JP2010087222A - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の形成において信頼性が高い狭ピッチの配線巾と間隙を形成でき、また、微細な層間接続機能を形成するためのプリント配線板の製造方法を提供することを課題としている。該プリント配線板の製造方法を用いたプリント配線板を提供することを課題としている。
【解決手段】配線部以外への無電解めっきと配線部の電解めっきのエッチングが必要なくなるため、より精度の高く細い配線の形成が可能となる。また、配線以外の部分への無電解めっきを行わず、配線間の間隙に金属や触媒の残渣が残らない工程であるため、配線と間隙の巾を小さくした際の信頼性が向上し、さらに層間接続部を任意のパターンの開口部によって行うことができるため、従来のレーザーとめっきの組み合わせによるビアホールに比べ、より微細な層間接続配線を可能にするプリント配線板の製造方法を提供できる。前記のプリント配線板の製造方法を用いたプリント配線板を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法とそれを用いたプリント配線板に関する。

プリント配線板で微細な配線を形成するために、最近は、セミアディティブ法を用いられることが多くなってきている。全面に形成した金属の膜面を、感光性レジストなどで保護されたパターン部以外の場所をエッチングで加工して、配線層を形成するサブトラクティブ法に比べ、めっきを併用するセミアディティブ法はエッチング量が少ないため、より微細な配線に適用することが可能である。たとえば、半導体パッケージ用のインターポーザ基板では、配線が３０μｍよりも微細な配線を要求されてきており、セミアディティブ法を用いる場合が主流となっている。

ここで、セミアディティブ法とは、まず、絶縁層表面に、無電解めっきにより、シード層と呼ばれる金属層を形成し、次に、感光性レジストなどで、配線パターンとなる溝のパターンを形成し、その溝のパターンに電解めっきにより、金属を析出させ、次に、該感光性レジストを除去し、さらに全体にエッチングをかけることによって、無電解めっき層からなるシード層を除去して、配線層を形成する方法である。通常、金属としては銅が用いられることが多い。

セミアディティブ法におけるエッチングとは、シード層のエッチング工程を意味する。すなわち、配線を電解めっきで形成するための電気伝導体となる通常２μｍ以下程度のシード層と呼ばれる層をエッチングする程度なので、サブトラクティブ法に比べエッチングする厚さが薄いという利点がある。従って、エッチングされる配線巾に比して、電気伝導体の厚さが薄いため、エッチングが容易となり、よりファインな配線の形成が可能となる。該シード層は、通常、無電解めっき工法によって形成される。

しかし、セミアディティブ法におけるエッチングは色々な問題を抱えている。一つ目の問題としては、サブトラクティブ法に比べて少ないとはいえ、エッチングによって配線幅が細くなってしまうことである。細くなる分、補正としてあらかじめエッチング前の寸法を太くしておくが、微細なピッチになると補正可能な量も限られてしまうため、限界がある。すなわち、配線の製造公差を小さくしにくいという問題がある。

２つ目の問題は、エッチングしきれなった場合、絶縁層に対する配線層の密着強度を増すために形成される表面粗化の窪みの部分であるアンカーに銅が残ってしまい、ショートの原因となることである。微細なピッチになると配線間の間隙が狭くなり、どうしてもエッチングしづらくなって銅残りが発生しやすくなるため、ショートが発生することがある。すなわち、配線間の間隙を小さくするのに限界があるという問題がある。

３つ目の問題としては、セミアディティブ法でよく用いられる無電解銅めっきの触媒が配線間に残る場合がある。これは、銅残りと同様なショートの原因とはならないが、高電圧が配線間にかかった場合や、加速試験などの信頼性試験ではイオンマイグレーションなどの問題を起こしやすく、好ましくない。すなわち、配線間の間隙が小さくなると信頼性が低くなる問題がある。

４つ目の問題は、エッチングが過剰になった場合、配線の細りとともに配線の下部、つまり配線と樹脂の境目にエッチングが入り、根元が細くなってしまう事である。根元が細くなると、樹脂との設置面積が少なくなり倒れてしまい、断線やショートの原因となる。すなわち配線巾を小さくする際に限界がある。

前記の様々な問題により、現状は、プリント配線板の製造方法において、配線巾と間隙をしめす、Ｌ／Ｓ（Ｌｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ）の値が２０／２０以下のピッチを形成するのが困難となっている。

また、次にプリント基板の多層化においては、層間の接続を絶縁層に孔をあけ、それに電気伝導体を形成して、ビアホールと呼ばれる層間接続のための機能を設定する。孔の形成方法としては、ドリルやレーザーなどが用いられる。また、電気伝導体の形成には、めっきが用いられることが多い。

高密度配線の実現のためには、層間接続のためのビアホールを小径にする必要がある。現状、レーザーを用いた場合、絶縁層の厚さにもよるが、２０〜５０μｍ程度の厚さの絶縁層の場合、３０μｍ程度の孔径が最小であり、よりアスペクト比の高い、小径のビアホール形成が必要となってきている。配線巾への要求に対応できる３０μｍ以下のビアホールの形成が必要となっているが、現状の工法では、３０μｍ以下の径を形成するのが困難となっている。
特開２００２−７６５７７号公報

本発明は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、プリント配線板の製造方法であって、配線の形成において信頼性が高い狭ピッチの配線巾と間隙を形成できるプリント配線板の製造方法を提供することを課題としている。

また、微細な層間接続機能を形成するためのプリント配線板の製造方法を提供することを課題としている。

また、プリント配線板であって、信頼性が高い狭ピッチの配線巾と間隙を有し、さらに微細な層間接続機能を有するプリント配線板を提供することを課題としている。

前記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、プリント配線板の製造方法であって、次 に示す各工程を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。

（１）金属支持体上に、有機系材料または無機系材料のいずれか一方、あるいは有機系材料と無機 系材料の複合体によって、任意のパターン１を配置する工程。

（２）前記金属支持体上の前記任意のパターン１の配置されていない場所に電気伝導体部１を配置する工程。

（３）前記金属支持体の上に形成された前記任意のパターン１と前記電気伝導体部１とによって形成される面１に、有機系材料または無機系材料のいずれか一方、あるいは有機系材料と無機系材料の複合体によって、該面1の前記電気伝導部１の少なくも一部分に開口部を有して成る任意のパターン２を配置する工程。

（４）前記任意のパターン２の前記開口部に電気伝導体部２を配置する工程。

（５）前記任意のパターン１と前記任意のパターン２とを除去する工程。

（６）絶縁性材料１を、前記金属支持体上の前記任意のパターン電気伝導体部１が配置されていない部分を含み、前記電気伝導体部１と前記電気伝導体部２とを覆うようにして、かつ前記電気伝導体部２の高さよりも上になるように全面に配置して、面２を形成する工程。

（７）前記面２の厚さを減じ、前記電気伝導体部２が露出して、前記面２に絶縁性材料１と前記電気伝導体部２とが混在するようにして平面を形成し、前駆体とする工程
（８）前記（１）〜（７）の工程により形成された前記前駆体から前記金属支持体を除去して成る単位層を形成する工程。
（９）前記単位層を複数重ねて、プリント配線板を形成する工程。

請求項２に記載の発明は、プリント配線板の製造方法であって、前記電気伝導部２がビアホールの機能を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプリント配線板の製造方法によって製造されるプリント配線板である。

本発明により、従来のセミアディティブ法で必要な、配線部以外への無電解めっきと配線部の電解めっきのエッチングが必要なくなるため、より精度の高く細い配線の形成が可能となる。また、配線以外の部分への無電解めっきを行わず、配線間の間隙に金属や触媒の残渣が残らない工程であるため、配線と間隙の巾を小さくした際の信頼性が向上するプリント配線板の製造方法を提供できる。

さらに、層間接続部を任意のパターンの開口部によって行うことができるため、従来のレーザーとめっきの組み合わせによるビアホールに比べ、より微細な層間接続配線を可能にするプリント配線板の製造方法を提供できる。

前記のプリント配線板の製造方法を用いたプリント配線板を提供できる。

本発明のプリント配線板において、その断面図を図２に示す。また、本発明のプロセスの説明図を図１に示す。以下、本発明の公的な実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

金属板を金属支持体とし、その金属支持体上に感光性レジストを用いて任意のパターン１を形成する。

この感光性レジストの開口部に対して、電解銅めっきを行い、電気伝導体部１として、配線形成のための銅を析出させる。仮乾燥後、さらに感光性レジストにより、任意のパターン２を形成し、このレジスト開口部に対して、電解銅めっき浴を行い、電気導体部２として層間導通のための銅を析出させる。

その後、感光性レジストを剥離液に浸漬して剥離し、任意のパターン１と２とを除去する。金属板上に銅配線の形成された複合物を得る。

この複合物に対し、絶縁性樹脂を配線である電気伝導体部１と層間導通のための電気導体部２を覆うようにラミネートする。さらに、層間導通のための電気導体部２が樹脂表面に突出するように、樹脂を研磨またはエッチングして薄くして、前駆体を形成する。

前記前駆体の下面の金属支持体をエッチングにより除去して、単位層を形成する。

前記単位層を必要数用意し、各単位層間が導通するよう位置あわせして重ね、加圧しながら加熱して積層し、硬化させる。

以上のプリント配線板の製造方法により、本発明のプリント配線板を製造する。

金属板としては、銅との密着力の比較的低い、任意の導電材料を用いることが出来る。銅やアルミニウム以外の金属が望ましく、具体的には、ＳＵＳ、ニッケルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。

絶縁性樹脂としては、任意の熱可塑性樹脂を用いることが出来る。これは、配線上を覆うように加圧・加熱してラミネートした後、最終的に積層体にするときに再び接着層として機能させるためである。熱硬化性樹脂であると一旦硬化した後は接着性が失われるため、積層体とすることができない。絶縁性樹脂７の具体的な種類としては、液晶ポリマーやＰＥＥＫ、ポリイミド、ＰＥＳなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。

層間導通部を樹脂上に露出させるための絶縁樹脂薄化に関しては、任意の物理的研磨や化学的研磨を用いることが出来る。具体的には、物理的研磨としてはベルト研磨、バフ研磨、ブラシ研磨を用いることが出来、化学的研磨としては過マンガン酸塩などを用いることが出来るが、これらに限定されるものではない。

以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。

金属板１(ＳＵＳ３１６、０．４ｍｍ厚)を金属支持体とした。該金属板１上に厚さ２５μｍの感光性ドライフィルムレジスト２（ＲＹ−３３２５：日立化成製)をラミネートし、露光量５０ｍＪ／ｃｍ２で露光し、１％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を用いてスプレー現像機にて０．１ＭＰａ、２５ｓｅｃの条件で現像し、任意のパターンであるレジストパターン２’を得た。この時の配線と間隙であるＬ／Ｓを１０／１０（単位μｍ）とした。

このレジストパターンの開口部に対して、硫酸銅めっき（ＳＴ−９０１：メルテックス製)にて、２．０Ａ／ｄｍ２で３０分めっきし、電気伝導体部として配線のための導体３を析出させた。

仮乾燥後、研磨機（アミテック社製：フラットベルトサンダー）にて研磨し、面の高さを２０μｍとなるようにした。

さらに厚さ２５μｍの感光性ドライフィルムレジスト４（ＲＹ−３３２５：日立化成製)をラミネートし、露光量５０ｍＪ／ｃｍ２で露光し、１％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を用いてスプレー現像機にて０．１ＭＰａ、２５ｓｅｃの条件で現像し、任意のパターンであるレジストパターン４’を得た。このとき、上部からみた開口部の形状を円形として、直径が１５μｍとした。

このレジスト開口部に対して、硫酸銅めっき浴（ＳＴ−９０１：メルテックス製)にて、２．０Ａ／ｄｍ２で３０分めっきし、電気伝導体部として層間導通のための導体５を析出させる。ドライフィルムレジスト４”を３％ＮａＯＨ水溶液に５分浸漬して剥離し、金属板上に銅配線の形成された複合物６を得た。

この複合物６に対し、絶縁性材料として、絶縁性樹脂７を配線を覆うようにラミネートした。該絶縁性樹脂７としては熱可塑性樹脂を用いる。種類としては、液晶ポリマーやＰＥＥＫ等を用いることが出来る。

絶縁性樹脂７’の表面の樹脂を研磨機（アミテック社製：フラットベルトサンダー）にて研磨し、層間導通部８が表面に露出するまで樹脂を薄化して２０μｍの厚さとして、前駆体８’を得た。

前駆体８’より、金属板１を基板端から剥離し、絶縁樹脂と電気伝導体の単位層９を得た。

この単位層９を必要数用意し、それぞれを導通させるよう位置あわせして重ね、真空プレス機 (北川精機製：ＫＶＨＣ―II)を用いて１６０℃、１０ｋｇ／ｃｍ２の条件でプレス硬化させ、プリント配線板１０を得た。

本発明のプリント配線板の製造方法により、配線層の高さが２０μｍで、Ｌ／Ｓ＝１０／１０（μｍ）、また、ビアホールが１５μｍ径で高さが２０μｍのプロント配線板を得ることができた。

本発明のプリント配線板のプロセスの説明図(断面図)である。 本発明のプリント配線板の完成時の説明図(断面図)。

符号の説明

１…金属板（金属支持体）
２…感光性レジスト
２’…パターニングされた感光性レジスト
３…電気伝導体(配線部)
４…感光性レジスト
４’…パターニングされた感光性レジスト
４”…めっき工程を通った感光性レジスト
５…電気伝導体(導通部)
６…導体と支持体の複合物
７…絶縁樹脂
７’…前駆体
８…表面を露出させた電気伝導体(導通部)
８’…前駆体
９…単位層
１０…プリント配線板
１１…電気伝導体(配線部)
１２…電気伝導体(導通部)
１３…絶縁樹脂（絶縁材料）

Claims (3)

1. プリント配線板の製造方法であって、次に示す各工程を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
   （１）金属支持体上に、有機系材料または無機系材料のいずれか一方、あるいは有機系材料と無機系材料の複合体によって、任意のパターン１を配置する工程。
   （２）前記金属支持体上の前記任意のパターン１の配置されていない場所に電気伝導体部１を配置する工程。
   （３）前記金属支持体の上に形成された前記任意のパターン１と前記電気伝導体部１とによって形成される面１に、有機系材料または無機系材料のいずれか一方、あるいは有機系材料と無機系材料の複合体によって、該面1の前記電気伝導部１の少なくも一部分に開口部を有して成る任意のパターン２を配置する工程。
   （４）前記任意のパターン２の前記開口部に電気伝導体部２を配置する工程。
   （５）前記任意のパターン１と前記任意のパターン２とを除去する工程。
   （６）絶縁性材料１を、前記金属支持体上の前記任意のパターン電気伝導体部１が配置されていない部分を含み、前記電気伝導体部１と前記電気伝導体部２とを覆うようにして、かつ前記電気伝導体部２の高さよりも上になるように全面に配置して、面２を形成する工程。
   （７）前記面２の厚さを減じ、前記電気伝導体部２が露出して、前記面２に絶縁性材料１と前記電 気伝導体部２とが混在するようにして平面を形成し、前駆体とする工程。
   （８）前記（１）〜（７）の工程により形成された前記前駆体から前記金属支持体を除去して成る 単位層を形成する工程。
   （９）前記単位層を複数重ねて、プリント配線板を形成する工程。
2. プリント配線板の製造方法であって、前記電気伝導部２がビアホールの機能を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
3. 請求項１または2に記載のプリント配線板の製造方法によって製造されるプリント配線板。