JP2021089912A

JP2021089912A - プリント配線板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2021089912A
Application number: JP2019217820A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎市川; Shinichiro Ichikawa; 尊宣土居; Takanobu Doi
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-06-10

Abstract

【課題】導体層と層間絶縁層との密着性を増す。【解決手段】回路パターンを構成する導体層と層間絶縁層とからなるビルドアップ層を有するプリント配線板であって、回路パターンを構成する導体層１４の導体パターン幅方向の断面形状が、導体パターンの厚み方向で、中心付近に最もパターン幅の小さい最小パターン部Ｂと、底部付近に最小パターン部のパターン幅より大きいパターン幅の底パターン部Ｃと、最表面付近に最小パターン部のパターン幅より大きいが底パターン部のパターン幅より小さいパターン幅のオーバーハング部Ａと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、回路パターンを構成する導体層と層間絶縁層とからなるビルドアップ層を有するプリント配線板およびその製造方法に関する。

回路パターンを構成する導体層と層間絶縁層とからなるビルドアップ層を有するプリント配線板において、回路の集積度の増加に対応するため、回路パターンを構成する導体層の線幅を細くする要望が高くなっている（特許文献１）。

特開２００３−３０６７８４号公報

特許文献１に従って線幅を細くした導体層においては、導体層の厚み方向の線幅が、表面から底面に向けて徐々に広がっている。この導体層上に層間絶縁層を形成すると、導体層の厚み方向の形状から、形成した層間絶縁層が導体層からはがれやすかった。そのため、導体層に対する層間絶縁層の密着性が不足していた。

従来、導体層と層間絶縁層との密着性を向上させるため、導体層の表面を粗化して、疎化した導体層上に層間絶縁層を形成していた。しかしながら、今後は、ビルドアップ層がより高多層化することが予想され、導体層の表面を粗化しただけでは、導体層と層間絶縁層との密着性が不十分になる可能性があった。

本発明に係るプリント配線板は、回路パターンを構成する導体層と層間絶縁層とからなるビルドアップ層を有するプリント配線板であって、回路パターンを構成する導体層の導体パターン幅方向の断面形状が、導体パターンの厚み方向で、中心付近に最もパターン幅の小さい最小パターン部と、底部付近に最小パターン部のパターン幅より大きいパターン幅の底パターン部と、最表面付近に最小パターン部のパターン幅より大きいが底パターン部のパターン幅より小さいパターン幅のオーバーハング部と、を有する。

また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、ビルトアップ層からなる基板の基部絶縁層上に、回路パターンを構成する導体層を形成し、導体層上の回路パターンを形成すべき位置以外の位置にドライレジストを形成し、銅エッチング阻害剤を含むエッチング液を用い、ドライレジストを介して導体層をエッチングして、回路パターンとなる導体層の側面に銅エッチング阻害被膜を形成するとともに、導体層の側面に、オーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成し、導体層の表面に残ったドライレジストを除去し、導体層の側面に残った銅エッチング阻害被膜を除去する、ことを含む。

本発明の実施形態によれば、導体層の最表面にオーバーハング部を形成したため、導体層の上に層間絶縁層を形成する際に、オーバーハング部が層間絶縁層のアンカーとなるため、導体層と層間絶縁層との密着性が増す。その結果、導体層の表面を粗化しなくても、導体層と層間絶縁層との十分な密着性を得ることができる。そのため、高周波用として好適なプリント配線板を得ることができる。

本発明のプリント配線板の一実施形態を説明するための図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明のプリント配線板の一実施形態の各部寸法及び効果を説明するための図である。（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態の各工程説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における銅エッチング阻害被膜とエッチング液の流れを説明するための図である。

図１は、本発明のプリント配線板の一実施形態を説明するための図である。図１には、実施形態のプリント配線板１０の一部が拡大して示されている。プリント配線板１０は、コア基板（図示せず）の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体（図示せず）を介して接続されていてもよい。あるいは、プリント配線板１０は、コア基板の代わりに支持板（図示せず）上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。いずれにせよ、プリント配線板１０は、図１に示すように、少なくとも１層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層１２と、基部絶縁層１２上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層１４とを備えている。基部絶縁層１２の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。しかし、プリント配線板１０は、１層の基部絶縁層１２と１層の導体層１４とからなるものでもよい。

図１に示す一実施形態において、本発明のプリント配線板１０は、回路パターンを構成する導体層１４の導体パターン幅方向の断面形状が、導体パターンの厚み方向で、中心付近に最もパターン幅の小さい最小パターン部Ｂと、底部付近に最小パターン部Ｂのパターン幅より大きいパターン幅の底パターン部Ｃと、最表面付近に最小パターン部Ｂのパターン幅より大きいが底パターン部Ｃのパターン幅より小さいパターン幅のオーバーハング部Ａと、を有する。

図１に示す一実施形態においては、ライン状の回路パターンを有する導体層１４を示している。その他、図１の導体層１４の断面形状が径方向の断面形状となる、円柱状の導体層１４も本発明に含まれる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明のプリント配線板の一実施形態の各部寸法及び効果を説明するための図である。本発明の一実施形態においては、図２（ａ）に示すように、オーバーハング部Ａの最表面のパターン幅ＷＡが、１２〜５０μｍ、最小パターン部Ｂのパターン幅ＷＢが４〜４２μｍ、底パターン部Ｃの最底面のパターン幅ＷＣが２０〜６０μｍであることが好ましい。

また、図２（ａ）に示す一実施形態において、オーバーハング部Ａの最表面の最も大きいパターン幅ＷＡが、底パターン部Ｃの最底面の最も大きいパターン幅ＷＣの６０〜８０％であることが好ましい。さらに、図２（ａ）に示すように、最小パターン部Ｂの最もパターン幅の小さい中心付近の箇所ＷＢが、導体層１４の高さ方向で上面から２５〜３５％の位置にあることが好ましい。

また、図２（ｂ）に示す一実施形態において、オーバーハング部Ａの最表面の最も大きいパターン幅と最小パターン部Ｂの最も小さいパターン幅との差である、オーバーハング部Ａのくびれ量ＣＡが片方で１．０〜４．０μｍであることが好ましい。オーバーハング部Ａのくびれ量ＣＡが片方で１．０〜４．０μｍであることが好ましい理由は、くびれ量ＣＡが、１．０μｍ未満であるとアンカー効果が小さくなる場合があり、４．０μｍを超えると導体層１４のオーバーハング部Ａが弱くなり変形する場合があるためである。

さらに、図２（ｂ）に示す一実施形態において、導体層１４のオーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成する表面が、Ｒａ：０．８μｍ以下の粗度であることが好ましい。表面粗度Ｒａが０．８μｍ以下であることが好ましい理由は、表皮効果で配線表面を電流が流れるので、表面が粗いと電流損失が大きくなり、特に高周波用として好ましくない場合があるためである。

本発明のプリント配線板の一実施形態においては、図２（ｃ）に示すように、導体層１４の最表面にオーバーハング部Ａを形成したため、導体層１４の上に層間絶縁層１６を形成する際に、オーバーハング部Ａが層間絶縁層１６のアンカーとなるため、導体層１４と層間絶縁層１６との密着性が増す。その結果、導体層１４の表面を粗化しなくても、導体層１４と層間絶縁層１６との十分な密着性を得ることができる。そのため、高周波用として好適なプリント配線板を得ることができる。

図３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態の各工程説明するための図である。図３（ａ）〜（ｄ）に示す各工程は、図１に示すプリント配線板を製造する工程を例にして示している。

まず、図３（ａ）に示すように、公知の方法を用いて、ビルトアップ層からなる基板の基部絶縁層１２上に、回路パターンを構成する導体層１４を形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、導体層１４上の回路パターンを形成すべき位置以外の位置にドライレジスト１８をマスクとして形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、銅エッチング阻害剤を含むエッチング液を用い、ドライレジスト１８を介して導体層１４をエッチングする。これにより、回路パターンとなる導体層１４の側面に銅エッチング阻害被膜２０を形成するとともに、導体層１４の側面に、オーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成する。

最後に、図３（ｄ）に示すように、導体層１４の表面に残ったドライレジスト１８を除去するとともに、導体層１４の側面に残った銅エッチング阻害被膜２０を除去することで、本発明のプリント配線板を得ることができる。

図４は、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における銅エッチング阻害被膜とエッチング液の流れを説明するための図である。図４に示すように、導体層１４に対しドライレジスト１８を介してエッチングすると、ドライレジスト１８の開口から導体層１４に流れ込むエッチング液は、導体層１４の側面を形成する際、導体層１４の側面の中心付近には早く流れ込み、導体層１４の側面の最表面付近および底部付近には遅く流れ込む。すなわち、オーバーハング部Ａ近辺のエッチング液は、ドライレジスト１８の陰になるため流れが遅くなり、底パターン部Ｃ近辺のエッチング液は、導体層１４の開口が深いため液まわりが悪くなり流れが遅くなる。一方、最小パターン部Ｂ近辺のエッチング液は、液まわりがよいため流れが早くなる。

本発明では、上述したようなエッチング液の流れ速度の変化と、エッチング液として銅エッチング阻害剤を含むエッチング液の使用との相乗効果により、図１に示すように、中心付近に最もパターン幅の小さい最小パターン部Ｂと、底部付近に最小パターン部Ｂのパターン幅より大きいパターン幅の底パターン部Ｃと、最表面付近に最小パターン部Ｂのパターン幅より大きいが底パターン部Ｃのパターン幅より小さいパターン幅のオーバーハング部Ａと、を有する導体層１４を得ることができる。

１０プリント配線板
１２基部絶縁層
１４導体層
１６層間絶縁層
１８ドライレジスト
２０銅エッチング阻害被膜

Claims

回路パターンを構成する導体層と層間絶縁層とからなるビルドアップ層を有するプリント配線板であって、
回路パターンを構成する導体層の導体パターン幅方向の断面形状が、導体パターンの厚み方向で、中心付近に最もパターン幅の小さい最小パターン部と、
底部付近に最小パターン部のパターン幅より大きいパターン幅の底パターン部と、
最表面付近に最小パターン部のパターン幅より大きいが底パターン部のパターン幅より小さいパターン幅のオーバーハング部と、
を有する。
請求項１に記載のプリント配線板であって、
前記オーバーハング部の最表面のパターン幅が、１２〜５０μｍ、前記最小パターン部のパターン幅が４〜４２μｍ、前記底パターン部の最底面のパターン幅が２０〜６０μｍである。
請求項１または２に記載のプリント配線板であって、
前記オーバーハング部の最表面の最も大きいパターン幅と前記最小パターン部の最も小さいパターン幅との差である、オーバーハング部のくびれ量が、片方で１．０〜４．０μｍである。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記導体層のオーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成する表面が、Ｒａ：０．８μｍ以下の粗度である。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記最小パターン部の最もパターン幅の小さい中心付近の箇所が、前記導体層の上面から２５〜３５％の位置にある。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記オーバーハング部の最表面の最も大きいパターン幅が、前記底パターン部の最底面の最も大きいパターン幅の６０〜８０％である。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント配線板であって、
前記導体層のオーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成する表面が、Ｒａ：０．８μｍ以下の粗度である。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のプリント配線板を製造するための製造方法であって、
ビルトアップ層からなる基板の基部絶縁層上に、回路パターンを構成する導体層を形成し、
導体層上の回路パターンを形成すべき位置以外の位置にドライレジストを形成し、
銅エッチング阻害剤を含むエッチング液を用い、ドライレジストを介して導体層をエッチングして、回路パターンとなる導体層の側面に銅エッチング阻害被膜を形成するとともに、導体層の側面に、オーバーハング部、最小パターン部および底パターン部を形成し、
導体層の表面に残ったドライレジストを除去し、
導体層の側面に残った銅エッチング阻害被膜を除去する、
ことを含む。