(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア材の表面にパターン幅１００μｍ以下の配線パターンを含む配線パターンを形成する工程と、
前記配線パターンを含む前記コア材の表面に１μｍ以下の無機系フィラーを混入した有機樹脂よりなる絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に前記配線パターンまで達する接続用ホールを選択的に形成する工程と、
酸素分圧を０．０５〜０．１Ｔｏｒｒの範囲としたドライエッチングにより前記絶縁層の表面の前記有機樹脂を除去して前記無機フィラーの一部が突出した凸状粗面に粗面化する工程と、
真空成膜により前記無機系フィラーを含む前記絶縁層の表面に電気メッキ用導電膜を形成する工程と、
電気メッキにより前記電気メッキ用導電膜上に導体膜を形成する工程とを含むプリント基板の製造方法。
【請求項２】
前記粗面化工程と前記電気メッキ用導電膜の形成工程との間に、前記絶縁層の表面から遊離している前記無機系フィラーを超音波洗浄により除去するフィラー除去工程を行なうことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の製造方法。
【請求項３】
前記粗面化工程の後に、前記絶縁層の表面を、酸素分圧を０．００３〜０．０５Ｔｏｒｒの範囲としたドライエッチングにより更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の製造方法。
【請求項４】
コア材と、
該コア材の表面に形成されたパターン幅１００μｍ以下の配線パターンを含む配線パターンと、
前記配線パターンを含む前記コア材の表面に形成された１μｍ以下の無機系フィラーの混入された樹脂よりなる絶縁層と、
前記絶縁層に前記配線パターンまで達するように選択的に形成された接続用ホールと、
該接続用ホールを含む前記絶縁層上に形成された電気メッキ用導電膜と、
該電気メッキ用導電膜上に形成された導体膜とを備え、
前記絶縁層の前記電気メッキ用導電膜と接する境界面を、前記無機系フィラーの一部が前記絶縁層から突出して前記電気メッキ用導電膜と接触する凸状粗面にして成ることを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアチップのような電子部品を実装するいわゆる多層プリント基板（ビルトアップ基板）のようなプリント基板の製造方法及びプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子機器にあっては、各種の電子部品等の回路素子を実装するためのプリント基板が使用されているが、近年の装置や回路素子の小形化及び高集積化の要請により、プリント基板自体の小形化及び配線パターンの微細化が求められている。
現状においては、プリント基板の配線パターンのライン幅及びライン間幅はそれぞれ１００μｍ程度のオーダであるが、今後の傾向としては、更なる微細化のために上記ライン幅やライン間幅は２０〜５０μｍ程度のオーダのものが求められる。ここでプリント基板の従来の製造方法について図８〜図１０を参照して説明する。
【０００３】
まず、図８（Ａ）に示すように、例えばガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁性のコア材１の表面に銅箔等を形成してこれをパターニングすることにより所定の配線パターン２を形成する。この配線パターン２の線幅Ｌ１や線間幅Ｌ２は、現状ではそれぞれ最低でも１００μｍ程度であり、その厚みＷ１は２０μｍ程度である。この配線パターン２の表面は、後工程のエポキシ樹脂層との密着度を上げるために酸化されて黒化処理が施される。
【０００４】
次に、図８（Ｂ）に示すように、上記コア材１の表面全体に第１の絶縁層３及び図８（Ｃ）に示すように第２の絶縁層４をそれぞれスクリーン印刷等の方法を用いて順次塗布形成する。
図９は図８（Ｃ），（Ｄ）中のＡ部の拡大図を示しており、各絶縁層３、４の材料の主体的材料は例えばエポキシ樹脂よりなる。図９に示すように第１の絶縁層３中には、絶縁特性を向上させるために無機系フィラーとして粒径Ｌ３が略１μｍのＳｉＯ2 フィラー５が適当量だけ混入されており、その厚さＴ１は５０μｍ程度に設定される（図８（Ｃ）参照）。また、第２の絶縁層４には、後述する粗化工程で溶解されるための無機フィラーとして粒径Ｌ４が略１０μｍのＣａＣＯ3 フィラー６が適当量だけ混入されており、その厚さＴ２は２０μｍ程度に設定される。
【０００５】
次に、図８（Ｄ）に示すように電気的接続部に例えば炭酸ガスレーザ光７を用いて上記第１及び第２の絶縁層３、４を貫通するように接続用ホール８を選択的に形成し、内部の配線パターン２を露出させる。このホール８の直径Ｄ１は１００μｍ程度である。
次に、図８（Ｅ）に示すようにアルカリ性の粗化溶液、例えば過マンガン酸カリウム溶液を上記第２の絶縁層４の表面に作用させることにより、この表面に露出している上記ＣａＣＯ3 の無機フィラー６を溶解して多数の凹凸部９を形成して絶縁層４の表面を粗面化する。図１０は図８（Ｅ）中のＢ部を示す拡大図である。
また、上記接続用ホール８内にはレーザ光７による穴開けの際に発生する屑が残渣１０（図８（Ｄ）参照）となって残存するが、上記過マンガン酸カリウム溶液の作用によって、この残渣１０がクリーニングされて除去される。
【０００６】
次に、図８（Ｆ）に示すように次工程の無電解メッキの下地を作るために、例えば錫とパラジウムを溶解してなる溶液を絶縁層４の表面に作用させてキャタリシス１２を付着させ、絶縁層表面全体の導通を図る。
次に、図８（Ｇ）に示すように無電解メッキによって、絶縁層４の表面全体に亘って例えば厚みが０．３μｍ程度になるまで銅等よりなる電気メッキ用導電膜１３を形成する。
更に、図８（Ｈ）に示すように上記電気メッキ用導電膜１３上に、電気メッキにより例えば銅よりなる導体膜１４を２０μｍ程度の厚みで形成することになる。これにより、導体膜１４と下層の配線パターン２との導通を図ることができる。通常の工程では、この後、絶縁層を形成した後に配線のパターニングを再度行ない、前述の工程を繰り返すことにより各層のプリント基板を製造する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した製造方法において配線パターン２の線幅或いは線間幅を５０μｍ以下に微細化するには絶縁層３、４を薄くし、それに伴い接続用ホール８の径も小さくする必要があるが、これで良好なプリント基板を形成するのは非常に困難であった。その理由は、第２の絶縁層４中に含まれる無機フィラー６の直径Ｌ４が１０μｍ程度なので、この寸法が線幅等と比較して大き過ぎてパターンを直線状に精度良く形成することが非常に難しくなる。
これに対して、無機フィラー６の直径を小さくすることも考えられるが、この場合にはキャタリシス溶液が十分に凹凸部９内に浸入しなくなってしまうので採用することはできない。
【０００８】
また、上述のように微細化に伴って接続用ホール８の直径も５０μｍ以下に設定することが望まれるが、このホール径が小さくなると、このホール８内に過マンガン酸カリウム液やキャタリシス液が浸入し難くなり、残渣１０を十分に除去できないばかりか、メッキにより形成する導体膜１４と下地のパターン２との導通が十分にとれない場合もある。
更に、上述した製造方法では２つの絶縁層３、４が必要であるばかりか、アルカリ性の過マンガン酸カリウム液やキャタリシス液等を多用する湿式を採用していることから、その都度、薬液を洗い流す洗浄処理が必要であり、全体的に工程数が増加してコスト高を招来してしまう。また、ＣａＣＯ3 よりなる無機フィラー６は吸湿性が強いことから湿式処理を行なう度に水分を吸収して絶縁性能を劣化させる恐れもあった。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的はドライエッチングやスパッタ成膜を用いることによって、少ない工程数でファインパターン化されたプリント基板の製造方法及びプリント基板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、コア材の表面にパターン幅１００μｍ以下の配線パターンを含む配線パターンを形成する工程と、前記配線パターンを含む前記コア材の表面に１μｍ以下の無機系フィラーを混入した有機樹脂よりなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に前記配線パターンまで達する接続用ホールを選択的に形成する工程と、酸素分圧を０．０５〜０．１Ｔｏｒｒの範囲としたドライエッチングにより前記絶縁層の表面の前記有機樹脂を除去して前記無機フィラーの一部が突出した凸状粗面に粗面化する工程と、真空成膜により前記無機系フィラーを含む前記絶縁層の表面に電気メッキ用導電膜を形成する工程と、電気メッキにより前記電気メッキ用導電膜上に導体膜を形成する工程とを含むように構成したものである。
【００１１】
これにより、工程数を増加させることなく、むしろ従来方法よりも少ない工程数で線幅や線間幅が微細化されたプリント基板を形成することが可能となる。この場合、前記粗面化工程と前記電気メッキ用導電膜の形成工程との間に、前記絶縁層の表面に露出している前記無機系フィラーを除去するフィラー除去工程を含むようにすれば、絶縁層の表面から脱落しかかっている遊離状態の遊離フィラーを排除でき、その分、電気メッキ用導電膜と絶縁層表面との密着性を向上させることができる。
【００１２】
更に、前記粗面化工程の後に、前記絶縁層の表面をドライエッチングにより更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうことにより、絶縁層の表面は更に微細に粗面化されるので、これと電気メッキ用導電膜との密着性を更に向上させることが可能となる。
【００１３】
前記ドライエッチングは、例えば高酸素分圧下の反応性イオンエッチングを用いることができ、また、前記微細粗面化工程は、低酸素分圧下の反応性イオンエッチングにより行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るプリント基板の製造方法及びプリント基板の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
尚、図８〜図１０を参照して説明した従来のプリント基板と同じ構成については同じ参照符号を付して説明する。
図１は本発明に係るプリント基板の製造方法を示す工程図、図２は図１中のＣ部を示す拡大図、図３は図１中のＤ部を示す拡大図である。本発明方法の特徴は、湿式処理は電気メッキ処理と遊離フィラー除去処理だけとし、他の工程はドライエッチングやスパッタリングを用いて処理した点にある。
【００１５】
まず、図１（Ａ）に示すように、例えばガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁性のコア材１の表面に銅箔等を形成してこれをパターニングすることにより所定の配線パターン２を形成する。この配線パターン２の線幅Ｌ５や線間幅Ｌ６は、それぞれ２５〜５０μｍ程度であり、従来のプリント基板よりも微細化されている。また、パターン２の厚みＷ２は２０μｍ程度である。この配線パターン２の表面は、後工程のエポキシ樹脂層との密着度を上げるために酸化されて黒化処理が施される。尚、配線パターン２の線幅Ｌ５や線間幅Ｌ６を上記幅に設定することなく、従来の技術で示した線幅Ｌ１や線間幅Ｌ２に設定してもよく、その寸法には限定されない。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、上記コア材１の表面全体に絶縁層３をスクリーン印刷等の方法を用いて塗布形成する。この絶縁層３としては、先に説明した第１の絶縁層３と全く同じ材料が用いられている。すなわち、図２に示すようにこの絶縁層３の材料の主体的材料は例えばエポキシ樹脂よりなる。この絶縁層３中には、絶縁特性を向上させるために無機系フィラーとして粒径Ｌ３が略１μｍのＳｉＯ2 フィラー５が適当量だけ混入されており、その厚さＴ３は２０〜３０μｍ程度に設定されており、従来のプリント基板の５０μｍ程度よりはかなり薄く形成されている。
【００１７】
次に、図１（Ｃ）に示すように電気的接続部に例えばレーザ光７を用いて上記絶縁層３を貫通するように接続用ホール８を選択的に形成し、内部の配線パターン２を露出させる。このホール８の直径Ｄ２は２０〜５０μｍ程度であり、従来のプリント基板の場合よりもかなり小さく設定している。
【００１８】
次に、このコア材全体をドライエッチング装置内へ導入して図１（Ｄ）に示すようにドライエッチング処理を施すことにより、有機物である絶縁層３のみの表面を僅かな厚みだけ削り取って除去する。この場合、図３にも示すように無機物である無機系フィラー５はドライエッチングでは除去されずに一部が露出したまま残り、結果的に表面全体に凹凸が現れて粗面化されることになる。
この時のエッチング処理を行なうには、プラズマ形成用の高周波電源を用いた通常のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置を用いればよく、有機物をドライエッチングするためにエッチングガスとしてＯ2 ガスを用い、また、エッチングレートを大きくするために高酸素分圧下で行なう。この酸素分圧は、目標とするエッチングレートにもよるが、例えば０．０５〜０．１Ｔｏｒｒ程度に設定すればよい。
【００１９】
また、上記接続用ホール８内にはレーザ光７による穴開けの際に発生する屑が残渣１０（図１（Ｃ）参照）となって残存するが、上記ドライエッチング処理によってＨ2 ＯやＣＯ2 に分解され、この残渣１０が除去される。
【００２０】
次に、このコア材全体を真空成膜法を用いたスパッタ成膜装置内へ導入してスパッタ成膜を行ない、図１（Ｅ）に示すように絶縁層３の表面やホール８の内壁面の全体に亘って例えば厚みが０．３μｍ程度になるまで銅等よりなる電気メッキ用導電膜１３を形成する。このスパッタ装置としては、例えば直流マグネトロンスパッタ成膜装置を用いることができ、プラズマガスとしてはＡｒガスを用いることができる。尚、電気メッキ用導電膜１３の成膜は、スパッタ成膜装置を用いて行った場合だけに限定されるものではなく、真空成膜法ならばどのような方法で成膜してもよい。
次に、図１（Ｆ）に示すように上記電気メッキ用導電膜１３上に、電気メッキにより例えば銅よりなる導体膜１４を１０μｍ程度の厚みで形成することになる。これにより、導体膜１４と下層の配線パターン２との導通を図ることができる。通常の工程では、この後、絶縁層を形成した後に配線のパターニングを再度行ない、前述の工程を繰り返すことにより多層のプリント基板（ビルトアップ基板）を製造する。
【００２１】
このように、本発明方法によれば、湿式処理を行なう工程は図１（Ｆ）に示す電気メッキ処理工程及び後述する遊離フィラー除去工程（図４）のみとし、他の工程では液体を使用しないドライな工程としたので、従来方法で必要としていた多数の洗浄工程や中和工程を不要とすることができる。
また、従来方法では１層以上の２層の絶縁層を用いていたが、本発明方法で使用する絶縁層は、１層だけで済ますことができる。
従って、処理工程数を従来方法の場合よりも増やすことなく、むしろ少なくして、微細化された配線パターンを有するプリント基板を製造することが可能となる。
【００２２】
更に、従来方法で用いた吸水性のあるＣａＣｏ3 フィラーを用いる必要がないので、その分、絶縁性を高めることができる。
上記実施例では、図３に示すように絶縁層３の表面に一部が露出した無機系フィラー５が存在する状態で図１（Ｅ）に示すように電気メッキ用導電膜１３を形成したが、この場合には一部が露出した無機系フィラー５が後工程等において、絶縁層３の表面から脱落して遊離することが考えられ、この遊離した遊離フィラーが発生すると、絶縁層３と上層の電気メッキ用導電膜１３の密着性が劣化する恐れが生ずる。そのため、電気メッキ用導電膜１３を形成する前に、この一部が露出した無機系フィラー５を除去する遊離フィラー除去工程を組み入れるのが好ましい。この遊離フィラー除去工程は、図４に示すようにドライエッチング工程後のコア材全体を純水中に浸漬し、これに超音波を印加することにより超音波洗浄を施す。図５は図４中のＥ部を示す拡大図である。これにより、絶縁層３の表面に一部が露出していた無機系フィラー５は脱落して遊離フィラー５Ａとなって除去されることになる。また、無機系フィラー５が脱落した部分には、凹部１５が形成されることになり、これにより、絶縁層３の表面全体は、凹凸状になって粗面化状態に維持されている。
【００２３】
この状態で、絶縁層３の表面にスパッタ成膜装置により図１（Ｅ）に示すような電気メッキ用導電膜１３を形成すれば、上記した遊離フィラー５Ａによる密着性の劣化を防止することができ、より高い密着性を得ることが可能となる。
また更に、図４に示す絶縁層５上に直接電気メッキ用導電膜１３を形成するようにした上述した工程ではなく、密着性を更に向上させるために図６に示すように遊離フィラー５Ａの除去後の絶縁層３の表面を更に微細に粗面化する微細粗面化工程を行なうようにしてもよい。図７は図６中のＦ部を示す拡大図である。尚、この微細粗面化工程は、図１（Ｄ）に示す工程の次に行なうようにしてもよい。
【００２４】
この微細粗面化工程では、有機物よりなる絶縁層３の表面を図１（Ｄ）に示すドライエッチングの場合よりも小さなエッチングレートでドライエッチング処理を施すために図１（Ｄ）にて説明したと同様な反応性イオンエッチングを行なう。このドライエッチング時には、エッチングレートを小さくするためにＯ2 ガスの分圧を低くして低酸素分圧下で処理を行なう。この時の酸素分圧は、０．０５Ｔｏｒｒ以下の圧力に設定し、その下限値はプラズマが立つ限界値、例えば０．００３Ｔｏｒｒ程度である。
このように低酸素分圧下で反応性イオンエッチングを施すことにより、絶縁層３の表面には非常に微細な凹凸部、すなわち微細凹凸１６が形成されることになる。従って、この微細凹凸１６の上にスパッタ成膜装置により電気メッキ用導電膜１３を直接形成すると、両者の密着性を一層向上させることが可能となる。
【００２５】
尚、上記実施例では無機系フィラー５としてＳｉＯ2 の粒子を用いた場合を例にとって説明したが、ドライエッチングにより削り取られない物質ならば、これに限定されず他の無機物を用いてもよいのは勿論である。また、上記各部材の寸法は、単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリント基板の製造方法及びプリント基板によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
ドライエッチングや真空成膜（スパッタリング）を用いることにより、工程数を増加させることなく、或いは工程数を削減した状態で、微細化された配線パターンを有するプリント基板を製造することができる。従って、コスト上昇を招来することのない安価なファインパターンのプリント基板を提供することができる。
また、絶縁層の表面に露出している無機系フィラーを除去して遊離フィラーを排除することにより、絶縁層と上層の導体膜との密着性を向上させることができる。
更に、絶縁層の表面を微細粗面化する微細粗面化工程を施せば、絶縁層と上層の導体膜の密着性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプリント基板の製造方法を示す工程図である。
【図２】図１中のＣ部を示す拡大図である。
【図３】図１中のＤ部を示す拡大図である。
【図４】本発明方法の変形例を説明するための図である。
【図５】図４中のＥ部を示す拡大図である。
【図６】本発明方法の他の変形例を説明するための図である。
【図７】図６中のＦ部を示す拡大図である。
【図８】従来のプリント基板の製造方法を説明するための図である。
【図９】図８（Ｃ），（Ｄ）中のＡ部を示す拡大図である。
【図１０】図８（Ｅ）中のＢ部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１…コア材、２…配線パターン、３…絶縁層（第１の絶縁層）、５…ＳｉＯ2 フィラー（無機系フィラー）、７…レーザ光、８…接続用ホール、１３…電気メッキ用導電膜、１４…導体膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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