(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂基材の両面に銅箔を密着させてキャリヤ付銅箔が積層された第１の基板を用意する工程と、
前記第１の基板のうち一方の前記キャリヤ付銅箔をエッチングにより除去して開口部を有するコンフォーマルマスクを形成する工程と、
前記コンフォーマルマスクが形成された前記第１の基板の両面に電解めっきを行って、前記キャリヤ付銅箔の開口部壁面を含んで導体層を厚付けする工程と、
前記開口部の開口径を狭めるように前記導体層が厚付けされた当該導体層をマスクとして前記開口部にレーザー光を照射して前記絶縁樹脂基材層を除去して底部に他方のキャリヤ付銅箔の銅箔が露出した有底ビアを形成する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
絶縁樹脂基材の内層に内層導体パターンが各々形成された両面絶縁樹脂層に銅箔を密着させてキャリヤ付銅箔が各々積層された第１の基板を用意する工程と、
前記第１の基板の両面に積層された前記キャリヤ付銅箔をエッチングにより各々除去して前記絶縁樹脂層が底部に露出した開口部を有するコンフォーマルマスクを形成する工程と、
前記コンフォーマルマスクが形成された前記第１の基板の両面に電解めっきを行って、前記キャリヤ付銅箔の開口部壁面を含んで導体層を各々厚付けする工程と、
前記開口部の開口径を狭めるように前記導体層が厚付けされた当該導体層をマスクとして前記開口部にレーザー光を照射して前記絶縁樹脂層を除去して前記内層導体パターンが底部に露出した有底ビアを前記第１の基板の両面に形成する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記レーザー光を照射するコンフォーマルマスクとなる導体層の開口部の表面の開口径が最小開口径よりも１０μｍ以上大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば微細配線に対応して小径のビア孔を有する配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板に配線パターンと接続するバイアホールその他の小径の孔を加工する方法として、機械加工のほかにレーザー加工が利用されている。高精度に小孔を加工するためには、プリント基板上に回路配線用のために形成されている銅箔等の導体膜を孔開けのためのレーザー加工用マスク（コンフォーマルマスク）として利用する方法が用いられる。
【０００３】
先ず、絶縁樹脂基板上に積層された導体膜（銅箔等）をエッチングして開口部を配置したコンフォーマルマスクを形成し、ＹＡＧレーザー、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザーなどのレーザー光を開口部に照射して孔開け加工（ビア孔形成）を行う。その後、ビア孔を含む導体膜に無電解銅めっき及び電解銅めっきを施して導体層を形成し、パターニング（エッチングレジスト形成⇒エッチング⇒エッチングレジスト剥離）することにより、必要な配線パターンが形成される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９８９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配線基板の導体膜に設けた開口部にレーザーを照射して小径の穴を加工する場合、導体膜の開口径が小さいほど微小径の穴加工ができる。しかし、エッチングにより銅箔等の導体膜にコンフォーマルマスクを形成する場合、エッチング液によりサイドエッチングが発生し、エッチングレジストの開口径より大きな開口径でエッチングされてしまう。このため、例えば開口径φ４０μｍ以下のビア孔を形成するためには、φ２０μｍ以下のエッチングレジストパターンを焼き付ける必要があり、ガラス乾板のような特殊な治具が必要になる。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、微細配線に対応して効率よくかつ安価に基板に小径の孔開け加工が行える配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る配線基板の製造方法は以下の構成を備える。
即ち、絶縁樹脂基材の両面に銅箔を密着させてキャリヤ付銅箔が積層された第１の基板を用意する工程と、前記第１の基板のうち一方の前記キャリヤ付銅箔をエッチングにより除去して開口部を有するコンフォーマルマスクを形成する工程と、前記コンフォーマルマスクが形成された前記第１の基板の両面に電解めっきを行って、前記キャリヤ付銅箔の開口部壁面を含んで導体層を厚付けする工程と、前記開口部の開口径を狭めるように前記導体層が厚付けされた当該導体層をマスクとして前記開口部にレーザー光を照射して前記絶縁樹脂基材層を除去して底部に他方のキャリヤ付銅箔の銅箔が露出した有底ビアを形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
上記配線基板の製造方法を用いれば、コンフォーマルマスクが形成された第１の基板の両面に電解めっきを行って、開口部の開口径を狭めるように導体層が厚付けされた当該導体層をマスクとして開口部にレーザー光を照射して絶縁樹脂基材層を除去し有底ビアが形成されるので、開口部の壁面に厚付けされる導体層の厚さを変えて開口部の開口径をコントロールすることにより、配線基板に所望の径のビア孔を孔開け加工することができる。
また、導体層にエッチングで微小径の開口部を形成するためにエッチングレジストの焼付に分解能が高いガラス乾板のような特殊な治具は不要であり、一般的な設備を使用して安価にコンフォーマルマスクを形成できるうえに、エネルギーレベルの高い炭酸ガスレーザーを使用することで、微細な孔径のビア孔を短時間で形成することができる。
【０００９】
また、多層配線基板の製造方法においては、絶縁樹脂基材の内層に内層導体パターンが各々形成された両面絶縁樹脂層に銅箔を密着させてキャリヤ付銅箔が各々積層された第１の基板を用意する工程と、前記第１の基板の両面に積層された前記キャリヤ付銅箔をエッチングにより各々除去して前記絶縁樹脂層が底部に露出した開口部を有するコンフォーマルマスクを形成する工程と、前記コンフォーマルマスクが形成された前記第１の基板の両面に電解めっきを行って、前記キャリヤ付銅箔の開口部壁面を含んで導体層を各々厚付けする工程と、を含むことを特徴とする。
上記配線基板の製造方法を用いれば、多層配線基板の微細配線パターンどうしを層間接続する導体が充填される微細なビア孔を効率よくしかも安価に形成することができる。
【００１０】
上記配線基板の製造においてレーザー光を照射するコンフォーマルマスクとなる導体層開口部の表面の開口径が最小開口径よりも１０μｍ以上大きいことを特徴とする。
導体層開口部の表面の開口径を大きくすることにより、穴の加工径を決める最小開口径は小さいがレーザー光のエネルギーを最小開口部よりも広い面積で集光することができるので、レーザー光を効率よく穴あけ加工に使用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
上述した配線基板の製造方法を用いれば、微細配線に対応して効率よくかつ安価に基板に小径の孔開け加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】配線基板の製造方法の加工工程を示す断面図である。
【図２】多層配線基板の製造方法の加工工程を示す断面図である。
【図３】コンフォーマルマスクの開口部の断面写真図と電解銅めっきを厚付けした後の開口部の断面写真図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
図１（Ａ）〜（Ｋ）を参照して配線基板の製造方法についてその配線基板の構造と共に説明する。尚、以下の説明では、キャリヤ付銅箔は、例えば極薄銅箔（銅箔；厚さ２〜５μｍ）に剥離層を介してキャリヤ銅箔（厚さ１８μｍ；キャリヤ箔）が積層されたもの（例えばF-HP;Heat-Resistant Peelable Copper Foil）が用いられるものとする。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、絶縁樹脂基材１（例えばＦＲ‐４）の両面にキャリヤ付銅箔２が貼ってある第１の基板３を用意する。第１の基板３において、キャリヤ付銅箔２は絶縁樹脂基材１に接着している銅箔２ａに剥離層を介してキャリヤ箔といわれるキャリヤ銅箔２ｂが貼り合わせてある。キャリヤ銅箔２ｂは、剥離層から銅箔２ａより容易に剥離することができる。
【００１５】
図１（Ｂ）において、第１の基板３のうち一方（例えば上面側）のキャリヤ付銅箔２をエッチングにより除去して開口部４ａを有するコンフォーマルマスク４を形成する。第１の基板３のキャリヤ付銅箔２に、マスクパターンに相当するエッチングレジストを積層してエッチングを行うことでキャリヤ付銅箔２が部分的に除去され、絶縁樹脂基材１が底部に露出した開口部４ａが形成される。
キャリヤ付銅箔２をエッチングして形成された開口部４ａの断面は、エッチングのサイドエッチによりテーパーがついた状態に仕上がる。このテーパーの形状はキャリヤ付銅箔２の厚さを調整することにより変えることができる。
【００１６】
図１（Ｃ）において、コンフォーマルマスク４が形成された第１の基板３の両面に電解銅めっきを行って、キャリヤ付銅箔２の開口部４ａの内壁面を含んで導体層５を厚付けする。このときの銅めっき厚の調整は、電流値の大きさもしくはめっき時間の長さによって行うことができる。電解液に流れる電流値を高くすると銅の析出速度が速くなるため銅めっきを厚く付けることができる。また、同じ電流値でめっき時間を長くしても同様に銅めっきを厚く付けることができる。一般的には生産効率を高めるため、電流値の大きさでめっき厚を調整している。
【００１７】
導体層５に電解めっきをすると、導体エッジ部はめっきの形状がめっき浴の添加剤の効果で丸みを帯びるという現象と開口部導体層断面のテーパー形状の影響でめっきの断面形状に顕著なＲ形状ができるので、導体層５は表面の開口径を開口部４ａの最小開口径よりも大きくすることができる。
【００１８】
実験によれば、図３において開口部４ａの開口径φ６０μｍのキャリヤ銅箔２ｂの上に厚さ２８μｍの銅めっきをした場合、開口部４ａの開口径はφ１６μｍとなった。
これは、厚さ２４μｍの銅めっきを行うと開口径４ａは４μｍ（６０μｍ−２８×２μｍ）であるところ、表面銅厚が厚くなり、開口径が小さくなるほど開口部壁面への銅めっきの付回り悪くなったことが原因と考えられる。
【００１９】
次に、図１（Ｄ）において、開口部４ａの開口径を狭めるように導体層５が厚付けされた当該導体層５をマスクとして開口部４ａにレーザー光を照射する。レーザー光は、エネルギーレベルが高い炭酸ガスレーザーが好適に用いられる。これにより、図１（Ｅ）に示すように開口部４ａに露出する絶縁樹脂基材層１を部分的に除去して他方のキャリヤ付銅箔２の銅箔２ａが底部に露出した有底ビア６を形成する。レーザー光は開口部４ａの最小開口径が小さくても導体層表面の開口径が大きいため光をより多く受けることができ導体層５をマスクとして開口部４ａに露出する絶縁樹脂基材１をエネルギー効率良く除去することができる。
【００２０】
次いで、図１（Ｆ）において有底ビアの底部に露出する銅箔２ａを除去した後、第１の基板３の両面に積層するキャリヤ銅箔２ｂを各々剥離させて絶縁樹脂基材層１に銅箔２ａ（薄膜）のみが積層され、貫通したビア孔７を有する第２の基板８が形成される。
【００２１】
次いで、図１（Ｇ）において、第２の基板８の両面にビアフィルめっきを施すと同時にビア孔７を導体層９の導体で埋め、銅箔２ａに導体層９を厚付けする。ビアフィルめっきは、めっき成長を抑制する抑制剤及びめっき成長を促進する促進剤が添加された硫酸銅めっき浴めっきを用いて、ビア孔７内部に優先的に銅を析出させるめっき法である。
【００２２】
最後に、図１（Ｈ）において、第２の基板８の両面に形成された導体層９にエッチングレジストを積層して露光現像してレジストパターンを形成した後エッチングにより導体層９を部分的に除去して導体パターン１０を形成する。そして、エッチングレジストを剥離することにより、絶縁樹脂基材１の両面に導体パターン１０が形成された配線基板１１が得られる。
【００２３】
また、上述した図１（Ｇ）における第２の基板８に対するビアフィルめっきに替えて、図１（Ｉ）に示すように銅箔２ａ上にパターンめっきを施してパターン化された導体層１２を厚付けする。その後、図１（Ｊ）に示すように、パターン化された導体層１２の間から露出する銅箔２ａをソフトエッチングにより除去して第２の基板８の両面に導体パターン１０を形成する。このようにして、絶縁樹脂基材１の両面に導体パターン１０が形成された配線基板１１を形成してもよい。
【００２４】
上記配線基板の製造方法を用いれば、コンフォーマルマスク４が形成された第１の基板３の両面に電解銅めっきを行って、開口部４ａの開口径を狭めるように導体層５が厚付けされた当該導体層５をマスクとして開口部４にレーザー光を照射して絶縁樹脂基材１を除去しビア孔７が形成されるので、開口部４の壁面に厚付けされる導体層５の厚さにより開口径をコントロールすることで、配線基板１１に所望の径のビア孔７を孔開け加工することができる。
また、導体層にエッチングで微小径の開口部を形成するためにエッチングレジストの焼付に分解能が高いガラス乾板のような特殊な治具は不要であり、一般的な設備を使用して安価にコンフォーマルマスク４を形成できるうえに、エネルギーレベルの高い炭酸ガスレーザーをより多く集光して使用することで、効率よく微細な孔径のビア孔７を短時間で形成することができる。
【００２５】
次に多層配線基板の製造方法について図２を参照して説明する。
図２（Ａ）において、絶縁樹脂基材２１の内層に内層導体パターン２２が形成された第１の基板２２の両面絶縁樹脂層２１ａに銅箔２ａを密着させてキャリヤ付銅箔２が各々積層された第１の基板２３を用意する。
【００２６】
図２（Ｂ）において、第１の基板２３の両面に積層されたキャリヤ付銅箔２をエッチングにより各々除去し、開口部２４ａを有するコンフォーマルマスク２４を各々形成する。第１の基板２２のキャリヤ付銅箔２に、マスクパターンに相当するエッチングレジストを積層してエッチングを行うことでキャリヤ付銅箔２が部分的に除去され、絶縁樹脂層２１ａが底部に露出した開口部２４ａが形成される。
【００２７】
図２（Ｃ）において、コンフォーマルマスク２４が形成された第１の基板２３の両面に電解銅めっきを行って、キャリヤ付銅箔２の開口部２４ａの内壁面を含んで導体層２５を各々厚付けする。第１の基板２３の表層は、キャリヤ付銅箔２のうちのキャリヤ銅箔２ｂであるので、銅めっきが厚付けされる。このときの銅めっき厚の調整は、電流値の大きさによって行われる。
【００２８】
図２（Ｄ）において、開口部２４ａの開口径を狭めるように導体層２５が厚付けされた当該導体層２５をマスクとして開口部２４ａにレーザー光を照射する。レーザー光は、エネルギーレベルが高い炭酸ガスレーザーが好適に用いられる。これにより、図２（Ｅ）に示すように開口部２４ａに露出する絶縁樹脂層２１ａを部分的に除去して内層導体パターン２２が底部に露出した有底ビア２６が第１の基板２３の両面に形成される。
【００２９】
図２（Ｆ）において、第１の基板２３の両面に積層するキャリヤ銅箔２ｂを各々剥離させることにより、両面絶縁樹脂層２１ａに銅箔２ａのみが積層され、内層導体パターン２２が露出した有底ビア２６を両面に有する第２の基板２７が形成される。
【００３０】
次に、図２（Ｇ）において、第２の基板２７の両面に積層された銅箔２ａをソフトエッチングにより除去する。キャリヤ付銅箔２に形成されるコンフォーマルマスク２４の開口径と電解銅めっき後（導体層２５積層後）の開口径は前者が広く後者が狭い。電解銅めっき後の開口部２４ａの周囲の銅は、コンフォーマルマスク２４のキャリヤ付銅箔２の端面に銅めっきが厚付けされたものなので、絶縁樹脂層２１ａに接着していない。そのため、キャリヤ銅箔２ｂ及び導体層２５（電解銅めっき）を剥がすと、銅箔２ａがない絶縁樹脂層２１ａの露出部分ができる。この露出部分が後のめっき工程で段差になるのを防ぐためにソフトエッチングで除去する。エッチング液には、硫酸／過酸化水素、過硫酸ソーダ、過硫酸カリなどの水溶液が用いられる。
【００３１】
次いで、図２（Ｈ）において、ソフトエッチングされた第２の基板２７の両面に無電解銅めっきを行って絶縁樹脂層２１ａ及び有底ビア２６の壁面を覆う導体膜２８を形成する。
【００３２】
次に、図２（Ｉ）において、導体膜２８が形成された第２の基板２７の両面にパネルめっきを施して導体膜２８に導体層２９を厚付けする。パネルめっきは、有底ビア２６内のビア孔めっきと第２の基板２７の両面に電解銅めっきを同時に行ってビア孔を導体層２９で埋めるとともに基板両面に導体層２９を厚付けする。
【００３３】
次に図２（Ｊ）において、第２の基板２７の両面に形成された導体層２９にエッチングレジストを積層してパターン化した後、エッチングにより導体層２９を部分的に除去して導体パターン３０を形成する。そして、エッチングレジストを剥離することにより、第２の基板２７の両面に導体パターン３０が形成された多層配線基板３１が得られる。
【００３４】
また、図２（Ｉ）において第２の基板２７の両面にパネルめっきに替えて図２（Ｋ）に示すようにパターンめっきを施して導体膜２８上にパターン化された導体層３２を厚付けしてもよい。次いで、図２（Ｌ）に示すように、パターン化された導体層３２の間から露出する導体膜２８をフラッシュエッチングにより部分的に除去して第２の基板２７の両面に導体パターン３０が形成された多層配線基板３１を製造するようにしてもよい。フラッシュエッチングは、厚さ２〜５μｍ程度の銅層（導体膜２８）をめっきレジストを用いることなく除去するものである。
【００３５】
尚、本実施形態では絶縁樹脂層の孔開け加工は炭酸ガスレーザーで行っているが、ＵＶ−ＹＡＧレーザー他のレーザーを使用しても同じ加工ができる。
また、本発明の孔開け方法により形成された孔の導通には導体層の導体で埋めるほかに穴壁に導体層の導体をめっきすることでも達成される。
【００３６】
上述した配線基板の製造方法を用いれば、多層配線基板３１の微細配線パターンどうしを層間接続する導体層２９，３２が充填される微細な有底ビア２６を効率よくしかも安価に形成することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，２１  絶縁樹脂基材  ２  キャリヤ付銅箔  ２ａ  銅箔  ２ｂ  キャリヤ銅箔  ３，２３  第１の基板  ４，２４  コンフォーマルマスク  ４ａ，２４ａ  開口部  ５，９，１２，２５，２９，３２  導体層  ６，２６  有底ビア  ７  ビア孔  ８，２７  第２の基板  １０，３０  導体パターン  １１  配線基板  ２１ａ  絶縁樹脂層  ２２  内層導体パターン  ２８  導体膜  ３１  多層配線基板
【要約】
【課題】、微細配線に対応して効率よくかつ安価に基板に小径の孔開け加工が行える配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】コンフォーマルマスク４が形成された第１の基板３の両面に電解めっきを行って、開口部４ａの開口径を狭めるように導体層５が厚付けされた当該導体層５をマスクとして開口部４ａにレーザー光を照射して絶縁樹脂基材層１を除去し有底ビア６が形成される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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