(57)【要約】【課題】非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑とし、フィルドビアめっきの充填性を確保するとともに、非貫通孔内へのめっきボイドの形成を抑制可能な多層配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】下層導体パターンと、この下層導体パターン上に配置される絶縁層と、この絶縁層上に配置される上層導体パターンと、この上層導体パターンから絶縁層を貫通して下層導体パターンに到る非貫通孔と、この非貫通孔を充填するフィルドビアめっきとを備え、前記下層導体パターンが、前記非貫通孔の底部全体を含む領域に凸領域を有する多層配線基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層導体パターンと、この下層導体パターン上に配置される絶縁層と、この絶縁層上に配置される上層導体パターンと、この上層導体パターンから絶縁層を貫通して下層導体パターンに到る非貫通孔と、この非貫通孔を充填するフィルドビアめっきとを備え、前記下層導体パターンが、前記非貫通孔の底部全体を含む領域に凸領域を有する多層配線基板。
【請求項２】
請求項１において、凸領域上に形成される非貫通孔のアスペクト比が、１．０以下である多層配線基板。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の多層配線基板の製造に用いる製造方法であって、凸領域を有する下層導体パターンを形成する工程（ａ）と、前記下層導体パターン上に絶縁層及び金属箔を積層し、加熱加圧一体化する工程（ｂ）と、前記金属箔から前記絶縁層を貫通して前記下層導体パターン上の凸領域に底部全体が配置される非貫通孔を形成する工程（ｃ）と、前記非貫通孔にめっきによる層間接続を形成する工程（ｄ）と、前記金属箔を加工して、上層導体パターンを形成する工程（ｅ）と、を有する多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、工程（ａ）では、下層導体パターン上にめっき又はエッチングにより凸領域を形成する多層配線板の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、工程（ｃ）では、ダイレクトカッパー、コンフォーマル、ラージウィンドーの何れかによって非貫通孔を形成する多層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、多層配線基板及びその製造方法に関するものであり、特には、フィルドビアめっきを用いた多層配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多層配線基板の薄型化、配線の高密度化に伴い、非貫通孔が小径化しているため、アスペクト比（孔径に対する孔の深さの比）が高くなっている。これに伴い、非貫通孔をめっきで充填するフィルドビアめっきを用いて層間接続を形成する多層配線板では、非貫通孔への完全なめっきの充填が難しくなっている。
【０００３】
このような非貫通孔へのめっき充填を容易にする方法として、非貫通孔の底部に、フィルドビアめっきとは別に、導電性材料による隆起部を設けることにより、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを面一、平滑にする方法が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３３０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１では、非貫通孔の直径が導電性材料による隆起部よりも大きいため、非貫通孔の底部に段差構造を有している。このため、非貫通孔内の容積は減少するものの、アスペクト比は変わらない部分があるため、フィルドビアめっきの充填性が不十分となり、非貫通孔上と多層配線基板の表面とが面一、平滑にならない場合がある。また、非貫通孔底部の構造が平坦でなく、入り組んでいるため、処理液の成分の残留や、フィルドビアめっきの付きまわりが不十分となり、めっきボイドを生じる等、完全なめっきの充填に到らない場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑とし、フィルドビアめっきの充填性を確保するとともに、非貫通孔内へのめっきボイドの形成を抑制可能な多層配線基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、いかに関するものである。
１．  下層導体パターンと、この下層導体パターン上に配置される絶縁層と、この絶縁層上に配置される上層導体パターンと、この上層導体パターンから絶縁層を貫通して下層導体パターンに到る非貫通孔と、この非貫通孔を充填するフィルドビアめっきとを備え、前記下層導体パターンが、前記非貫通孔の底部全体を含む領域に凸領域を有する多層配線基板。
２．  項１において、凸領域上に形成される非貫通孔のアスペクト比が、１．０以下である多層配線基板。
３．  項１又は項２の多層配線基板の製造に用いる製造方法であって、凸領域を有する下層導体パターンを形成する工程（ａ）と、前記下層導体パターン上に絶縁層及び金属箔を積層し、加熱加圧一体化する工程（ｂ）と、前記金属箔から前記絶縁層を貫通して前記下層導体パターン上の凸領域に底部全体が配置される非貫通孔を形成する工程（ｃ）と、前記非貫通孔にめっきによる層間接続を形成する工程（ｄ）と、前記金属箔を加工して、上層導体パターンを形成する工程（ｅ）と、を有する多層配線基板の製造方法。
４．  項３において、工程（ａ）では、下層導体パターン上にめっき又はエッチングにより凸領域を形成する多層配線板の製造方法。
５．  項３又は４において、工程（ｃ）では、ダイレクトカッパー、コンフォーマル、ラージウィンドーの何れかによって非貫通孔を形成する多層配線基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑とし、フィルドビアめっきの充填性を確保するとともに、非貫通孔内へのめっきボイドの形成を抑制可能な多層配線基板及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態の多層配線基板を表す。
【図２】本発明の第１の実施形態の多層配線基板の製造方法の工程（ａ）を表す。
【図３】本発明の第１の実施形態の多層配線基板の製造方法の工程（ｂ）を表す。
【図４】本発明の第１の実施形態の多層配線基板の製造方法の工程（ｃ）を表す。
【図５】本発明の第１の実施形態の多層配線基板の製造方法の工程（ｄ）を表す。
【図６】本発明の第１の実施形態の多層配線基板の製造方法の工程（ｅ）を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態の多層配線基板及びその製造方法を、図１〜図６を用いて、以下に説明する。
【００１１】
（多層配線基板）
図１は、本実施の形態の多層配線基板１を示す。本実施の形態の多層配線基板１は、下層導体パターン２と、この下層導体パターン２上に配置される絶縁層３と、この絶縁層３上に配置される上層導体パターン２と、この上層導体パターン２から絶縁層３を貫通して下層導体パターン２に到る非貫通孔４と、この非貫通孔を充填するフィルドビアめっき８とを備え、前記下層導体パターン２が、前記非貫通孔４の底部全体を含む領域に凸領域５を有する多層配線基板１である。
【００１２】
本実施の形態の下層導体パターンとは、より内層側に配置される導体パターンであり、上層導体パターンとは、下層導体パターンよりも表層側に配置される導体パターンである。導体パターンは、多層配線基板で一般に用いられる公知の材料・工法により形成できる。このようなものとして、銅箔や銅めっき等をエッチングすることで得られる導体パターンが挙げられる。また、このように、導体パターンを多層化する方法としては、多層配線基板で用いられる、ビルドアップ工法等の公知の工法を用いることができる。
【００１３】
本実施の形態の絶縁層は、下層導体パターンと上層導体パターン等を電気的に絶縁するとともに、これらの導体パターンを支持するものである。多層配線基板で一般に用いられる公知の材料、工法で形成できる。このような絶縁層として、ガラスエポキシ基板等があげられる。
【００１４】
非貫通孔は、上層導体パターンと下層導体パターンとの電気的接続を得る層間接続を形成するための行き止まり孔であり、レーザやドリル加工等の公知の工法を用いて形成できる。
【００１５】
フィルドビアめっきは、非貫通孔の内部に充填されて、上層導体パターンと下層導体パターンとを電気的に接続する層間接続を形成するものである。フィルドビアめっきは、公知の電解フィルドビアめっき液を用いて形成することができる。電解フィルドめっき液は、一般に硫酸銅めっき浴中にめっき成長を抑制する抑制剤と、めっき成長を促進する促進剤とを添加したものである。
【００１６】
凸形状とは、多層配線基板表面の上層動態パターンから、その下層に配置される下層導体パターンに到るように形成される非貫通孔を底上げして、アスペクト比を低下させるものであり、非貫通孔の底部を全て含むように形成される。凸領域は、凸領域を形成する下層導体パターンの一部が露出するように、めっきレジストを形成し、電解銅めっきを行うことで形成できる。また、凸領域は、下層導体パターンの凸領域を形成する部分のみをエッチングレジストで覆い、ハーフエッチングによって、凸領域以外の下層導体パターンの厚みを薄くすることによっても形成できる。めっきレジストやエッチングレジストとしては、公知の感光性ドライフィルムを使用することができ、凸領域用の感光性ドライフィルムの開口は、露光、現像や、レーザ加工で行うことができる。本実施の形態では、凸領域５が、下層導体パターンの幅よりも狭い領域に形成されるが、下層導体パターンの幅と同等以下であれば、非貫通孔の底部を全て含むように、凸形状を形成することができる。凸領域が、下層導体パターンの幅と同等に形成される場合は、非貫通孔の底部の面積を最大限にできるため、下層導体パターンが微細である場合に対応できる点で好ましい。凸領域５は、平面視では、円形が一般的であるが、四角形、多角形等の形状をとることができる。
【００１７】
本実施の形態の多層配線板は、下層導体パターンが、フィルドビアめっきを充填する非貫通孔の底部全体を含む領域に凸領域を有するので、非貫通孔の底部全体が底上げされた構造となっているため、非貫通孔のアスペクト比が、非貫通孔全体について、小さくなっている。このため、下層導体パターンが凸領域を有しない箇所の設けられた非貫通孔では、アスペクト比が大きいために、フィルドビアめっきが完全に埋まらず、非貫通孔上と多層配線基板の表面とが平滑になり難い場合でも、下層導体パターンが凸領域を有する箇所に設けられた非貫通孔では、フィルドビアの非貫通孔上と多層配線基板の表面との平滑性を確保可能となる。また、非貫通孔の底部が平滑であるため、非貫通孔の構造が単純なため、フィルドビアめっきの付きまわりを阻害する入り組んだ構造がないので、めっきボイドを生じる心配がない。しかも、めっき前処理液等の洗浄性もよいので、処理液の成分の残留の心配もない。したがって、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑とし、フィルドビアめっきの充填性を確保するとともに、非貫通孔内へのめっきボイドの形成を抑制可能な多層配線基板を提供することができる。
【００１８】
凸領域上に形成される非貫通孔のアスペクト比が、１．０以下であるのが好ましい。これ以上のアスペクト比であると、非貫通孔内へのフィルドビアめっきの充填性を確保するのが難しくなり、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑性を維持できず、また、めっきボイドの発生を抑制するのが難しくなる。
【００１９】
（多層配線基板の製造方法）
図２〜図６は、本実施の形態の多層配線基板の製造方法を示す。本実施の形態の多層配線基板の製造方法は、凸領域を有する下層導体パターンを形成する工程（ａ）と、前記下層導体パターン上に絶縁層及び金属箔を積層し、加熱加圧一体化する工程（ｂ）と、前記金属箔から前記絶縁層を貫通して前記下層導体パターン上の凸領域に底部全体が配置される非貫通孔を形成する工程（ｃ）と、前記非貫通孔にめっきによる層間接続を形成する工程（ｄ）と、前記金属箔を加工して、上層導体パターンを形成する工程（ｅ）と、を有する多層配線基板の製造方法である。
【００２０】
図２の工程（ａ−１）〜工程（ａ−４）に、凸領域を有する下層導体パターンを形成する工程（ａ）を示す。まず、図２の工程（ａ−１）に示すように、絶縁層を介して、内層には２層の導体パターン２が形成され、表面には銅箔７とフィルドビアめっき８による導体１３が形成され、それぞれの導体パターン及び導体１３が、非貫通孔４内に形成されたフィルドビアめっき８によって、層間接続された積層板６を準備する。本実施の形態の導体パターン２及び導体１３の厚さは、何れも１５μｍ（銅箔７の厚さが５μｍ、フィルドビアめっき８の厚さが１０μｍ）であるが、多層配線基板に要求される仕様によって、一般に５〜５０μｍの範囲で任意に設定できる。積層板６表面の導体１３上（フィルドビアめっき８上）には、後述する感光性ドライフィルム９との密着性や解像性を確保するため、粗化処理を行うのが望ましい。このような粗化処理としては、公知の化学エッチングによる粗化方法や酸化銅形成による方法を用いることができる。
【００２１】
図２の工程（ａ−２）に示すように、積層板６表面のフィルドビアめっき８上に感光性ドライフィルム９を形成する。感光性ドライフィルム９への凸領域形成箇所１０となる開口の形成は、現像やレーザ加工で感光性ドライフィルム９の一部を除去する方法が適用できる。次に、凸領域形成箇所１０に銅めっき１１を形成する。この場合の銅めっき１１は、公知の硫酸銅めっき浴を用いて形成できる。この凸領域５となる銅めっき１１の高さは、非貫通孔のアスペクト比が１．０以下となるように設定されるのが、フィルドビアめっきの充填性やめっきボイド抑制の観点から好ましい。本実施の形態では、１５μｍとしたが、銅めっき１１のばらつき等を考慮すると、３〜３０μｍ程度が好ましい。
【００２２】
図２の工程（ａ−３）に示すように、積層板６表面のフィルドビアめっき８及び銅めっき１１上に、エッチングレジスト１２を形成し、エッチングによって、導体パターン２を形成する。
【００２３】
図２の工程（ａ−４）に示すように、エッチングレジスト１２を剥離し、積層板６表面の導体パターン２上に凸領域５を形成する。
【００２４】
図３に、下層導体パターン上に絶縁層及び金属箔を積層し、加熱加圧一体化する工程（ｂ）を示す。図３に示すように、絶縁層３として、プリプレグと、その外側に銅箔７を構成し、積層一体化することで積層体を形成する。積層一体化は、公知の真空ホットプレス等を用いることができる。本実施の形態では、絶縁層３となるプリプレグは、厚さ７０μｍのものを使用しており、このプリプレグによって、積層板６の絶縁層３の表面上に形成される絶縁層３の厚さは同じく７０μｍである。なお、絶縁層３の厚みは、後述する非貫通孔４の直径との兼ね合いで、凸領域５上でのアスペクト比が１．０以下となるように設定するのが、フィルドビアめっきの充填性やめっきボイド抑制の観点で好ましい。
【００２５】
図４に、金属箔から前記絶縁層を貫通して下層導体パターン上の凸領域に底部全体が配置される非貫通孔を形成する工程（ｃ）を示す。図４に示すように、積層板６表面の銅箔７上から、炭酸ガスレーザを用いたダイレクトレーザ加工によって、凸領域５上に非貫通孔４を形成する。本実施の形態では、非貫通孔４の直径は４０μｍとするため、凸領域５上の非貫通孔４のアスペクト比は１．０（凸領域５上の絶縁層３の厚さが４０μｍ、非貫通孔の直径が４０μ、）である。なお、この非貫通孔４の直径は、多層配線基板に要求される仕様によって、３０〜３００μｍで選択できるが、絶縁層３の厚みとの兼ね合いで、凸領域５上でのアスペクト比が１．０以下となるように設定するのが、フィルドビアめっきの充填性やめっきボイド抑制の観点で好ましい。また、本実施の形態では、非貫通孔４の形成に、ダイレクトレーザ加工を用いるが、いわゆるコンフォーマル工法やラージウィンドウー工法を用いてもよい。
【００２６】
図５に、非貫通孔にめっきによる層間接続を形成する工程（ｄ）を示す。図５に示すように、非貫通孔４に、積層板６表面の導体１３と内層の下層導体パターン２とを層間接続するフィルドビアめっき８を形成する。フィルドビアめっき８の形成は、公知の電解フィルドビアめっき液を用いて、公知の条件で行うことができる。このように、公知に電解フィルドめっき方法によっても、凸領域５上に形成されたアスペクト比１．０の非貫通孔４が、完全にフィルドビアめっき８で充填され、非貫通孔４上と多層配線基板の表面とが平滑となる。また、フィルドビアめっき８には、めっきボイドの発生も抑制される。
【００２７】
図６に、金属箔を加工して、上層導体パターンを形成する工程（ｅ）を示す。上層導体パターンは、積層板６表面の導体１３上にエッチングレジストを形成し、エッチング法等で形成することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態の多層配線基板の製造方法は、下層導体パターン上に形成した凸領域に底部全体が配置される非貫通孔を形成し、フィルドビアめっきを形成するので、非貫通孔の底部全体が底上げされた構造となり、非貫通孔のアスペクト比が、非貫通孔全体について小さくなる。このため、下層導体パターンが凸領域を有しない箇所の設けられた非貫通孔では、アスペクト比が大きいために、フィルドビアめっきが完全に埋まらず、非貫通孔上と多層配線基板の表面とが平滑になり難い場合でも、下層導体パターンが凸領域を有する箇所に設けられた非貫通孔では、フィルドビアの非貫通孔上と多層配線基板の表面との平滑性を確保可能となる。また、非貫通孔の底部が平滑であるため、非貫通孔の構造が単純なため、フィルドビアめっきの付きまわりを阻害する入り組んだ構造がないので、めっきボイドを生じる心配がない。しかも、めっき前処理液等の洗浄性もよいので、処理液の成分の残留の心配もない。したがって、非貫通孔上と多層配線基板の表面とを平滑とし、フィルドビアめっきの充填性を確保するとともに、非貫通孔内へのめっきボイドの形成を抑制可能な多層配線基板の製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、図１〜図６を用いて、本発明の実施例を説明するが、本発明は本実施例に限定されない。
【００３０】
まず、図２の工程（ａ−１）に示すように、ガラスエポキシ材（絶縁層）によりビルドアップされた積層板６を準備した。積層板６表面の銅箔７（厚さ５μｍ）とフィルドビアめっき８（厚さ１０μｍ）よりなる導体１３の厚さは、１５μｍであった。次に、積層板６の表面の導体１３の表面に、エッチングによる粗化処理を行った。
【００３１】
次に、図２の工程（ａ−２）に示すように、感光性ドライフィルム９（日立化成株式会社製、商品名：ＳＬ−１３２９）を積層板６の両面にラミネートした。
【００３２】
次に、図２の工程（ａ−２）に示すように、凸領域５を形成する箇所（凸領域形成箇所１０）の感光性ドライフィルム９を、導体１３上に、直径約４０μｍの円形の開口を形成するように、レーザー加工により取り除いた。
【００３３】
次に、図２の工程（ａ−２）に示すように、硫酸銅めっき液を用いて、電解銅めっき処理を行い、高さ１５μｍの凸領域５となる銅めっき１１を形成し、その後、感光性ドライフィルム９を除去した。
【００３４】
次に、図２の工程（ａ−３）に示すように、積層体６の両面に、エッチングレジスト１２（日立化成工業株式会社、商品名：ＳＬ−１３２９）を形成し、図２の工程（ａ−４）に示すように、エッチング法により所定の導体パターン２を有する積層板６を形成した。このとき、積層板６表面の導体パターン２の厚さは、絶縁層３の表面から１５μｍ（銅箔７の厚さが５μｍ、フィルドビアめっき８の厚さが１０μｍ）であり、凸領域５の高さは、絶縁層３の表面から３０μｍであった。
【００３５】
次に、図３に示すように、絶縁層３として厚さ７０μｍプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ）と、その外側に銅箔７を構成し、真空ホットプレスにて積層し、積層体６を形成した。このとき、下層の絶縁層３上の絶縁層３の厚さは、プリプレグと同じ７０μｍであり、下層導体パターン２上の絶縁層３の厚さは、５５μｍであり、凸領域５上の絶縁層３の厚さは、４０μｍであった。
【００３６】
次に、図４に示すように、凸領域５上に非貫通孔４を、日立ビアメカニクス株式会社製の炭酸ガスレーザー加工機を用いて、ダイレクトレーザー加工により形成した。非貫通孔４（直径４０μｍ）が凸領域５上に形成されたことを確認した。
【００３７】
次に、図５に示すように、非貫通孔４内及び積層板６表面に、層間接続用のフィルドビアめっき８を形成した。このとき、凸領域５上に形成されたアスペクト比が１．０の非貫通孔４が、完全にフィルドビアめっき８で充填されており、非貫通孔４上と積層板６の表面が平滑であることを確認した。また、非貫通孔４内のフィルドビアめっき８にめっきボイドの発生がないことを確認した。
【００３８】
次に、図６に示すように、積層板６表面の導体１３上に、エッチングレジスト１２（日立化成工業株式会社、商品名：ＳＬ−１３２９）を形成し、エッチング法により所定の導体パターン２を有する多層配線基板１を形成した。
【符号の説明】
【００３９】
１．多層配線基板
２．導体パターン
３．絶縁層
４．非貫通孔
５．凸領域
６．積層板
７．銅箔
８．フィルドビアめっき
９．感光性ドライフィルム
１０．凸領域形成箇所
１１．銅めっき
１２．エッチングレジスト
１３．導体
【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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