JP4479180B2 - 多層回路板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は各種電子機器に用いられるプリント配線板及びインターポーザ等の多層回路板の製造方法に係わり、さらに詳しくはプリント配線板及びインターポーザにおける層間の電気的接続方法に関するものである。

従来の多層回路板（プリント配線板及びインターポーザ）の製造方法について以下に説明する。

従来の多層回路板（プリント配線板及びインターポーザ）の製造方法の一例を図３（ａ）〜（ｆ）及び図４（ｇ）〜（ｊ）に示す。

まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた絶縁基材（１１１）に無電解銅めっきを行ってめっき下地層（１２１）を形成する（図３（ａ）参照）。

次に、めっき下地層（１２１）上に液状フォトジストを塗布、乾燥して感光層（１３１）を形成し（図３（ｂ）参照）、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って第一のレジストパターン（１３１ａ）を形成する（図３（ｃ）参照）。

次に、第二のレジストパターン（１３２）をマスクにして、電解銅めっきを行い、めっき下地層（１２１）上に所定厚の下層導体層（１４１）を形成する（図３（ｄ）参照）。

次に、第一のレジストパターン（１３１ａ）を専用の剥離液で剥離処理し、第一のレジストパターン（１３１ａ）下部にあっためっき下地層（１２１）をフラッシュエッチングで除去し、下層配線層（１４１ａ）を形成する（図３（ｅ）参照）。

次に、絶縁基材（１１１）及び下層配線層（１４１ａ）上に液状樹脂溶液を塗布し、加熱乾燥して、絶縁層（１５１）を形成する（図３（ｆ）参照）。

次に、レーザー加工により、下層配線層（１４１ａ）上の所定位置の絶縁層（１５１）にビア用孔（１５２）を形成し、デスミア、めっき触媒付与及び無電解銅めっきを行って、めっき下地層（特に、図示せず）を形成する（図４（ｇ）参照）。

次に、液状フォトレジストを塗布する等の方法で感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第二のレジストパターン（１３２）を形成する（図４（ｈ）参照）。

次に、第二のレジストパターン（１３２）をマスクにして、電解銅めっきを行い、上層導体層（１４２）及びビア（１４３）を形成する（図４（ｉ）参照）。

次に、第二のレジストパターン（１３２）を専用の剥離液で剥離処理し、第二のレジストパターン（１３２）下部にあっためっき下地層をフラッシュエッチングで除去し、上層配線層（１４２ａ）を形成し、上層配線層（１４２ａ）がビア（１４３）にて下層配線層（１４１ａ）と電気的に接続されたて片面２層のプリント配線板及びインターポーザを得る（図４（ｊ）参照）。

上記のようなプリント配線板及びインターポーザの製造方法では、層間の電気的接続を行うビアは、層間絶縁層にビア用孔（開口部）を形成して、ビア用孔に電解銅めっきで導体を埋込んで形成している。

具体的には、厚さ４０〜５０μｍのフォトレジスト層または絶縁層を形成し、フォトレジスト層にパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってビア用孔を形成するフォト方式や、絶縁層の所定位置にレーザービームを照射してビア用孔を形成するレーザー加工方式があり、その後、粗面化処理、めっき触媒付与及び無電解銅めっき等の前処理を行って、電解銅めっき等によりビア用孔に導体を埋込んでフィルド構造のビアを形成するのが一般的である。

このビア用孔に電解銅めっきにて導体を埋め込む方式は、ビアが微細化してくると、ビア用孔（開口部）に均一に導体を埋め込むのが難しく、また、ビア用孔（開口部）の形状がすり鉢状になるため、ビア下部の径が細くなり（４０〜５０μｍ厚の樹脂層に６０μｍビアを形成したとすると配線層と接するビア下部の径は３０〜４０μｍとなる。）、ビア下部の配線層との密着力が低下し、熱衝撃やヒートサイクル等の耐性試験時に部分的に剥離する等の問題を有しており、ビア径が小さく、層間絶縁層が厚くなってくるとその傾向が強くなってくる。

これらの問題を解消するためのビア形成法がいくつか提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、近年の配線層の微細化、高密度化の要求から、ビア径は６０μｍ程度が要求されており、また、プリント配線板及びインターポーザのコストダウン要求も強く、従来のビア形成方法では充分に対応できなくなっているのが現状である。
特開昭１１−２４３２７９号公報

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたものであり、低コスト化及び層間の電気的接続の信頼性向上を図った多層回路板（プリント配線板及びインターポーザ）の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を達成するために、プリント配線板やインターポーザ等の多層回路板の製造方法において、以下の工程を備えることを特徴とする多層回路板の製造方法。
（ａ）絶縁基材上にめっき下地層を形成する工程。
（ｂ）めっき下地層上に感光層を形成する工程。
（ｃ）パターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行って、第一のレジストパターンを形成する工程。
（ｄ）第一のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、めっき下地層上に下地導体層を形成する工程。
（ｅ）下地導体層の所定位置に突起状の導体を形成する工程。
（ｆ）第一のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、表面に上地導体層が形成された突起状の導体からなる下層配線層を形成する工程。
（ｇ）第一のレジストパターンを剥離処理し、第一のレジストパターン下部にあっためっき下地層をエッチングで除去し、表面に上地導体層が形成された突起状の導体からなる下層配線層を形成する工程。
（ｈ）絶縁層を形成する工程。
（ｉ）絶縁層表面を研磨処理し、表面に導体層が形成された突起状の導体の上部が一部露出したビア相当の導体を形成する工程。
（ｊ）めっき下地層及び感光層を形成する工程。
（ｋ）上記（ｃ）〜（ｊ）の工程を必要回数繰り返す工程。
（ｌ）パターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行って、第二のレジストパターンを形成する工程。
（ｍ）第二のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、めっき下地層上に表面導体層を形成する工程。
最後に、（ｎ）第二のレジストパターンを剥離処理し、第二のレジストパターン下部にあっためっき下地層をエッチングで除去し、研磨処理された絶縁層上に上層配線層を形成する工程。

本発明の多層回路板の製造方法では、導体層上に突起状の導体を形成し、絶縁層を形成した後表面研磨で、突起状の導体の上部を露出させてビアを形成するため、導体層と突起状の導体（ビア相当）との優れた電気的接続が得られ、信頼性に優れた多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）を得ることができる。

また、従来方式に比べて製造工程が短縮され、多層回路板のコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の多層回路板の製造方法について説明する。

図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ｇ）〜（ｎ）に、本発明の多層回路板の製造方法の一実施例を工程順に示す模式構成部分断面図を示す。

まず、エポキシ系樹脂からなる絶縁基材（１１）上に無電解銅めっき等の方法でめっき下地層（２１）を形成する（図１（ａ）参照）。

次に、めっき下地層（２１）上にドライフィルムを貼り合わせて感光層（３１）を形成し（図１（ｂ）参照）、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第一のレジストパターン（３１ａ）を形成する（図１（ｃ）参照）。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）をマスクにして電解銅めっきを行い、所定厚の第一の導体層（４１）を形成する（図１（ｄ）参照）。

次に、下地導体層（４１）上の所定位置に所定形状の突起状の導体（５１）を形成する（図１（ｅ）参照）。

この突起状の導体（５１）は、層間接続のビアとなるもので、形成方法としては、導電ペーストをスクリーン印刷するか、ハンダボールを載置し加熱リフローさせるか、導電ペーストをディスペンサーで押し出す等の方法がある。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）をマスクにして電解銅めっきを行い、下地導体層（４１）及び突起状の導体（５１）上に所定厚の上地導体層（４２）を形成する（図１（ｆ）参照）。この上地導体層（４２）は、突起状の導体（５１）の表面導電性を確実にするために行うものである。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）を専用の剥離液で剥離処理し、第一のレジストパターン（３１ａ）下部にあっためっき下地層（２１）をソフトエッチングで除去し、下層配線層（４３）及び表面が上地導体層（４２）で被覆された表面に導体層が形成された突起状の導体（５１ａ）を形成する（図２（ｇ）参照）。

次に、絶縁基材（１１）上にプリプレグ等の樹脂シートを積層し、所定厚の絶縁層（６１）を形成する（図２（ｈ）参照）。

次に、絶縁層（６１）表面を研磨処理し、表面に導体層が形成された突起状の導体（５１ａ）の上部が一部露出したビア相当の導体（５１ｂ）を形成し、絶縁基材（１１）上の下層配線層（４３）上にビア相当の導体（５１ｂ）を形成する（図２（ｉ）参照）。

次に、めっき触媒付与及び無電解銅めっきを行って、めっき下地層（特に、図示せず）を形成し、公知の方法で第二のレジストパターン（３２）及び開口部（３４）を形成し（図２（ｌ）参照）、第二のレジストパターン（３２）をマスクにして電解銅めっきを行って所定厚の表面導体層（４４）を形成する（図２（ｍ）参照）。

次に、第二のレジストパターン（３２）を専用の剥離液で剥離処理し、第二のレジストパターン（３２）下部にあっためっき下地層をフラッシュエッチングで除去し、上層配線層（４４ａ）を形成し、下層配線層（４３）と上層配線層（４４ａ）とがビア相当の導体（５１ｂ）にて電気的に接続された２層のプリント配線板及びインターポーザ基板を得る（図２（ｎ）参照）。

ここで、多層回路板の製造方法の事例については、２層回路板のプリント配線板及びインターポーザ基板について説明したが、上記図１（ｃ）パターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行って、第一のレジストパターンを形成する工程〜図２（ｋ）の表面導体層形成工程を必用回数繰り返し、図２（ｌ）、（ｍ）の工程の後、最後に、図２（ｎ）のレジストパターン剥離処理工程を行うことにより、所望層数の多層回路板を得ることができる。

本発明の多層回路板の製造方法では、導体層上に突起状の導体を形成し、絶縁層を形成した後表面研磨で、突起状の導体の上部を露出してビアを形成するため、従来の導体層上の絶縁層にビア用穴（開口部）を形成し、電解銅めっきによる導体穴埋めにて形成する方式に比較して、導体層と突起状の導体（ビア相当）との優れた電気的接続が得られ、信頼性に優れた多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）を得ることができる。

また、従来方式に比べて製造工程が短縮され、多層回路板のコストダウンを図ることができる。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

まず、絶縁基材の両面に所定の配線層が形成された回路基板（特に、図示せず）に絶縁層（１１）を形成し、めっき触媒付与及び無電解銅めっきを行って、めっき下地層（２１）を形成した（図１（ａ）参照）。

次に、めっき下地層（２１）表面に厚さ１２μｍのドライフィルムフォトレジストをラミネートして感光層（３１）を形成し（図１（ｂ）参照）、パターン露光、現像を行って、第一のレジストパターン（３１ａ）を形成した（図１（ｃ）参照）。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）をマスクにして電解銅めっきを行い、６μｍ厚の下地導体層（４１）を形成した（図１（ｄ）参照）。

次に、下地導体層（４１）の所定位置に５０μｍ径の半田ボールを専用のボールボンダで載置し、加熱、溶融して突起状の導体（５１）を形成した（図１（ｅ）参照）。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）をマスクにして電解銅めっきを行い、下地導体層（４１）及び突起状の導体（５１）上に１２μｍ厚の上地導体層（４２）を形成した（図１（ｆ）参照）。

次に、第一のレジストパターン（３１ａ）を専用の剥離液で剥離処理し、第一のレジストパターン（３１ａ）下部にあっためっき下地層（２１）を過硫酸アンモニウム水溶液によるソフトエッチングで除去し、下層配線層（４３）及び表面に導体層が形成された突起状の導体（５１ａ）を形成した（図２（ｇ）参照）。

次に、エポキシ系樹脂シートを真空加圧加熱ラミネータにてラミネートし、続けて平板プレス機により平滑化処理を行い、絶縁層（６１）を形成した（図２（ｈ）参照）。

次に、絶縁層（６１）表面を２〜３μｍ研磨処理し、表面に導体層が形成された突起状の導体（５１ａ）の上部が一部露出したビア相当の導体（５１ｂ）を形成し、絶縁基材（１１）上の下層配線層（４３）上にビア相当の導体（５１ｂ）を形成した（図２（ｉ）参照）。

次に、めっき触媒付与及び無電解銅めっきを行って、めっき下地層（特に、図示せず）を形成し、公知の方法で第二のレジストパターン（３２）を形成し（図２（ｌ）参照）、第二のレジストパターン（３２）をマスクにして電解銅めっきを行って１０μｍ厚の表面導体層（４４）を形成した（図２（ｍ）参照）。

次に、第二のレジストパターン（３２）を専用の剥離液で剥離処理し、第二のレジストパターン（３２）下部にあっためっき下地層を過硫酸アンモニウム水溶液によるソフトエッチングで除去し、上層配線層（４４ａ）を形成し、下層配線層（４３）と上層配線層（４４ａ）とがビア相当の導体（５１ｂ）にて電気的に接続された４層のプリント配線板及びインターポーザ基板を得た（図２（ｎ）参照）。

（ａ）〜（ｆ）は、本発明の多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）の製造方法における製造工程の一部を模式的に示す部分断面図である。 （ｇ）〜（ｎ）は、本発明の多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）の製造方法における製造工程の一部を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、従来の多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）の製造方法における製造工程の一部を模式的に示す部分断面図である。 （ｇ）〜（ｊ）は、従来の多層回路板（プリント配線板またはインターポーザ）の製造方法における製造工程の一部を模式的に示す部分断面図である。

１１、１１１ ・・・絶縁基材（絶縁層）
２１、１２１ ・・・めっき下地層
３１、１３１ ・・・感光層
３１ａ、１３１ａ ・・・第一のレジストパターン
３２、１３２ ・・・第二のレジストパターン
４１ ・・・下地導体層
４２ ・・・上地導体層
４４ ・・・表面導体層
１４１ ・・・下層導体層
１４２ ・・・上層導体層
４３、１４１ａ ・・・下層配線層
４４ａ、１４２ａ ・・・上層配線層
５１ ……突起状の導体
５１ａ ……表面に導体層が形成された突起状の導体
５１ｂ ……ビア相当の導体
６１、１５１ ……絶縁層
６１ａ ……研磨処理された絶縁層
１４３ ……ビア
１５２ ……ビア用穴（開口部）

Claims (1)

1. プリント配線板やインターポーザ等の多層回路板の製造方法において、以下の工程を備えることを特徴とする多層回路板の製造方法。
   （ａ）絶縁基材上にめっき下地層を形成する工程。
   （ｂ）めっき下地層上に感光層を形成する工程。
   （ｃ）パターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行って、第一のレジストパターンを形成する工程。
   （ｄ）第一のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、めっき下地層上に下地導体層を形成する工程。
   （ｅ）下地導体層の所定位置に突起状の導体を形成する工程。
   （ｆ）第一のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、表面に上地導体層が形成された突起状の導体からなる下層配線層を形成する工程。
   （ｇ）第一のレジストパターンを剥離処理し、第一のレジストパターン下部にあっためっき下地層をエッチングで除去し、表面に上地導体層が形成された突起状の導体からなる下層配線層を形成する工程。
   （ｈ）絶縁層を形成する工程。
   （ｉ）絶縁層表面を研磨処理し、表面に導体層が形成された突起状の導体の上部が一部露出したビア相当の導体を形成する工程。
   （ｊ）めっき下地層及び感光層を形成する工程。
   （ｋ）上記（ｃ）〜（ｊ）の工程を必要回数繰り返す工程。
   （ｌ）パターン露光、現像等の一連のパターンニング処理を行って、第二のレジストパターンを形成する工程。
   （ｍ）第二のレジストパターンをマスクにして電解銅めっきを行い、めっき下地層上に表面導体層を形成する工程。
   最後に、（ｎ）第二のレジストパターンを剥離処理し、第二のレジストパターン下部にあっためっき下地層をエッチングで除去し、研磨処理された絶縁層上に上層配線層を形成する工程。
   

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