JP2016207893A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１面と第２面とを接続する導体ポストを形成し、その周囲をモールド用樹脂で被覆する場合に、樹脂絶縁層と導体ポスト等との密着性の向上。
【解決手段】第１面Ｆ１および第１面Ｆ１と反対側の第２面Ｆ２を有する配線導体層２１と、配線導体層２１の第２面Ｆ２上に形成される導体ポスト２５と、第１表面ＳＦ１および第１表面ＳＦ１と反対側の第２表面ＳＦ２を有し、第１表面ＳＦ１側に配線導体層２１の第１面Ｆ１が露出するように配線導体層２１を埋め込むと共に、導体ポスト２５の側面を被覆し、導体ポスト２５の端面２５ａを第２表面ＳＦ２側に露出させる樹脂絶縁層３０とを備えている。実施形態では、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび端面２５ａに粗化処理が施されており、側面２５ｂの表面粗さを第１粗さＲａ１、端面２５ａの表面粗さを第２粗さＲａ２とするとき、Ｒａ１＞Ｒａ２となるように形成されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明はプリント配線板およびその製造方法に関する。

特許文献１は、キャリア上にパターン化された第１導体層を形成している。そのパターン上に第２導電層を形成している。第１導体層および第２導電層は、接続部と反対面のそれぞれの一面を除いて周囲をモールド樹脂により被覆されている。その第１導体層の露出した面には、半導体チップが搭載される。第２導電層の露出面には、他のプリント配線板またはマザーボード等が接続される。

特開２０１１−２３８９６４号公報

前述のように、第１導体層および第２導電層の側面等がモールド樹脂により被覆されていると、モールド樹脂との接合面で剥離を生じやすいと考えられる。これは、モールド樹脂と第１導体層等の電解めっき膜とでは熱膨張率が大きく異なるため、オンオフが繰り返されるヒートサイクルにより、モールド樹脂が第１導体層等から剥がれるためと考えられる。

本発明のプリント配線板は、第１面および該第１面と反対側の第２面を有する配線導体層と、前記配線導体層の第２面上に形成される導体ポストと、第１表面および該第１表面と反対側の第２表面を有し、前記第１表面側に前記配線導体層の第１面が露出するように前記配線導体層を埋め込むと共に、前記導体ポストの側面を被覆し、前記導体ポストの端面を前記第２表面側に露出させる樹脂絶縁層と、を備える。そして、前記導体ポストの側面および前記端面に粗化処理が施されており、前記側面の表面粗さを第１粗さＲ１、前記端面の表面粗さを第２粗さＲ２とするとき、Ｒ１＞Ｒ２である。

また、本発明のプリント配線板の製造方法は、ベース金属箔を用意することと、所定のパターンを有する配線導体層を前記ベース金属箔上に形成することと、前記配線導体層上に導体ポストを形成することと、少なくとも前記導体ポストの側面に粗化処理を行い、前記導体ポストの側面の表面粗さを第１粗さＲ１にすることと、少なくとも前記導体ポストの側面および前記導体ポストの前記配線導体層と反対側の端面を樹脂により被覆することで樹脂絶縁層を形成することと、前記樹脂絶縁層を研磨することで前記導体ポストの前記端面を露出させると共に、前記導体ポストの前記端面の表面粗さを前記第１粗さＲ１よりも小さくすることと、表面を粗化し得るエッチング液を用いて前記ベース金属箔を除去すると共に、前記導体ポストの前記端面もエッチングを施すことで、前記端面の表面粗さを第２粗さＲ２にすることと、を有する。

本発明の実施形態によれば、導体ポストの側面に粗化処理が行われている。そのため、導体ポストの側面はギザギザの凹凸面になっている。この粗化処理による凹凸は、樹脂絶縁層と相互に食い込みアンカー効果を発揮し、密着性が向上する。さらに、マザーボード等とハンダ付けされ得る導体ポストの端面にも、側面より小さい粗さで粗化処理が施されている。凹凸面の深部までハンダ等が濡れ広がり易くなるため、低接触抵抗かつ強固な接続が得られると考えられる。

本発明の一実施形態のプリント配線板を説明する断面図。 図１の導体ポスト部の拡大図。 表面保護膜が形成されている図１Ａの配線導体層および導体ポストの断面図。 端面にハンダが塗布されている図１Ａの導体ポストの断面図。 本発明のプリント配線板の導体ポストのレイアウトの一例を示す図。 本発明のプリント配線板の導体ポストのレイアウトの他の例を示す図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の一例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の他の例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の他の例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の他の例の各工程の説明図。 図１Ａに示されるプリント配線板の製造方法の他の例の各工程の説明図。

つぎに、本発明の一実施形態のプリント配線板が図面を参照しながら説明される。本発明の一実施形態のプリント配線板１０は、図１に示されるように、第１面Ｆ１および第１面Ｆ１と反対側の第２面Ｆ２を有する配線導体層２１と、配線導体層２１の第２面Ｆ２上に形成される導体ポスト２５と、第１表面ＳＦ１および第１表面ＳＦ１と反対側の第２表面ＳＦ２を有し、第１表面ＳＦ１側に配線導体層２１の第１面Ｆ１が露出するように配線導体層２１を埋め込むと共に、導体ポスト２５の側面２５ｂを被覆し、導体ポスト２５の端面２５ａを第２表面ＳＦ２側に露出させる樹脂絶縁層３０とを備えている。実施形態では、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび端面２５ａに粗化処理が施されており、側面２５ｂの表面粗さを第１粗さＲ１、端面２５ａの表面粗さを第２粗さＲ２とするとき、Ｒ１＞Ｒ２となるように形成されている。

表面粗さの求め方としては、算術平均粗さＲａと、最大高さＲｙと、十点平均粗さＲｚとがある。いずれの求め方でもよいが、その粗さの比較は、同じ求め方で比較される。本明細書では、このいずれかの方法で測定された表面粗さを総称してＲで表している。算術平均粗さＲａは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、粗さ曲線とその平均線との間の面積の絶対値の合計値を基準長で割った値をμｍで表した数値である。また、最大高さＲｙは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔（高さの最大値と最小値との差）をμｍで表した数値である。さらに、十点平均粗さＲｚは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をμｍで表したものをいう。

実施形態では、図１Ｂに粗さを誇張した拡大図が示されるように、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび導体ポスト２５の端面２５ａに、算術平均粗さＲａ１とＲａ２が形成されている。配線導体層２１の第１面Ｆ１にも粗化処理が行われている。その算術平均表面粗さＲａ３は、導体ポスト２５の端面２５ａの表面粗さＲａ２とほぼ同じであるが、若干異なり得る。なお、後述される製造方法により明らかなように、導体ポスト２５の端面２５ａは、導体ポスト２５の側面２５ｂの粗化処理により側面２５ｂの表面粗さＲａ１と同じ表面粗さになる。しかし、その後、前述のようにバフ研磨、ＣＭＰ等により研磨されるため平坦化し、その後に改めて粗化処理が行われるので、その表面粗さは変化している。

導体ポスト２５の側面２５ｂの粗化処理は、導体ポスト２５が形成された後の樹脂絶縁層３０を形成する前の工程（図４Ｅ参照）で行われる。粗化処理としては、例えばＣＺ処理等が例示される。ＣＺ処理では、ギ酸と塩酸の混合液等からなる薬液に浸漬することによって、導体ポスト（銅）の表面をギザギザにすることができる。この粗化処理は、導体ポスト２５の側面２５ｂのみならず、露出する金属面の全面に形成される。従って、導体ポスト２５の側面２５ｂのみならず、端面２５ａや配線導体層２１の第２面Ｆ２の導体ポスト２５が形成されていない部分、および側面にも粗化処理が行われる。しかし、導体ポスト２５の端面２５ａは、前述のように、研磨されるので、この粗化処理による表面粗さは、一旦ほぼ平坦化される。この粗化処理による算術平均粗さＲａ１は、０.４μｍ以上、１.５μｍ以下、好ましくは０.５μｍ以上、０.９μｍ以下である。これより表面粗さが大きくなると、機械的強度が弱くなる。さらには粗化処理の工程が長時間を要する。それは実用的でない。一方、これより表面粗さが小さいと、熱膨張率差に基づく剥離が抑制されない。粗化処理の他の方法としては、黒化（酸化）−還元処理が挙げられる。さらに他の方法として、サンドブラストが挙げられる。サンドブラストの場合は、サンドの粒径を調整することにより、所望の表面粗さにすることができる。

導体ポスト２５の端面２５ａおよび配線導体層２１の第１面Ｆ１の粗化処理は、エッチング処理により行われる。すなわち、後述する製造方法により説明されるように、配線導体層２１がベース金属箔８１（図４Ｂ参照）上に形成され、最終的には、そのベース金属箔８１がエッチングにより除去される。そのエッチングの際に導体ポスト２５の端面２５ａも露出していてエッチング液に晒される。そのため導体ポスト２５の端面２５ａもエッチングされる。このエッチングの際に、過酸化水素系のエッチング液を用いて、表面を粗くする粗化処理が行われる。この表面の算術平均粗さＲａ２は、０.１μｍ以上、０.６μｍ以下、さらに好ましくは、０.２μｍ以上、０.５μｍ以下に調整される。

このベース金属箔８１を除去する際に、ベース金属箔８１が完全に除去されないと、配線導体層２１のパターン間をショートすることになる。そのため、完全にエッチングにより除去される必要がある。その結果、配線導体層２１の表面も若干エッチングされ、樹脂絶縁層の第１表面ＳＦ１よりも配線導体層２１の第１面Ｆ１が低くなると共に、配線導体層２１の露出面（第１面Ｆ１）は粗化処理されて粗くなる。この表面の算術平均粗さＲａ３は、導体ポスト２５の端面２５ａの表面粗さＲａ２とほぼ等しい。

導体ポスト２５の側面２５ｂの粗化処理と導体ポスト２５の端面２５ａや配線導体層２１の第１面Ｆ１の粗化処理とは、前述のように別の粗化処理により行われ、その表面粗さはＲａ１＞Ｒａ２に形成されている。導体ポスト２５の側面２５ｂの粗化処理は、前述のように、ヒートサイクルに対する樹脂絶縁層３０と導体ポスト２５等との密着性の向上を目的としている。一方、導体ポスト２５の端面２５ａや配線導体層２１の第１面はハンダ材を介してマザーボードや電子部品等と接続されるので、金属同士の接合となるため、樹脂絶縁層３０との間程、ヒートサイクルによる剥離は問題にならない。むしろ、表面粗さが粗すぎると、マザーボード等との接続が不安定になると考えられる。ハンダ付け面では、表面の凹凸の深部にまでハンダが入り込み難くなり接触面積が小さくなる可能性があると考えられるからである。さらに、接触面積が小さいと接触抵抗が増大するという電気的特性上の問題も生じ得る。従って、ハンダが入り込みやすく、かつ、接触面積も拡大し得る比較的小さい凹凸の表面粗さが要求される。そのため、導体ポスト２５の端面２５ａの算術平均粗さＲａ２は、側面２５ｂの算術平均粗さＲａ１よりも小さい方が好ましい。導体ポスト２５の端面２５ａの算術平均粗さＲａ２は、この観点から前述の値が好ましい。

配線導体層２１は、第１面Ｆ１が樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１側に露出するように、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１側に埋め込まれている。すなわち、配線導体層２１と樹脂絶縁層３０とは、配線導体層２１の第２面Ｆ２だけではなく、配線導体層２１の側面、具体的には、配線導体層２１に形成されている第１パターン２１ａや第２パターン２１ｂの側面においても接している。そして、配線導体層２１の第２面Ｆ２で導体ポスト２５の形成されていない部分および第１パターン２１ａや第２パターン２１ｂの側面も粗化処理が行われている。その算術平均粗さＲａ１は導体ポスト２５の側面２５ｂの算術平均粗さＲａ１と同じである。このため、第１パターン２１ａや第２パターン２１ｂがファインピッチで形成され、配線導体層２１の第２面Ｆ２の面積が小さくなっても、配線導体層２１と樹脂絶縁層３０との密着性が維持され得る。また、配線導体層２１が樹脂絶縁層３０内に埋め込まれていることによって、プリント配線板１０が薄くされ得る。

配線導体層２１には、前述のように、第１パターン２１ａおよび第２パターン２１ｂが形成されている。本実施形態では、第１パターン２１ａは、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側でプリント配線板１０と接続される他のプリント配線板（図示せず）等と電気的に接続される配線パターンである。ここで、他のプリント配線板とは、プリント配線板１０が用いられる電子機器等のマザーボードであってよく、または、プリント配線板１０と共に多層配線板を構成する、絶縁層と導体層との積層体であってもよい。また、第２パターン２１ｂは、例えば半導体素子（図示せず）等が接続される接続パッドであってよい。また、配線導体層２１には、第１および第２パターン２１ａ、２１ｂ以外の配線パターンが形成されていてもよい。例えば、第２パターン２１ｂと第１パターン２１ａとを接続する配線パターン（図示せず）が配線導体層２１に形成されてもよい。その場合、第２パターン２１ｂに接続される半導体素子の電極のうち外部と電気的に接続されるものは、図示されない配線パターンを介して、第１パターン２１ａおよび導体ポスト２５と電気的に接続される。

図１Ａに示されるように、配線導体層２１の第１パターン２１ａの第２面Ｆ２上には導体ポスト２５が形成されている。導体ポスト２５は、第１パターン２１ａの第２面Ｆ２上から、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側に向かって延びており、その端面２５ａが樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側に露出している。導体ポスト２５は、例えば、前述のように、第２パターン２１ｂに接続される図示しない半導体素子の所定の電極と前述の他のプリント配線板等とを電気的に接続する。従って、図示しない半導体素子の電極数に相当する数の導体ポスト２５が、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の外周に沿ってまたは第２表面ＳＦ２の全面に設けられてもよい。

樹脂絶縁層３０は、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、ならびに、導体ポスト２５の側面２５ｂを被覆している。樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１には配線導体層２１の第１面Ｆ１が露出し、反対側の第２表面ＳＦ２には導体ポスト２５の端面２５ａが露出している。樹脂絶縁層３０の厚さは、特に限定されないが、プリント配線板１０への薄型化の要求に対応しつつ、取扱いが容易な一定の剛性を併せもつ点で、８０〜２００μｍ程度にされるのが好ましい。

樹脂絶縁層３０の材料は、ガラス繊維等の芯材を含まない樹脂組成物であってよく、芯材のない樹脂組成物だけでもよい。樹脂組成物としては、好ましくはエポキシ樹脂が用いられる。また、シリカ等の無機フィラーが７０〜９５重量％含有されているエポキシ樹脂が用いられてもよい。また、樹脂絶縁層３０の材料は、プリント配線板１０の製造時にシート状またはフィルム状で供給されるのに適した樹脂組成物であってよく、或いは、樹脂絶縁層３０がモールド成形により形成される場合に適したモールド成形用の樹脂材料であってよい。モールド成形用の樹脂材料が選択される場合、樹脂絶縁層３０の材料は、熱膨張率が６ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下、かつ、弾性率が５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下であることが、成形時に金型内で良好な流動性が得られると共に、成形後に配線導体層２１との界面や、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１側に実装される図示しない半導体素子等との接合部に過大な応力が生じない点で好ましい。しかしながら、熱膨張率や弾性率が前述の範囲外である材料が樹脂絶縁層３０に用いられてもよい。

図１Ａに示されるように、配線導体層２１の第１面Ｆ１は、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１より第２表面ＳＦ２側に位置しており、第１表面ＳＦ１よりも凹んでいる。この凹み量は、０.１〜６μｍが例示される。このように配線導体層２１が形成されているので、図示しない半導体素子が、接合材等により第２パターン２１ｂ等に接続される場合に、第２パターン２１ｂ間の樹脂絶縁層３０の部分が壁となる。電極が狭ピッチで配置された半導体素子が接続される場合でも、隣接する第２パターン２１ｂ間で接合材等が接触して電気的にショート状態となることが防止され得る。また、配線導体層２１の厚さは、１０〜２５μｍ程度にされる。一定の導電性を確保しつつ、電解めっき法において比較的短い時間で配線導体層２１の形成が可能になる。

また、導体ポスト２５の端面２５ａは、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２より第１表面ＳＦ１側に位置しており、第２表面ＳＦ２よりも凹んでいる。この凹み量は、３〜１５μｍが例示される。このような距離にされることにより、導体ポスト２５が図示しない他のプリント配線板等に接続される場合に、導体ポスト２５の端面２５ａ上にハンダ等の接合材層２７（図２Ｂ参照）が、導体ポスト２５の側面２５ｂ等に濡れ広がることなく形成され得る。また、接合材が溶融しているときは、導体ポスト２５間の樹脂絶縁層３０の部分が壁となり、隣接する導体ポスト２５間で接合材が接触して電気的にショート状態となることが防止され得る。導体ポスト２５の高さ（長さ）は、配線導体層２１と、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２側のマザーボード等とを接続できる高さであれば、特に限定されない。例示すれば、５０〜１５０μｍである。導体ポスト２５がこのような高さに形成されると、数多く用いられている１００〜２００μｍ程度の厚さの樹脂絶縁層に適用され得る。しかしながら、これらの寸法はこの例示に限定されない。

このように、実施形態では、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２から導体ポスト２５の端面２５ａまでの距離が、樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１から配線導体層２１の第１面Ｆ１までの距離よりも大きくされている。すなわち、導体ポスト２５の端面２５ａの樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２からの凹みの方が、配線導体層２１の第１面Ｆ１の樹脂絶縁層３０の第１表面ＳＦ１からの凹みよりも大きくされている。

配線導体層２１および導体ポスト２５の形成方法は特に限定されないが、好ましくは、金属膜を安価で容易に形成することができる電解めっき法により形成される。また、電解めっき法以外の方法で、例えば、インクジェット工法等により配線導体層２１が形成されてもよい。また、例えば、予め、円柱や四角柱の形状の導電性材料からなる導体ピンが形成され、第１パターン２１ａに接続されることにより導体ポスト２５が形成されてもよい。電解めっきで形成される場合でも、任意の平面形状の導体ポスト２５が形成され得る。

配線導体層２１および導体ポスト２５を構成する材料は特に限定されないが、電解めっきによる形成が容易で、導電性に優れる銅が主に用いられる。しかしながら、配線導体層２１および導体ポスト２５は、銅以外の材料で、例えば、銅合金、または、導電性材料と樹脂組成物とが混合されてペースト状にされた導電性ペースト等により構成されてもよい。

図２Ａに示されるように、配線導体層２１の第１面Ｆ１および導体ポスト２５の端面２５ａには、表面保護膜２８が形成されていてもよい。ここで、「表面保護膜」は、酸化等の腐食に対して配線導体層２１や導体ポスト２５を保護する膜という意味に加えて、例えばハンダ等の接合材やボンディングワイヤ等との良好な接合性を得るために第１面Ｆ１や端面２５ａ上に形成される膜という意味も含んでいる。表面保護膜２８としては、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ、またはＳｎ等の、複数層または単層からなるめっき金属膜や、有機保護膜（ＯＳＰ）等が例示される。また、表面保護膜２８は、配線導体層２１の第１面Ｆ１と導体ポスト２５の端面２５ａとの両方に形成されてもよく、または、いずれか一方だけに形成されてもよい。また、配線導体層２１の第１面Ｆ１と導体ポスト２５の端面２５ａとで、異なる材料の表面保護膜、例えば、第１面Ｆ１上に、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ等の金属膜が形成され、端面２５ａ上にＯＳＰが形成されてもよい。

また、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２よりも凹んでいる導体ポスト２５の端面２５ａ上の空間２５ｃ（図２Ａ参照）に、図２Ｂに示されるように、接合材層２７が形成されていてもよい。接合材層２７の材料は、導体ポスト２５と、プリント配線板１０が実装される図示しないマザーボード等とを接合できるものであれば特に限定されないが、好ましくはハンダが用いられる。接合材層２７は、ハンダが用いられる場合、ペースト状のハンダを塗布したり、めっき法を用いたりして形成され得る。しかしながら、接合材層２７の形成方法は、特に限定されず、他のあらゆる方法、例えば、ハンダボールを搭載してリフローする方法が用いられてもよい。

図２Ｂに示される例では、接合材層２７は、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２よりも突出するように形成されている。接合材層２７は、図２Ｂに示される例と異なり、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２から突出しないように形成されてもよい。または、図２Ｂに示される例よりも多く第２表面ＳＦ２から突出するように形成されてもよい。

図３Ａおよび図３Ｂには、本実施形態のプリント配線板１０の導体ポスト２５の樹脂絶縁層３０の第２面ＳＦ２における配置例が示されている。導体ポスト２５は、図１Ａに示される例では、第２パターン２１ｂが配置されている領域の両側に１つずつ形成されているが、導体ポスト２５が形成される数および形成される位置は図１Ａに示されるものに限定されない。例えば、図３Ａに示されるように、複数の導体ポスト２５が一方向に並べて形成されてなる導体ポスト列２６が、プリント配線板１０の各辺に沿って２列並置して形成されていてもよい。導体ポスト列２６は３列以上並置されてもよく、例えば、樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の全面に亘って格子状に形成されてもよい。なお、第２面ＳＦ２において導体ポスト２５が配置される位置に対応する位置の樹脂絶縁層３０の第１面ＳＦ１には第１パターン２１ａが形成される。

また、図３Ｂに示されるように、並置される２つの導体ポスト列２６が、列方向の位置をずらして形成されていてもよい。図３Ｂに示される例では、互いに同じピッチで導体ポスト２５が並べられ、隣接して形成されている２つの導体ポスト列２６が、導体ポスト２５の配置ピッチの半分の長さだけ列方向に位置をずらして形成されており、導体ポスト２５が千鳥状に配置されている。このように導体ポスト２５が千鳥状に配置されることにより、隣接する導体ポスト列２６の間の導体ポスト２５同士の間隔が広くなり、導体ポスト２５同士が電気的にショート状態となるおそれが少なくなる。従って、導体ポスト列２６がさらに狭ピッチで並置され得る。なお、図３Ｂに示される例においても、導体ポスト列２６が樹脂絶縁層３０の第２表面ＳＦ２の全面に亘って形成されてもよい。

つぎに、実施形態のプリント配線板１０の製造方法の一例が、図４Ａ〜４Ｊを参照して説明される。

プリント配線板１０の実施形態の製造方法は、ベース金属箔を用意し（図４Ａ）、所定のパターンを有する配線導体層２１をベース金属箔８１上に形成し（図４Ｂ）、配線導体層２１の露出する第２面Ｆ２上に導体ポスト２５を形成し（図４Ｄ）、配線導体層２１および導体ポスト２５の露出面に粗化処理を行い、導体ポスト２５の側面２５ｂの表面粗さを第１粗さＲ１（Ｒａ１）にする（図４Ｅ）。そして、配線導体層２１の露出する第２面Ｆ２および側面と導体ポスト２５の側面２５ｂをモールド用の樹脂により被覆することで樹脂絶縁層３０を形成し（図４Ｇ）、導体ポスト２５の配線導体層２１と反対側の端面２５ａを研磨することで端面２５ａの表面粗さを第１粗さＲ１（Ｒａ１）よりも小さくする（図４Ｈ）。その後、表面を粗化し得るエッチング液を用いてベース金属箔８１を除去すると共に、導体ポスト２５の端面２５ａもエッチングを施すことで、端面２５ａの表面粗さを第２粗さＲ２（Ｒａ２）にする（図４Ｊ）。この際、配線導体層２１の第１面Ｆ１も第３の粗さＲａ３になる。図４Ａ〜４Ｊを参照して、具体例によりさらに詳述される。

まず、図４Ａに示されるように、支持板８０の表面に設けられるキャリア銅箔８０ａにベース金属箔８１が貼り付けられることにより、ベース金属箔８１が用意される。支持板８０の両面にキャリア銅箔８０ａが積層され、加圧および加熱されて接合される。支持板８０は、好ましくは、ガラスクロス等の芯材にエポキシ等の絶縁性樹脂を含浸させた材料等からなる半硬化状態のプリプレグ材等が用いられる。しかし、これに限定されず、他の材料が用いられてもよい。ベース金属箔８１の材料は、表面上に、後述の配線導体層２１（図４Ｂ参照）が形成され得るものであって、配線導体層２１および後述の導体ポスト２５（図４Ｄ参照）の材料が溶解するエッチング液で同様に溶解し得る材料が用いられ、好ましくは、２〜３μｍの厚さの銅箔が用いられる。また、キャリア銅箔８０ａは、例えば、１５〜３０μｍ、好ましくは１８μｍの厚さの銅箔が用いられる。しかしながら、キャリア銅箔８０ａの厚さは、これに限定されず、他の厚さにされてもよい。

キャリア銅箔８０ａとベース金属箔８１との接合方法は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性の接着フィルムが用いられる。そのため、後で加熱することにより、ベース金属箔８１がキャリア銅箔８０ａから容易に剥離される。しかし、この接合は、この例に限定されない。温度上昇により剥離し易い熱可塑性の接着剤であれば、両者の貼り付け面の略全面において接着されてもよく、或いは、後述の配線導体層２１（図２Ｂ参照）の導体パターンが設けられない外周付近の余白部において、接着剤または超音波接続により接合されてもよい。また、キャリア銅箔８０ａとベース金属箔８１とは、キャリア銅箔８０ａが支持板８０に接合される前に接合されてもよい。または、例えば、支持板８０に両面銅張積層板が用いられ、表面の銅箔をキャリア銅箔８０ａとして、その上に単体のベース金属箔８１が前述の方法等を用いて接合されてもよい。

なお、図４Ａ〜４Ｈには、支持板８０の両側の面にベース金属箔８１が接合され、それぞれの面において、配線導体層２１、導体ポスト２５および樹脂絶縁層３０が形成される製造方法の例が示されている。このような方法で製造されれば、配線導体層２１や導体ポスト２５等が２つ同時に形成されるという点で好ましい。しかしながら、支持板８０の一方の面だけ配線導体層２１等が形成されてもよく、また、両側で互いに異なる回路パターンの配線導体層等が形成されても良い。以下の説明は、両面に同じ回路パターンが形成される例を参照して説明されるため、一方の面だけについて説明され、他面側に関しての説明、および、各図面における他面側の符号は適宜省略される。

つぎに、図４Ｂに示されるように、ベース金属箔８１上に配線導体層２１が形成される。配線導体層２１の形成方法は特に限定されないが、例えば、電解めっき法が用いられる。具体的には、まず、ベース金属箔８１上にレジスト材（図示せず）が全面に塗布または積層され、パターニングされることにより配線導体層２１が形成される部分以外の所定の領域にめっきレジスト膜（図示せず）が形成される。続いて、めっきレジスト膜が形成されていないベース金属箔８１上に、ベース金属箔８１をシード層として、例えば、電解めっきによるめっき膜が形成される。その後、めっきレジスト膜が除去される。その結果、図４Ｂに示されるように、第１パターン２１ａおよび第２パターン２１ｂが形成されている配線導体層２１が所定の回路パターンでベース金属箔８１上に形成される。配線導体層２１は、好ましくは後述の導体ポストと同じ材料で形成され、好ましくは銅で形成される。また、配線導体層２１は、好ましくは１０〜３０μｍの厚さに形成され得るが、これに限定されない。

つぎに、配線導体層２１の第１パターン２１ａ上に導体ポスト２５が形成される。具体的には、まず、図４Ｃに示されるように、配線導体層２１のベース金属箔８１と接している側の面（第１面Ｆ１）と反対側の面（第２面Ｆ２）であって、導体ポスト２５（図４Ｄ参照）が形成される部分を除く部分および配線導体層２１に覆われずに露出しているベース金属箔８１上にめっきレジスト膜８５が形成される。めっきレジスト膜８５は少なくとも５０〜１５０μｍ程度の厚さに形成される。続いて、めっきレジスト膜８５が形成されていない第１パターン２１ａ上に、ベース金属箔８１をシード層として、例えば、電解めっきによるめっき層２５０が形成される。その後、めっきレジスト膜８５が除去される。その結果、図４Ｄに示されるように、第１パターン２１ａの第２面Ｆ２上に電解めっきによるめっき層からなる導体ポスト２５が形成される。導体ポスト２５は、好ましくは配線導体層２１と同じ材料で形成され、好ましくは銅で形成される。また、導体ポスト２５は、好ましくは５０〜１５０μｍの厚さに形成され得るが、これに限定されない。

つぎに、図４Ｅに示されるように、後述の樹脂絶縁層３０との密着性を高めるために、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび端面２５ａ、ならびに、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２に粗化処理が行われる。粗化処理の方法は、特に限定されないが、例えば、前述のようにＣＺ処理法等が例示される。粗化される各面は、好ましくは、算術平均粗さで０.４〜１.５μｍの表面粗さに処理される。また、粗化処理が行われる場合は、めっきレジスト膜８５の除去と粗化処理との間に、粗化を安定させるために電解めっき銅の結晶を成長させるアニール処理が行われてもよい。粗化処理の他の例としては、黒化（酸化）−還元処理、サンドブラスト等が挙げられる。また、ソフトエッチングの方法もある。

つぎに、配線導体層２１および導体ポスト２５を被覆する樹脂絶縁層３０（図４Ｇ参照）が形成される。具体的には、まず、図４Ｆに示されるように、導体ポスト２５上に、シート状またはフィルム状の絶縁材３３が積層され、支持板８０側に向かって加圧されると共に加熱される。加熱により絶縁材３３が軟化し、第１パターン２１ａと第２パターン２１ｂとの間、第２パターン２１ｂ同士の間、および導体ポスト２５同士の間に流れ込み、半硬化の状態で固化する。その後、さらに加熱されることにより絶縁材３３が完全に硬化し、図４Ｇに示されるように、第１パターン２１ａの側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２、第２パターン２１ｂの側面および第２面Ｆ２、ならびに導体ポスト２５の側面２５ｂおよび端面２５ａ全てを覆う樹脂絶縁層３０が形成される。この際、絶縁材３３は、完全には軟化して間隙部に流れ込むので、導体ポスト２５の側面や配線導体層２１の第２面の粗くされた表面のギザギザの凹部内にも染み込んで、そのまま硬化する。その結果、導体ポスト２５や配線導体層２１と樹脂絶縁層３０との接触面は、粗化処理されたギザギザの凹部内に樹脂絶縁層３０が食い込む形で密着する。その結果、両者の熱膨張率が異なっていても、ヒートサイクルにより剥離してしまうということがなくなる。このように、シート状またはフィルム状の絶縁材を積層して樹脂絶縁層３０を形成する方法は、一般的なプリント配線板の製造設備により樹脂絶縁層３０が形成され得る点で好ましい。樹脂絶縁層３０が形成された後、好ましくは、バフ研磨が行われ、樹脂絶縁層３０の形成時に生じたバリが除去される。

つぎに、図４Ｈに示されるように、樹脂絶縁層３０のベース金属箔８１側と反対側の面（第２表面ＳＦ２）が、導体ポスト２５の先端が第２表面ＳＦ２に露出するまで、バフ研磨、または、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）等により研磨される。導体ポスト２５の端面２５ａは、前述の図４Ｅに示される工程で、側面２５ｂの粗さ（第１粗さＲ１）とほぼ同じ粗さに粗化され得る。しかしながら、第２表面ＳＦ２への端面２５ａの露出後もバフ研磨等が継続されることにより、端面２５ａの粗さは、第１粗さＲ１よりも小さくなり得る。例えば、端面２５ａは、一旦ほぼ平坦化される。

つぎに、支持板８０およびキャリア銅箔８０ａと、ベース金属箔８１とが分離される。具体的には、まず、例えば、図４Ｈに示されるプリント配線板の工程途上品１０ａが加熱され、キャリア銅箔８０ａとベース金属箔８１とを接合している図示しない熱可塑性接着フィルムが軟化している状態で、支持板８０およびキャリア銅箔８０ａに、ベース金属箔８１との界面に沿う方向の力が加えられ、キャリア銅箔８０ａとベース金属箔８１とが引き離される。または、前述のように、両者が外周付近の余白部において接着剤または超音波接続により接合されている場合は、接合箇所よりも内周側で、キャリア銅箔８０ａ、ベース金属箔８１、および支持板８０が樹脂絶縁層３０等と共に切断され、接着剤等による接合箇所が切除されることによりキャリア銅箔８０ａとベース金属箔８１とが分離されてもよい。その結果、プリント配線板の工程途上品１０ａは、２つの個別の工程途上品となる。この状態が図４Ｉに示されている。なお、図４Ｉには、図４Ｈにおいて支持板８０の下面側に示されているプリント配線板の工程途上品１０ａだけが示されている。

続いて、ベース金属箔８１が、エッチングにより除去される。ベース金属箔８１、配線導体層２１および導体ポスト２５それぞれの構成材料がいずれも溶解され得るエッチング液が用いられる。しかも、導体ポスト２５の端部２５ａは被覆されないで、そのままエッチング液に浸漬される。その結果、ベース金属箔８１のエッチングと共に、導体ポスト２５の端面２５ａ側もエッチングされる。さらに、ベース金属箔８１がエッチングされた後も、ベース金属８１が完全に除去されるようにしばらくの間エッチングがなされる。その結果、配線導体層２１の第１面Ｆ１もエッチングされる。このエッチングには、例えば過酸化水素系のエッチング液が用いられる。このエッチングにより、前述のように表面粗さがＲａ２、Ｒａ３の粗化処理がなされる。すなわち、このエッチングによる粗化処理は、前述のＣＺ処理による粗化処理よりも、エッチング後の表面粗さは小さくなる。

この結果、図４Ｊに示されるように、導体ポスト２５の端面２５ａおよび配線導体層２１の第１面Ｆ１に表面粗さＲａ２、Ｒａ３の粗面が形成され、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび配線導体層２１の第２面Ｆ２に表面粗さＲａ１の粗面が形成されたプリント配線板１０が得られる。

ベース金属箔８１の除去後に、好ましくは、前述の表面保護膜２８（図２Ａ参照）が、配線導体層２１の第１面Ｆ１および導体ポスト２５の端面２５ａに形成される。また、液状の保護材料内への浸漬や保護材料の吹付け等によりＯＳＰが形成されてもよい。表面保護膜は、配線導体層２１の第１面Ｆ１と導体ポスト２５の端面２５ａとの両方に形成されてよく、いずれか一方だけに形成されてもよい。また、配線導体層２１の第１面Ｆ１と導体ポスト２５の端面２５ａとで、異なる材料の表面保護膜が形成されてもよい。

また、表面保護膜の形成に加えて、または表面保護膜が形成されずに、導体ポスト２５の端面２５ａ上に、導体ポスト２５と外部のマザーボード等とを接合する接合材からなる接合材層２７（図２Ｂ参照）が形成されてもよい。接合材層２７の材料には好ましくはハンダが用いられ、ペースト状のハンダの塗布やハンダボールを配置して一旦溶融後硬化させたり、めっき法を用いたりして形成され得る。しかしながら、接合材層の材料や形成方法は、特に限定されず、他の材料および方法が用いられ得る。

以上の工程を経ることにより、図１Ａに示される実施形態のプリント配線板１０が完成する。完成したプリント配線板１０には、第２パターン２１ｂ上に図示しない半導体素子が接続されてよい。また、導体ポスト２５の端面２５ａが、プリント配線板１０が用いられる電子機器等のマザーボード等に接続されてよく、或いは、図示しない他のプリント配線板に接続されて多層プリント配線板の一部とされてもよい。

図４Ａ〜４Ｊを参照してなされた前述の説明では、シート状またはフィルム状の絶縁材３３が積層され、加熱および加圧されることにより樹脂絶縁層３０が形成される実施形態のプリント配線板１０の製造方法の一例が説明された。しかしながら実施形態のプリント配線板１０の樹脂絶縁層３０は、例えば注型成形（流し込み成形）等によっても形成することができる。図５Ａ〜５Ｄを参照して以下に説明される。図５Ａ〜５Ｄにおいては、簡略化のため、支持板８０の上側だけに配線導体層２１等が形成される例が示されている。なお、この製法では、樹脂絶縁層３０の形成以外の工程は、前述の図４Ａ〜４Ｊを参照して説明された製造方法と同じであるので、図４Ａ〜４Ｄ、４Ｉおよび４Ｊに相当する図面、ならびに、これらの工程の説明は適宜省略される。

この製法では、図４Ａ〜４Ｄを参照して説明された工程と同様の工程を経て、図５Ａ（図４Ｅに相当）に示されるように、導体ポスト２５の側面２５ｂおよび端面２５ａ、ならびに、配線導体層２１の側面および導体ポスト２５が形成されていない部分の第２面Ｆ２に粗化処理が行われた状態になっている。この粗化処理は、前述の図４Ｅの工程と同じである。

つぎに、図５Ｂに示されるように、周囲にダム８８が形成される。このダム８８は、注入される液状のモールド用樹脂３４を堰き止めるもので、図５Ｂでは、１個のプリント配線板の周囲に形成されているが、実際には、複数のプリント配線板が纏めてパネル等の状態で製造される場合には、そのパネル等、同時に製造される複数のプリント配線板全体の外周にダム８８が形成される。導体ポスト２５の端面２５ａが隠れる程度にモールド用樹脂３４が流し込まれる。

つぎに、温度を上昇させて、モールド用樹脂３４を硬化させると、樹脂絶縁層３０が形成される。その後、ダムが除去される。その状態が図５Ｃに示されている。その後、図５Ｄに示されているように、樹脂絶縁層３０のベース金属箔８１側と反対側の面（第２表面ＳＦ２）が研磨される。すなわち、導体ポスト２５の先端２５ａが第２表面ＳＦ２に露出するまで、バフ研磨またはＣＭＰ等により研磨される。この研磨後の状態は、前述の図４Ｈの工程に相当する。

その後は、前述の図４Ｉおよび図４Ｊを参照して説明された工程と同様の工程を経て、図１Ａに示されるプリント配線板１０が完成する。この製法では、ダムを形成するだけの簡単な注型成形で樹脂絶縁層３０が形成された。しかし、周囲が金型で被覆され、射出成型により形成されてもよい。モールド用樹脂により樹脂絶縁層３０を形成する方法は、モールド成形用樹脂で外装されている一般的な電子部品のパッケージ材料と同様の材料が用いられ得る。従って、このような樹脂絶縁層３０の形成方法は、プリント配線板１０において、プリント配線板１０に実装される電子部品との接合箇所等に熱膨張率の違い等による応力が生じ難い点で好ましい。

実施形態のプリント配線板１０の製造方法は、図４Ａ〜４Ｊおよび図５Ａ〜５Ｄを参照して説明された方法に限定されず、その条件や順序等は任意に変更され得る。また、特定の工程が省略されてもよく、別の工程が追加されてもよい。

１０ プリント配線板
２１ 配線導体層
２１ａ 第１パターン
２１ｂ 第２パターン
２５ 導体ポスト
２５ａ 導体ポストの端面
２５ｂ 導体ポストの側面
２７ 接合材層
２８ 表面保護膜
３０ 樹脂絶縁層
３３ 絶縁材
３４ モールド用樹脂
８０ 支持板
８０ａ キャリア銅箔
８１ ベース金属箔
８５ めっきレジスト膜
８８ ダム
Ｆ１ 配線導体層の第１面
Ｆ２ 配線導体層の第２面
ＳＦ１ 樹脂絶縁層の第１表面
ＳＦ２ 樹脂絶縁層の第２表面

Claims (18)

1. 第１面および該第１面と反対側の第２面を有する配線導体層と、
   前記配線導体層の第２面上に形成される導体ポストと、
   第１表面および該第１表面と反対側の第２表面を有し、前記第１表面側に前記配線導体層の第１面が露出するように前記配線導体層を埋め込むと共に、前記導体ポストの側面を被覆し、前記導体ポストの端面を前記第２表面側に露出させる樹脂絶縁層と、
   を備えるプリント配線板であって、
   前記導体ポストの側面および前記端面に粗化処理が施されており、前記側面の表面粗さを第１粗さＲ１、前記端面の表面粗さを第２粗さＲ２とするとき、Ｒ１＞Ｒ２である。
2. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記側面の第１粗さが算術平均粗さＲａ１で、０.４μｍ以上、１.５μｍ以下である。
3. 請求項２記載のプリント配線板であって、前記端面の第２粗さが算術平均粗さＲａ２で、０.１μｍ以上、０.６μｍ以下である。
4. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストは、円形、楕円形、正方形、矩形、または、菱形の平面形状に形成されている。
5. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層は、熱膨張率が６ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以下、かつ、弾性率が５ＧＰａ以上、３０ＧＰａ以下のモールド用の樹脂材料からなる。
6. 請求項５記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層は、無機フィラーを７０重量％以上、９５重量％以下含有するエポキシ樹脂からなる。
7. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記樹脂絶縁層の第２表面から前記導体ポストの端面までの距離が３μｍ以上、１５μｍ以下であり、前記樹脂絶縁層の第１表面から前記配線導体層の第１面までの距離が０.１μｍ以上、６μｍ以下である。
8. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記配線導体層の側面および第２面で前記導体ポストから露出する面にも粗化処理が施され、前記導体ポストの側面の表面粗さと同じ表面粗さに形成されている。
9. 請求項１記載のプリント配線板であって、前記導体ポストの端面に表面保護膜が形成されている。
10. 請求項９記載のプリント配線板であって、前記配線導体層の第１面に、前記導体ポストの端面に形成されている表面保護膜の材料と異なる材料からなる表面保護膜が形成されている。
11. 請求項９記載のプリント配線板であって、前記導体ポストの端面上にハンダが塗布されている。
12. プリント配線板の製造方法であって、
    ベース金属箔を用意することと、
    所定のパターンを有する配線導体層を前記ベース金属箔上に形成することと、
    前記配線導体層上に導体ポストを形成することと、
    少なくとも前記導体ポストの側面に粗化処理を行い、前記導体ポストの側面の表面粗さを第１粗さＲ１にすることと、
    少なくとも前記導体ポストの側面および前記導体ポストの前記配線導体層と反対側の端面を樹脂により被覆することで樹脂絶縁層を形成することと、
    前記樹脂絶縁層を研磨することで前記導体ポストの前記端面を露出させると共に、前記導体ポストの前記端面の表面粗さを前記第１粗さＲ１よりも小さくすることと、
    表面を粗化し得るエッチング液を用いて前記ベース金属箔を除去すると共に、前記導体ポストの前記端面もエッチングを施すことで、前記端面の表面粗さを第２粗さＲ２にすることと、を有する。
13. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記少なくとも導体ポストの側面の粗化処理を、ＣＺ処理、黒化処理、またはサンドブラストのうちのいずれかにより行う。
14. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記粗化し得るエッチング液として過酸化水素系のエッチング液を用いる。
15. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記配線導体層および前記導体ポストの形成を、電解めっきにより行う。
16. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記樹脂絶縁層の形成を、モールド用の樹脂材料をフィルム状にして前記導体ポストの端面上に配置し、加熱および加圧することにより行う。
17. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記樹脂絶縁層の形成を、複数のプリント配線板を有するパネルの周囲にダムを形成して、モールド用の樹脂材料を流し込み硬化させることにより行う。
18. 請求項１２記載のプリント配線板の製造方法であって、前記導体ポストの前記端面の研磨を、前記樹脂絶縁層をバフ研磨またはＣＭＰ研磨しながら行う。

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