JP2012160559A

JP2012160559A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2012160559A
Application number: JP2011018875A
Authority: JP
Inventors: Koichi Osumi; 孝一大隅; Kazunori Hayashi; 和徳林
Original assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Current assignee: Kyocera SLC Technologies Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】配線導体の幅が３０μｍ、配線導体同士の間隔が４０μｍ未満の薄型高密度配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】銅箔７付き絶縁層１を準備し、次に絶縁層１に貫通孔３を形成し、次に第一のめっき金属層４を貫通孔３内およびその周囲ならびに配線導体９の形成位置に貫通孔３を完全に充填しない厚みに選択的に被着させ、次に貫通孔３内と周囲の第一のめっき金属層４上とに貫通導体６とランド８を形成するための第二のめっき金属層５を、貫通孔３を完全に充填する厚みに被着させ、次に第一のめっき金属層４から露出する銅箔７を除去して貫通孔３内に第一および第二のめっき金属層４、５から成る貫通導体６と、絶縁層１の両面に銅箔７および第一および第二のめっき金属層４、５から成るランド８と、銅箔７及び第一のめっき金属層４から成る配線導体９とを残す。
【選択図】図２

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関するものである。

従来、薄型の配線基板として、例えば厚みが４０〜３００μｍ程度の薄い絶縁層に直径が３０〜１００μｍ程度のテーパ状の複数の貫通孔を設け、これらの貫通孔内をめっき金属層で充填して貫通導体を形成するとともに絶縁層の上下面に貫通導体と同じめっき金属層から成る配線導体を形成した配線基板が知られている。このような配線基板は、例えば厚みが４０〜３００μｍ程度の絶縁層にレーザ加工により直径が３０〜１００μｍ程度のテーパ状の貫通孔を複数形成するとともに、無電解めっき法により貫通孔内壁および絶縁層の上下面に０．１〜１μｍ程度の薄い無電解めっき層を被着させた後、この無電解めっき層上に電解めっき法により貫通孔内が完全に充填されるまでめっき金属層を析出させ、最後に絶縁層上のめっき金属層を配線導体に対応するパターンに選択的にエッチングする方法が好適に用いられる。

しかしながら、このような方法では貫通孔内を十分に充填するだけのめっき金属層を形成しようとすると、絶縁層の上下面にも例えば厚みが４０μｍ程度の厚いめっき金属層が形成されてしまう。このように絶縁層の上下面に形成されるめっき金属層の厚みが４０μｍ程度と厚いと、このめっき金属層を所定のパターンに選択的にエッチングすることにより形成される配線導体の幅は５０μｍ程度、配線導体同士の間隔においては６０μｍ程度が限界となり、それ以上に細い幅および狭い間隔の配線導体を形成することは困難である。したがって、このような従来の製造方法においては、例えば配線導体の幅が３０μｍ以下、および配線導体同士の間隔が４０μｍ未満の高密度配線を有する薄型の配線基板を得ることはできなかった。

特開２００２−４３７５２号公報

本発明は、両面に銅箔が張着された薄い絶縁層に設けられた貫通孔内を、めっき導体で充填するとともに、絶縁層の上下面に銅箔とめっき金属層とから成る配線導体を備えた配線基板において、例えば配線導体の幅が３０μｍ以下、および配線導体同士の間隔が４０μｍ未満の高密度配線を有する薄型の配線基板の製造方法を提供することを課題とするものである。

本発明の製造方法は、絶縁層の両面に銅箔が張着された銅箔付き絶縁層を準備する工程と、銅箔付き絶縁層に貫通孔を形成する工程と、貫通孔内を充填する貫通導体および貫通導体に接続するランドならびに絶縁層上を延在する配線導体を形成するための第一のめっき金属層を、貫通孔内およびその周囲ならびに配線導体の形成位置に貫通孔を完全に充填しない厚みに選択的に被着させる工程と、貫通孔内およびその周囲の第一のめっき金属層上に貫通導体およびランドを形成するための第二のめっき金属層を貫通孔を完全に充填する厚みに選択的に被着させる工程と、第一のめっき金属層から露出する銅箔をエッチング除去して貫通孔内に第一および第二のめっき金属層から成る貫通導体と、絶縁層の両面に銅箔および第一および第二のめっき金属層から成るランドと、銅箔および第一のめっき金属層から成る配線導体とを残す工程とを行なうことを特徴とする。

本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔を有する絶縁層の貫通孔内およびその周囲ならびに配線導体の形成位置に、貫通孔を完全に充填しない厚みに選択的に第一のめっき金属層を形成した後、貫通孔内およびその周囲のみの第一のめっき金属層上に第２のめっき金属層を形成して貫通孔内を充填することから、絶縁層の上下面での配線導体の厚みを銅箔および第一のめっき金属層から成る例えば２０μｍ以下の薄いものとすることができ、配線導体の幅が３０μｍ以下、および配線導体同士の間隔が４０μｍ未満の微細な配線導体を高密度で形成することができ、それにより高密度配線で薄型の配線基板が製造可能となる。

図１は、本発明の製造方法により製造される配線基板の例を示す概略断面図である。図２（ａ）〜（ｈ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。

まず、本発明の製造方法により製造される配線基板の例を図１を基に説明する。図１に示すように、本発明の製造方法により製造される配線基板２０は、例えばコア用の絶縁層１の上下面にビルドアップ用の絶縁層２が積層されている。コア用の絶縁層１には、複数の貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の内部には第一のめっき金属層４および第二のめっき金属層５から成る貫通導体６が充填されている。また絶縁層１の上下面には、銅箔７を下地とした第一のめっき金属層４と第二のめっき金属層５とから成るランド８、および銅箔７を下地とした第一のめっき金属層４から成るコア用の配線導体９が被着されている。

絶縁層２には、ランド８や配線導体９を底面とする複数のビアホール１０が形成されており、ビアホール１０の内部および絶縁層２の表面には第三のめっき金属層１１から成るビルドアップ用の配線導体１２が被着されている。それによりコア用のランド８および配線導体９とビルドアップ用の配線導体１２とが電気的に接続されている。さらに、絶縁層２および配線導体１２の表面には配線導体１２の一部を電子部品や回路基板との接続に用いられる接続パッドとして露出させる開口部１３ａを有するソルダーレジスト層１３が被着されている。

次に、図２（ａ）〜（ｈ）を基に本発明の製造方法における実施形態の一例を説明する。なお、図２において図１と同様の箇所には同様の符号を付して説明する。まず、図２（ａ）に示すように、上面および下面に銅箔７が張着された絶縁層１を準備する。絶縁層１は、例えばガラス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等の熱硬化性樹脂を含浸させた電気絶縁材料から成る。絶縁層１の厚みは４０〜３００μｍ程度である。このような絶縁層１は、ガラス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等の熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化させたプリプレグの両面に厚みが３〜５μｍ程度の銅箔７を張りつけたものを熱硬化させることにより得られる。

次に、図２（ｂ）に示すように、銅箔７が張着された絶縁層１に貫通孔３を形成する。貫通孔３は、例えばレーザ加工により形成される。レーザ加工では、貫通孔３におけるレーザの入射側の開口径が出射側の開口径よりも大きくなる。貫通孔３の開口径は、レーザの入射側で８０〜１００μｍ程度、出射側で３０〜８０μｍ程度である。したがって、貫通孔３はテーパ形状となる。貫通孔３がこのようにテーパ形状であると、貫通孔３の内部をめっき金属層で良好に充填することが容易となる。なお、貫通孔３を形成した後には、デスミア処理をすることが好ましい。その後、貫通孔３内壁および銅箔７の表面に厚みが０．１〜１μｍ程度の薄い無電解めっき層（不図示）を被着させる。無電解めっき層は、後述する第一のめっき金属層４の下地金属として機能し、例えば、無電解銅めっき層が好適に用いられる。

次に、図２（ｃ）に示すように、貫通孔３内およびその周囲ならびに配線導体９を形成する位置を露出させる開口部を有する第一のめっきレジスト１４を銅箔７の上下面に形成する。

次に、図２（ｄ）に示すように、第一のめっきレジスト１４から露出する貫通孔３内およびその周囲ならびに配線導体９を形成する位置の銅箔７表面に電解めっき法により第一のめっき金属層４を、貫通孔３内を完全に充填しない厚みに析出させる。このとき、配線導体９を形成する位置には第一のめっき金属層４が銅箔の厚みと合わせて、例えば２０μｍ程度の厚みに形成される。なお、第一のめっき金属層４としては、電解銅めっき層が好適に用いられる。この場合、第一のめっき金属層４は、貫通孔３を完全に充填しない厚みに析出させるので、配線導体９を形成する位置に被着される第一のめっき金属層４の厚みを銅箔の厚みと合わせて例えば２０μｍ程度の十分に薄いものとすることができる。

次に、図２（ｅ）に示すように、貫通孔３内およびその周囲のみの第一のめっき金属層４を露出させるように第一のめっきレジスト１４および配線導体９となる第一のめっき金属層４上に第二のめっきレジスト１５を被覆する。

次に、図２（ｆ）に示すように、第二のめっきレジスト１５から露出した第一のめっき金属層４上に、電解めっき法により第二のめっき金属層５を貫通孔３内を完全に充填するように被着させる。このとき、貫通孔３内には第一のめっき金属層４及び第二のめっき金属層５から成る貫通導体６が形成されるとともに、貫通導体６の上およびその周辺には銅箔７および第１のめっき導体層４および第二のめっき導体層５から成るランド８用の金属層が形成される。また、配線導体９を形成する位置の第一のめっき金属層４は、第二のめっきレジスト１５により被覆されているので第二のめっき金属層５は被着されずに薄いままで残る。なお、第二のめっき金属層５としては、電解銅めっき層が好適に用いられる。第二のめっき金属層５の厚みは、貫通孔３内を十分に充填するために必要な範囲であればよいが、銅箔７と第一のめっき金属層４とを合わせた厚みが２５〜３５μｍ程度であることが好ましい。

次に、図２（ｇ）に示すように、ランド８用の金属層をエッチングにより所定の厚みに削っていく。このとき、ランド８の厚みは２０〜３０μｍ程度とすることが好ましい。ランド８が２０μｍ未満の厚みになるまでエッチングを行うと、その上にビルドアップ用の絶縁層２を積層する際にランド８上を被覆する絶縁層２が厚くなり、絶縁層２のビアホール１０内にビルドアップ用の配線導体１２を形成する際に接続信頼性において低下を招くことになり、逆に３０μｍを超える厚みが残る程度のエッチングを行うと、ランド８とその周囲との段差が大きくなるため絶縁層２の厚みが薄くなり絶縁信頼性が低下する危険がある。

最後に、図２（ｈ）に示すように、両めっきレジスト１４、１５を除去するとともに、第一のめっき金属層４から露出する銅箔７をエッチング除去する。これによって、貫通孔３内が第一および第二のめっき金属層４、５で充填されている貫通導体６と、絶縁層１の上下面に銅箔７を下地とした第一および第二のめっき金属層４、５から成るランド８と、銅箔７を下地とした第一のめっき金属層４から成る配線導体９が形成される。その後、周知のビルドアップ技術を用いてビルドアップ用の絶縁層２および配線導体１２ならびにソルダーレジスト層１３を形成することにより図１に示した配線基板２０が完成する。本例の場合、絶縁層１上下面の銅箔７を下地として第一のめっき金属層４で形成された配線導体９は、厚みが２０μｍ以下の薄いものであり、配線導体９の幅が３０μｍ以下、および配線導体９同士の間隔が４０μｍ未満の微細な配線導体９を高密度で形成することができ、それにより高密度配線で薄型の配線基板を製造可能である。さらに、本例の場合、第一のめっき金属層４から成る配線導体９の下地金属として絶縁層１の上下面に被着された銅箔７を用いることから、第一のめっき金属層４から成る配線導体９を絶縁層１の上下面に銅箔７を介して極めて強固に接合させることができる。

１絶縁層
３貫通孔
４第一のめっき導体
５第二のめっき導体
６貫通導体
７銅箔
８ランド
９配線導体

Claims

絶縁層の両面に銅箔が張着された銅箔付き絶縁層を準備する工程と、前記銅箔付き絶縁層に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内を充填する貫通導体および該貫通導体に接続するランドならびに前記絶縁層上を延在する配線導体を形成するための第一のめっき金属層を前記貫通孔内およびその周囲ならびに前記配線導体の形成位置に前記貫通孔を完全に充填しない厚みに選択的に被着させる工程と、前記貫通孔内およびその周囲の前記第一のめっき金属層上に前記貫通導体および前記ランドを形成するための第二のめっき金属層を前記貫通孔を完全に充填する厚みに選択的に被着させる工程と、前記第一のめっき金属層から露出する前記銅箔をエッチング除去して前記貫通孔内に前記第一および第二のめっき金属層から成る貫通導体と、前記絶縁層の両面に前記銅箔および前記第一および第二のめっき金属層から成るランドと、前記銅箔および前記第一のめっき金属層から成る配線導体とを残す工程とを行なうことを特徴とする配線基板の製造方法。