいずれか一項記載の配線基板の製造方法。

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