(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下両主面に貫通するスルーホールを有する絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも一主面に形成された配線導体膜と、スルーホール内壁に成形され、前記配線導体膜に電気的に接続されたスルーホール導体膜と、前記スルーホール内に充填されたスルーホール充填物と、前記絶縁基板の前記配線導体膜が形成されている少なくとも一主面に形成され、有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して成る多層配線部と、から成る配線基板であって、前記スルーホール充填物は、スルーホールの厚み方向の中央域が金属から成るフィラーを含有した樹脂材で、開口近傍域が金属材から成り、且つ前記スルーホール充填物の一面が配線導体膜と実質的に同一平面に位置していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
平板状の絶縁基板を準備する工程と、前記絶縁基板に該絶縁基板の上下両主面に貫通するスルーホールを穿孔する工程と、前記絶縁基板の少なくとも一主面及びスルーホール内壁に配線導体膜及びスルーホール導体膜となる導体膜を形成する工程と、前記スルーホールの厚み方向の中央域に金属から成るフィラーを含有した樹脂材を充填する工程と、前記スルーホールの開口近傍域に金属材を一部が前記絶縁基板の少なくとも一主面から突出するように充填する工程と、前記絶縁基板の少なくとも一主面に形成された導体膜と前記スルーホールに充填させた金属材とを研磨し、該導体膜とスルーホール充填物の一面とを実質的に同一平面上に位置させる工程と、前記絶縁基板の一主面上に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して多層配線部を形成する工程と、を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本技術は、配線基板に関し、より詳細には絶縁基板の上下両主面に貫通するスルーホールを有する配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、電子装置の小型高密度化に伴い、該電子装置に使用される配線基板もその小型高密度化が要求されるようになってきている。このような小型高密度化を実現するための配線基板として例えば、上下両主面に銅等の導電材料から成る配線導体膜が被着形成されたガラス−エポキシ樹脂やセラミックス等の電気絶縁材料から成る絶縁基板の上下両主面にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ふっ素樹脂等の樹脂材料から成る有機絶縁膜と銅等の金属から成る薄膜配線導体とを交互に多層に積層して成る多層配線部が被着形成されて成る両面多層配線基板が多用されるようになってきた。
【０００３】
かかる両面多層配線基板は、絶縁基板に該絶縁基板をの上下両主面に貫通するスルーホールが形成されているとともに該スルーホール内に銅等の導電材料から成るスルーホール導体膜が被着されており、該スルーホール導体膜と絶縁基板の上下両主面に被着形成された配線導体膜とを接続することにより絶縁基板の上下両主面に配設された配線導体膜同士がスルーホール導体膜を介して電気的に接続されている。
【０００４】
また、かかる両面多層配線基板では、絶縁基板の上下両主面に形成される有機絶縁膜及び該有機絶縁膜上に形成される薄膜配線導体を容易、且つ高密度に形成するために、スルーホール内がエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂から成るスルーホール充填物により充填されており、これにより絶縁基板上下主面でスルーホール上にも多層配線部を容易、且つ正確に形成することができ、高密度配線が損なわれないようになっている。
【０００５】
尚、前記両面多層配線基板は、先ず絶縁基板に該絶縁基板の上下両主面に貫通するスルーホールを従来周知のドリル法やパンチ法、レーザー法等の穿孔技術を採用することにより穿孔するとともに該絶縁基板の上下両主面及びスルーホール内壁に配線導体膜及びスルーホール導体膜となる導体膜を従来周知のめっき法等の導体膜成形技術を採用して所定の厚みに被着させ、次に前記絶縁基板のスルーホール内にエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂となる前駆体ペーストを充填するとともにこれを約１５０℃の温度で熱硬化させることによりスルーホール内をエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂から成るスルーホール充填物で充填し、しかる後、前記絶縁基板の上下両主面に被着させた導体膜の一部を従来周知のフォトリソグリフィー法により所定パターンに選択的にエッチング除去して配線導体膜を形成するとともに配線導体膜が形成された絶縁基板の上下両主面に有機絶縁膜及び薄膜配線導体を従来周知のコーティング法等の有機絶縁膜成形法及びメッキ法等の薄膜導体形成法により順次所定厚み、所定パターンに被着形成していくことによって製作される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の配線基板によると、絶縁基板のスルーホール内にエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂となる前駆体ペーストを充填するとともにこれを加熱して熱硬化させる際にスルーホール内に充填した前駆体ペーストが加熱により一旦その流動性を増大させてスルーホール内から流出したり、更に硬化時にその体積が減少して充填物の上下面が絶縁基板上下面から凹んだものとなり易く、その結果、絶縁基板上下両主面における充填物表面と導体膜表面との間に大きな段差が形成され、絶縁基体の上下両主面に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して成る多層配線部を形成する際に薄膜配線導体を正確に形成することができず、配線導体膜に断線や短絡等の欠陥を発生させやすいという欠点を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、上下両主面に貫通するスルーホールを有する絶縁基板と、前記絶縁基板の少なくとも一主面に形成された配線導体膜と、スルーホール内壁に成形され、前記配線導体膜に電気的に接続されたスルーホール導体膜と、前記スルーホール内に充填されたスルーホール充填物と、前記絶縁基板の前記配線導体膜が形成されている少なくとも一主面に形成され、有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して成る多層配線部と、から成る配線基板であって、前記スルーホール充填物は、スルーホールの厚み方向の中央域が金属から成るフィラーを含有した樹脂材で、開口近傍域が金属材から成り、且つ前記スルーホール充填物の一面が配線導体膜と実質的に同一平面に位置していることを特徴とするものであり、前記スルーホール充填物がスルーホールの厚み方向の中央域が金属から成るフィラーを含有した樹脂材から成るとともに開口近傍域が金属材から成からなり、前記スルーホール充填物の一面が配線導体膜と実質的に同一平面に位置しているので、前記配線基板の一主面上に形成された多層配線部の薄膜配線導体にスルーホール充填物と配線導体膜との段差に起因して発生する断線や短絡等の欠陥を有することはない。
【０００８】
平板状の絶縁基板を準備する工程と、前記絶縁基板に該絶縁基板の上下両主面に貫通するスルーホールを穿孔する工程と、前記絶縁基板の少なくとも一主面及びスルーホール内壁に配線導体膜及びスルーホール導体膜となる導体膜を形成する工程と、前記スルーホールの厚み方向の中央域に金属から成るフィラーを含有した樹脂材を充填する工程と、前記スルーホールの開口近傍域に金属材を一部が前記絶縁基板の少なくとも一主面から突出するように充填する工程と、前記絶縁基板の少なくとも一主面に形成された導体膜と前記スルーホールに充填させた金属材とを研磨し、該導体膜とスルーホール充填物の一面とを実質的に同一平面上に位置させる工程と、前記絶縁基板の一主面上に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して多層配線部を形成する工程と、を含むことを特徴とするものであり、スルーホール中央域に金属から成るフィラーを含有した樹脂材を充填するとともにスルーホールの開口近傍域に金属材を一部が絶縁基板の少なくとも一主面から突出するように充填し、絶縁基板の少なくとも一主面に形成された導体膜と前記スルーホールに充填された金属材とを研磨して該導体膜とスルーホール充填物の一面とを実質的に同一平面上に位置させ、該絶縁基板の一主面上に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層して多層配線部を形成することから、前記多層配線部の薄膜配線導体を正確に形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明を添付の図面を基に詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の配線基板の一実施形態を示す断面図であり、図中、１は絶縁基板、２は配線導体膜、３は多層配線部である。
【００１１】
絶縁基板１は、ガラス−エポキシ樹脂やビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂、ふっ素系樹脂等の樹脂、あるいは酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラス−セラミックス等のセラミックスから成り上下両主面を有する平板であり、その上下両主面に配線導体膜２及び多層配線部３を支持するための支持部材として作用する。
【００１２】
前記絶縁基板１の上下両主面には例えば銅等の導体から成る配線導体膜２が形成されており、該配線導体膜２は、後述する多層配線部３の薄膜配線導体５とともに配線基板中で所定の回路配線を形成する作用を為す。
【００１３】
また前記絶縁基板１には、その上下両主面に有機絶縁膜４及び薄膜配線導体５を交互に多層に積層してなる多層配線部３が形成されており、該多層配線部３の薄膜配線導体５には半導体素子や抵抗素子、容量素子等の電子素子がボンディングワイヤーや半田バンプ等の電気的接続手段を介して電気的に接続される。
【００１４】
前記多層配線部３の有機絶縁膜４は、エポキシ樹脂やビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂、ふっ素樹脂等の樹脂から成り、薄膜配線導体５を支持する支持体として作用すると同時に配線導体膜２と薄膜配線導体５とを及び薄膜配線導体５同士を電気的に絶縁する作用を為す。
【００１５】
また、前記絶縁基板１の上下両主面に形成された多層配線部３の薄膜配線導体５は、銅等の導電材料から成る導体膜であり、絶縁基板１の上下両主面に有機絶縁膜４を介して所定パターンに形成されており、配線基板に搭載される電子素子を相互にあるいは外部に電気的に接続する作用を為す。
【００１６】
本発明の配線基板においては、絶縁基板１の上下両主面に有機絶縁膜４及び薄膜配線導体５を交互に積層して成る多層配線部３が形成されていることから、配線基板の小型高密度化が実現できる。
【００１７】
また前記絶縁基板１には、上下両主面に貫通するスルーホール１ａが所定の位置に複数穿孔されており、該スルーホール１ａは絶縁基板１の上下両主面に形成された配線導体膜２同士を互いに電気的に接続するための通路として作用する。
【００１８】
前記絶縁基体１のスルーホール１ａ内壁には銅等の導体材料から成るスルーホール導体膜６が被着されており、該スルーホール導体膜６と絶縁基板１上下両主面に被着させた配線導体膜２とが接続されることにより絶縁基板１の上下両主面に形成された配線導体膜２同士がスルーホール導体膜６を介して互いに電気的に接続されている。
【００１９】
更に、前記絶縁基板１のスルーホール１ａ内にはその厚みの中央域がエポキシ樹脂等の樹脂材７ａから成るとともにスルーホール１ａ開口近傍域が銅等の金属材７ｂから成るスルーホール充填物７が充填されており、該スルーホール充填物７は、スルーホール１ａを塞ぐことによりスルーホール１ａ上にも多層配線部３を形成可能とする作用を為し、これにより配線基板の更なる小型高密度化を可能としている。
【００２０】
また、前記スルーホール充填物７の表面と絶縁基板１の上下両主面に被着された配線導体膜２の表面とは、実質的に同一平面上に位置するように研磨平坦化されている。
【００２１】
前記スルーホール充填物７の表面と絶縁基板１の上下両主面に形成された配線導体膜２の表面とは、実質的に同一平面上に位置するように研磨平坦化されていることから、絶縁基体１の上下両主面に形成された多層配線部３の薄膜配線導体５が正確に形成され、従って薄膜配線導体５がスルーホール充填物７と絶縁基板１上下両主面の配線導体膜２との段差に起因して形成される断線や短絡等の欠陥を有することはない。
【００２２】
尚、前記スルーホール充填物７は、スルーホール１ａの開口近傍域が配線導体２と同様に銅等の金属材から成ることから、スルーホール充填物７と絶縁基板１の上下両主面に被着させた配線導体膜２とを研磨平坦化する際に、スルーホール充填物７と配線導体膜２とを容易、且つ均一に研磨平坦化することができ、スルーホール充填物７と絶縁基体１上下両主面の配線導体膜２との間に不要な段差が形成されることはない。
【００２３】
次に本発明の配線基板の製造方法について説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、平板状の絶縁基板１を準備するとともに該絶縁基板１の所定位置に該絶縁基板１の上下両主面に貫通するスルーホール１ａを必要数穿孔する。  前記絶縁基板１は、例えばガラス−エポキシ樹脂から成る場合、ガラス繊維を編みこんだシートにエポキシ樹脂前駆体及び硬化剤を含む前駆体ペーストを含浸させるとともにこれを約１５０℃の温度で熱硬化させることによって製作される。
【００２４】
また前記絶縁基板１の所定位置に該絶縁基板１の上下両主面に貫通するスルーホール１ａを穿孔するにはドリルやレーザー等を使用した穿孔技術が好適に採用され得る。
【００２５】
尚、前記絶縁基板１にドリルでスルーホール１ａを穿孔した場合、穿孔時におけるドリルと絶縁基板１との摩擦によりスルーホール１ａの内壁に切り屑の一部が溶着しやすいことから、スルーホール１ａをドリルにより穿孔して場合、溶着した切り屑を例えば過マンガン酸カリウム溶液等の清浄液により清浄除去することが好ましい。
【００２６】
次に図２（ｂ）に示すように、前記絶縁基板１の上下両主面及びスルーホール１ａ内壁に従来周知の無電解めっき法及び電解めっき法を採用して配線導体膜２及びスルーホール導体膜５となる導体膜１０を被着させる。
【００２７】
尚、このとき、前記絶縁基体１の上下両主面に被着させた配線導体膜２となる導体膜１０は配線導体膜２として必要な厚み１５〜２０μｍよりも２０〜２５μｍ程度厚い３５〜４５μｍの厚みに形成しておく。これは、後述する工程においてスルーホール１ａ内に充填させる金属材７ｂと絶縁基板１上下面に被着させた導体膜１０とを研磨平坦化する際に導体膜１０の厚みが２０〜２５μｍ程度減少することから導体膜１０が研磨された後、配線導体膜２として必要な厚み１５〜２０μｍを確保するためである。
【００２８】
次に図２（ｃ）に示すように、前記絶縁基板１のスルーホール１ａの厚み方向の中央域にエポキシ樹脂等の樹脂材７ａを充填する。
【００２９】
前記スルーホール１ａの厚み方向の中央域に樹脂材７ａを充填するには、例えば樹脂材７ａがエポキシ樹脂から成る場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂及びアミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等の硬化剤等を添加混合してなるペーストをスルーホール１ａ内に注入するとともに該ペーストを約１５０℃の温度で熱硬化させる方法が好適に採用され得る。この場合、スルーホール１ａ内に注入したペーストは、該ペーストを熱硬化させる際にその体積が減少し、その上下面が絶縁基板１の上下面から凹んでしまい、その結果、スルーホール１ａの中央領域を樹脂７ａで容易に充填することができる。  次に図２（ｄ）に示すように、前記スルーホール１ａの開口近傍域に銅等の金属材７ｂを該金属材７ｂの一部が絶縁基板１上下面から突出するようにして充填する。
【００３０】
前記スルーホール１ａの開口近傍域に銅等の金属材７ｂを該金属材７ｂの一部が絶縁基板１上下面から突出するようにして充填するには、スルーホール１ａに充填された樹脂材７ａ表面に銅等の金属を従来周知の無電解メッキ法及び電解メッキ法を採用して所定厚みに被着させる方法が好適に採用され得る。このとき、スルーホール１ａの中央域は予め樹脂材７ａで充填されているので、スルーホール１ａの開口近傍域に金属材７ｂをメッキ法等により容易に充填することができ、またスルーホール１ａ中央域に例えばメッキ液等が封入された不要な空隙が形成されることもない。
【００３１】
尚、前記スルーホール１ａの開口近傍域に銅等の金属材７ｂをメッキ法により被着させる場合、樹脂材７ａ表面及びその近傍以外をマスキング材で覆ってメッキを行うことにより樹脂材７ａ表面上及びその近傍に金属材７ｂを選択的に被着させれば、他の部分不要なメッキ膜が被着されるのを防止できる。
【００３２】
次に図２（ｅ）に示すように、絶縁基板１の両主面に形成された導体膜１０及び金属材７ｂを該導体膜１０の表面と金属材７ｂの表面とが実質的に同一平面上に位置するように研磨平坦化する。
【００３３】
このとき前記金属７ｂは導体膜１０と同様の銅等の金属から成ることから金属７ｂと導体膜１０とは容易、且つ均等に研磨平坦化され、その結果、充填物６表面と導体膜１０表面との間に段差が形成されることはなく、従って、前記絶縁基体１上下両主面に多層配線部３を正確に形成することができる。
【００３４】
尚、前記金属７ｂの表面と導体膜１０の表面とを研磨平坦化するには、従来周知のバフ研磨法等の研磨法が採用され得る。
【００３５】
次に絶縁基板１の上下両主面に被着させた導体膜１０を従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定パターンにエッチングすることにより配線導体膜２を形成する。
【００３６】
次に前記配線導体膜２が形成された絶縁基板１の上下両主面に配線導体膜２の一部を露出させるようにして第一層目の有機絶縁膜４を被着形成するとともにこの上に薄膜配線導体５を、更にその上に次層の有機絶縁膜４及び薄膜配線導体５を必要に応じて順次積層形成していくことによって多層配線部３を形成し、これによって図１に示す本発明の配線基板が完成する。
【００３７】
尚、この場合、前記多層配線部３が形成される絶縁基板１の両主面は、配線導体膜２とスルーホール充填物７とが実質的に同一面上に位置するように研磨平坦化されていることから該両主面上に多層配線部３を極めて正確に形成することができ、多層配線部３の薄膜配線導体５に断線やショート等の欠陥を発生させることはない。
【００３８】
また、前記有機絶縁膜４は、エポキシ樹脂から成る場合、例えばフェノールノボラック樹脂、メチロールメラミン、ジアリルジアゾニウム塩及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含むエポキシ樹脂となる感光性の前駆体ペーストを従来周知のスピンコート法やカーテンコート法等のペースト塗布法を採用して３０〜６０μｍの厚みに塗布し、これを乾燥後、従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定位置に孔あけ加工を施すとともに約１５０℃の温度を印加して熱硬化させることにより形成される。  また前記有機絶縁膜４の上に形成される薄膜配線導体５は、有機絶縁膜４及び有機絶縁膜４に形成された孔から露出する配線導体膜２上面に銅から成る薄膜導体膜を従来周知の無電解めっき法及び電解めっき法を採用して１５〜２０μｍの厚みに被着させるとともに該銅から成る薄膜導体膜を従来周知のフォトリソグラフィー技術を採用して所定パターンにエッチングすることによって形成される。
【００３９】
かくして本発明の配線基板の製造方法によれば、スルーホール１ａ上にも多層配線部３が形成された両面多層配線基板が製作される。
【００４０】
尚、本発明の配線基板及びその製造方法は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能で有り、例えば前記スルーホール充填物７を構成する樹脂材７ａには必要に応じてガラスやシリカ、アルミナ等の無機絶縁物や樹脂等から成るフィラーを含有させるようになしてもよく、更には前記有機絶縁膜４にガラスやシリカ、アルミナ等から成るフィラーを含有させてもよい。そして、樹脂材７ａには金属から成るフィラーを含有させている。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の配線基板によれば、スルーホール充填物は、スルーホールの厚み方向の中央域が金属から成るフィラーを含有した樹脂材から成るとともに開口近傍域が金属材から成からなり、前記スルーホール充填物の一面が配線導体膜と実質的に同一平面に位置しているので、前記配線基板の一主面上に形成された多層配線部の薄膜配線導体にスルーホール充填物と配線導体膜との段差に起因して発生する断線や短絡等の欠陥を有することはない。
【００４２】
また本発明の配線基板の製造方法によれば、スルーホール中央域に金属から成るフィラーを含有した樹脂材を充填するとともにスルーホールの開口近傍域に金属材を一部が絶縁基板の少なくとも一主面から突出するように充填し、絶縁基板の少なくとも一主面に形成された導体膜と前記スルーホールに充填された金属材とを研磨して配線導体膜とスルーホール充填物の一面とを実質的に同一平面上に位置させ、該絶縁基板の一主面上に有機絶縁膜と薄膜配線導体とを交互に積層し、多層配線部を形成することから、前記多層配線部の薄膜配線導体を正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線基板の一実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法を説明するための工程毎の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基板
１ａ・・・・・スルーホール
２・・・・・・配線導体膜
３・・・・・・多層配線部
４・・・・・・有機絶縁膜
５・・・・・・薄膜配線導体
６・・・・・・スルーホール導体膜
７・・・・・・スルーホール充填物
７ａ・・・・・樹脂材
７ｂ・・・・・金属材
【図１】
0003580638.tif 000002
【図２】
0003580638.tif 000003