(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板をより高密度化するために、配線、ビアをより微細化すると共に、ビア接続性や絶縁性の特性を満足する配線基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】導電性粒子９とめっき配線７の接続が導電性粒子を部分的に除去した除去界面でなされる配線基板であって、これにより、より広い接続界面の面積を確保することができ、電気的接続性を向上させることができ、結果としてより微細ビアでの接続が実現できる。【選択図】図２
2006156617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性基材と、該電気絶縁性基材に設けた貫通孔と、該貫通孔に充填された導電性ペーストと、前記導電性ペースト内の導電性粒子と電気的に接続しためっき配線とを備え、前記導電性粒子と前記めっき配線の接続は前記導電性粒子を部分的に除去した除去界面でなされる配線基板。
【請求項２】
前記めっき配線と前記導電性ペースト内の樹脂との界面は粗化形状である請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記めっき配線と前記導電性ペーストとの界面が前記電気絶縁性基材表面より凹んだ形状である請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記めっき配線には複数の突出部が形成され、該突出部が前記導電性ペースト内部に埋設される請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
前記めっき配線の少なくとも一部の突出部は、突出方向に垂直な断面が一定でない形状を有し、当該断面の面積が突出部の底と先端との間で最大となる請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記貫通孔上の前記めっき配線は、貫通孔以外に形成されためっき配線より厚い請求項３に記載の配線基板。
【請求項７】
前記貫通孔上のめっき配線は表面が平坦である請求項３に記載の配線基板。
【請求項８】
請求項１に記載の配線基板を少なくとも一層含むことを特徴とする多層配線基板。
【請求項９】
熱硬化性樹脂を含む電気絶縁性基材に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、
前記電気絶縁性基材と前記導電性ペーストを加熱加圧し前記電気絶縁性基材を硬化する熱プレス工程と、
前記導電性ペースト内の導電性粒子を部分的に除去する工程と、
前記導電性ペーストと電気的に接続する配線を形成する工程とを含み、
前記配線形成工程では前記電気絶縁性基材に付着するとともに導電性ペースト内の導電性粒子と結合するめっき配線を少なくとも一方に形成する配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性粒子の部分的な除去工程で、貫通孔外の導電性粒子を除去する請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記導電性粒子の部分的な除去工程では、導電性ペーストの深さ方向に複数段の導電性粒子が除去される請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性粒子の部分的な除去工程は、導電性粒子を溶解によって除去する請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記配線形成工程は、電気絶縁性基材と導電性ペースト内の樹脂を粗化する工程を含む請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記配線形成工程は、前記電気絶縁性基材の表面全面にシード層を形成する工程と、めっきレジストパターンを形成する工程と、電解めっきを行う工程と、めっきレジストパターンを除去する工程と、シード層を除去する工程とを含む請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１５】
前記配線形成工程は、前記電気絶縁性基材の表面全面に触媒処理を行う工程と、めっきレジストパターンを形成する工程と、無電解めっきを行う工程と、めっきレジストパターンを除去する工程とを含む請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１６】
前記熱プレス工程では、導電性ペースト内の導電性粒子を除去する薬液と同じ薬液で除去可能な金属箔を、前記電気絶縁性基材のめっき配線を形成する面に対して積層し、前記電気絶縁性基材を硬化させる請求項９に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１７】
前記導電性ペースト内に熱硬化性樹脂を含み、前記熱プレス工程では前記導電性ペーストを圧縮しながら、前記電気絶縁性基材と前記導電性ペーストを硬化する請求項９に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、インナービアホール接続により複数層の配線が電気的に接続された配線基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、産業用にとどまらず広く民生用機器の分野においてもＬＳＩ等の半導体チップを高密度に実装できる多層配線回路基板が安価に供給されることが強く要望されてきている。このような多層配線回路基板では微細な配線ピッチで形成された複数層の配線パターン間を高い接続信頼性で電気的に接続できることが重要である。
【０００３】
このような市場の要望に対して従来の多層配線基板の層間接続の主流となっていたスルーホール内壁の金属めっき導体に代えて、多層プリント配線基板の任意の電極を任意の配線パターン位置において層間接続できるインナービアホール接続法すなわち全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板と呼ばれるものがある（特許文献１参照）。これは、多層プリント配線基板のビアホール内に導電体を充填して必要な各層間のみを接続することが可能であり、部品ランド直下にインナービアホールを設けることができるために、基板サイズの小型化や高密度実装を実現することができる。また、インナービアホールにおける電気的接続は導電性ペーストを用いているために、ビアホールにかかる応力を緩和することができ、熱衝撃等による寸法変化に対して安定な電気的接続を実現することができる。
【０００４】
この全層ＩＶＨ構造樹脂多層基板として図９（ａ）〜（ｈ）に示すような工程で製造される構成が従来から提案されている。
【０００５】
まず、図９（ａ）に示したのは電気絶縁性基材１である。次に図９（ｂ）に示すように電気絶縁性基材１の両側に保護フィルム２をラミネート加工によって貼り付ける。続いて、図９（ｃ）に示すように電気絶縁性基材１と保護フィルム２の全てを貫通する貫通孔３をレーザー等によって形成する。次に図９（ｄ）に示すように貫通孔３に導電性ペースト４を充填した後、図９（ｅ）に示すように両側の保護フィルム２を剥離する。この状態で図９（ｆ）に示すように両側から箔状の配線材料５を積層し、図９（ｇ）に示す工程で配線材料５を加熱加圧することにより電気絶縁性基材１に接着させる。この時、加熱加圧工程によって導電性ペースト４は厚み方向に圧縮される。この圧縮によって導電性ペースト内の導電性粒子が高密度に接触し、同時に配線材料５と導電性ペースト４の電気的接続も実現されることとなる。次に、図９（ｈ）に示すように配線材料５をパターニングすることによって両面配線基板が完成する。
【０００６】
また、図９に示した配線基板に対して、導電性ペーストでの電気的な接続性をより高めた例として、図１１（ａ）〜（ｉ）に示すような工程で製造される構成を持った配線基板が提案されている（特許文献２参照）。
【０００７】
まず、図１１（ａ）に示した電気絶縁性基材１の両面に保護フィルム２を形成すると図１１（ｂ）に示す状態となる。次に図１１（ｃ）に示すように保護フィルム２、電気絶縁性基材１を貫通する貫通孔３を形成する。続いて図１１（ｄ）に示すように貫通孔３に導電性ペースト４を充填する。その後、前記保護フィルム２を剥離することで、図１１（ｅ）に示す状態を得る。この保護フィルム２を剥離した後、図１１（ｆ）に示すように電気絶縁性基材の両面にプレスシート６を積層し、加熱加圧して導電性ペースト４を圧縮すると図１１（ｇ）に示す状態となる。ここで、電気絶縁性基材１として被圧縮性の性質を備えた材料を用いた場合には、加熱加圧後は電気絶縁性基材１が厚み方向に寸法収縮することになる。次に両側のプレスシート６を除去すると図１１（ｈ）に示すような状態が得られ、導電性ペースト４が電気絶縁性基材１の表面に露出する。ここで、プレスシートとしては、耐熱フィルムの表面に離型処理を施したフィルムが用いられ、機械的剥離によって除去される。引き続き、図１１（ｉ）に示すように、露出した導電性ペースト４と結合するめっき配線７を形成する。めっきによる配線形成は無電解めっき、電解めっきが用いられる。この配線パターン形成によって両面配線基板が完成する。このような導電性ペースト内の導電性粒子と結合するように形成されためっき配線は結合界面での強度に優れ、安定した層間接続を実現する配線基板を提供することができる。
【特許文献１】特開平０６−２６８３４５号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９（ｆ）〜（ｈ）に示した、貫通孔３部を拡大して示したのが、図１０（ａ）〜（ｃ）である。図１０（ａ）に示すように充填後の導電性ペースト４は導電性ペースト内の導電性粒子９の間に樹脂１０が多く存在し、充分な電気的接続が確保されていない。これに対して配線材料５を介して加熱加圧を行うことで、図１０（ｂ）に示すように導電性ペースト４に圧縮が加わり導電性ペースト４内の導電性粒子９が密に接触することとなり導電性ペースト内の電気的接続を確保することができる。しかしながら、図１０（ａ）に示したように電気絶縁性基材１から導電性ペースト４が突出しているため、配線材料５を介して加熱加圧した際に、導電性ペースト４の表面部が広がり配線材料５と導電性ペースト４の接触界面面積が広がることとなる。この導電性ペースト４の広がりは導電性ペーストの突出状態や配線材料の積層条件によって変化するものであり、大判状の電気絶縁性基材で加工を行った場合にばらつきが顕著となり、そのために、図１０（ｃ）に示すように貫通孔３を覆う配線１１を大きく設計する必要があり、高密度化を妨げる要因となっていた。
【０００９】
また、保護フィルム２を剥離する際や、その他の製造工程中に微量の導電性ペースト４が電気絶縁性基材上に付着する場合があり、図１０（ａ）に示したように飛散ペースト８として存在する。この飛散ペースト８は配線１１がより微細化し配線間が狭くなった際には、その影響が無視できなくなり、場合によってはショート不良を誘発する要因となっていた。
【００１０】
また、従来の構成および製造方法でビアの径をより小さくすると、ビア面積に反比例して配線材料と導電性ペースト内の導電性粒子との接触点が減少する。これによって、初期の接続抵抗値が高い部分が発生し、初期の接続抵抗値のばらつきが大きくなるという問題が生じる。また、初期の接続抵抗値が高い部分については、温度サイクル試験やプレッシャークッカー試験などの信頼性試験で、接続抵抗値が変動する現象が見られる。
【００１１】
本発明は配線基板をより高密度化するために、配線、ビアをより微細化すると共に、ビア接続性や絶縁性の特性を満足する配線基板およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、電気絶縁性基材と、該電気絶縁性基材に設けた貫通孔と、該貫通孔に充填された導電性ペーストと、前記導電性ペースト内の導電性粒子と電気的に接続しためっき配線とを備え、前記導電性粒子と前記めっき配線の接続は前記導電性粒子を部分的に除去した除去界面でなされる配線基板であって、導電性粒子とめっき配線の接続を導電性粒子の除去界面で行うことによって、より広い接続界面の面積を確保し、電気的接続性を向上させることができ、結果としてより微細ビアでの接続が実現できる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記めっき配線と前記導電性ペースト内の樹脂との界面は粗化形状である請求項１に記載の配線基板であって、めっき配線と接触する導電性ペースト内の樹脂表面を粗化することでめっき配線と樹脂との密着性を向上させ、結果として導電性粒子とめっき配線界面にかかる応力を分散することができ、ビア接続性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記めっき配線と前記導電性ペーストとの界面が前記電気絶縁性基材表面より凹んだ形状である請求項１に記載の配線基板であって、貫通孔に導電性ペーストが充填された領域を電気絶縁性基材の厚み方向中間部とすることで、実質の貫通孔径を小さくすることができ、より微細なビア接続が実現できる。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、前記めっき配線には複数の突出部が形成され、該突出部が前記導電性ペースト内部に埋設される請求項１に記載の配線基板であって、めっき配線の突出部が導電性ペーストに埋設されることで、アンカー効果によってめっき配線と導電性ペーストの密着力を高めると共に、導電性ペーストとの接続界面面積を広く確保することができるのでビア接続性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記めっき配線の少なくとも一部の突出部は、突出方向に垂直な断面が一定でない形状を有し、当該断面の面積が突出部の底と先端との間で最大となる請求項４に記載の配線基板であって、導電性ペーストとめっき配線とのアンカー効果をより高めることができ、その結果、ビア接続性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記貫通孔上の前記めっき配線は、貫通孔以外に形成されためっき配線より厚い請求項３に記載の配線基板であって、貫通孔上のめっき配線をより厚く形成することで、めっき配線の剛性を高めることができ、これによって、電子部品を実装した際等に発生する外部応力が加わった場合でも、めっき配線と導電性ペースト界面の変形を抑制し、ビア接続性の劣化を抑制することができる。
【００１９】
本発明の請求項７に記載の発明は、前記貫通孔上のめっき配線は表面が平坦である請求項３に記載の配線基板であって、貫通孔上のめっき配線の表面が平坦になることでＢＧＡ、ＣＳＰ等の電子部品の接続端子である半田ボールとの接続性が向上し、結果として、貫通孔上に半田ボールとの接続端子を配置するビアオンパッド構造が実現できる。
【００２０】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の配線基板を少なくとも一層含むことを特徴とする多層配線基板であって、請求項１に記載の接続構造によって配線基板を多層化した場合でも、より微細なビアを備えることができる。
【００２１】
本発明の請求項９に記載の発明は、熱硬化性樹脂を含む電気絶縁性基材に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記電気絶縁性基材と前記導電性ペーストを加熱加圧し前記電気絶縁性基材を硬化する熱プレス工程と、前記導電性ペースト内の導電性粒子を部分的に除去する工程と、前記導電性ペーストと電気的に接続する配線を形成する工程とを含み、前記配線形成工程では前記電気絶縁性基材に付着するとともに導電性ペースト内の導電性粒子と結合するめっき配線を少なくとも一方に形成する配線基板の製造方法であって、導電性粒子とめっき配線の接続を導電性粒子の除去界面で行うことによって、より広い接続界面の面積を確保することができ、電気的接続性を向上させることができ、結果としてより微細ビアでの接続が実現できる。
【００２２】
本発明の請求項１０に記載の発明は、前記導電性粒子の部分的な除去工程で、貫通孔外の導電性粒子を除去する請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、導電性粒子の部分除去工程で同時に、電気絶縁性基材上の貫通孔外に残存するペーストを除去することで、配線間のショート不良を抑制することができ、より微細な配線間隔を実現することができる。
【００２３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、前記導電性粒子の部分的な除去工程では、導電性ペーストの深さ方向に複数段の導電性粒子が除去される請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、導電性ペーストの深さ方向に複数段の導電性粒子を除去することで、後のめっき配線形成工程で導電性ペーストに埋設されるめっき配線の突出部を形成することができ、結果として、アンカー効果によってめっき配線と導電性ペーストの密着力を高めると共に、導電性ペーストとの接続界面面積を広く確保することができるのでビア接続性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項１２に記載の発明は、前記導電性粒子の部分的な除去工程は、導電性粒子を溶解によって除去する請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、導電性粒子を溶解によって除去することで、簡便な方法で導電性粒子を部分的に除去することができる。
【００２５】
本発明の請求項１３に記載の発明は、前記配線形成工程は、電気絶縁性基材と導電性ペースト内の樹脂を粗化する工程を含む請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、めっき配線の導電性ペースト内の樹脂、電気絶縁性基材との密着性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の請求項１４に記載の発明は、前記配線形成工程は、前記電気絶縁性基材の表面全面にシード層を形成する工程と、めっきレジストパターンを形成する工程と、電解めっきを行う工程と、めっきレジストパターンを除去する工程と、シード層を除去する工程とを含む請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、このような配線形成方法によって、導電性ペースト内の導電性粒子と結合するめっき配線をより微細に形成することができる。
【００２７】
本発明の請求項１５に記載の発明は、前記配線形成工程は、前記電気絶縁性基材の表面全面に触媒処理を行う工程と、めっきレジストパターンを形成する工程と、無電解めっきを行う工程と、めっきレジストパターンを除去する工程とを含む請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、このような配線形成方法によって、導電性ペースト内の導電性粒子と結合するめっき配線をより微細に形成することができる。
【００２８】
本発明の請求項１６に記載の発明は、前記熱プレス工程では、導電性ペースト内の導電性粒子を除去する薬液と同じ薬液で除去可能な金属箔を、前記電気絶縁性基材のめっき配線を形成する面に対して積層し、前記電気絶縁性基材を硬化させる請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、このように金属箔の材料を設定することで、金属箔の除去工程で同時に、導電性粒子の部分的な除去を行うことができ、生産性に優れた製造方法を実現できる。
【００２９】
本発明の請求項１７に記載の発明は、前記導電性ペースト内に熱硬化性樹脂を含み、前記熱プレス工程では前記導電性ペーストを圧縮しながら、前記電気絶縁性基材と前記導電性ペーストを硬化する請求項９に記載の配線基板の製造方法であって、熱プレス工程で貫通孔内の導電性ペーストを圧縮しながら硬化することで、より導電性粒子同士の接触性を高め、結果として接続信頼性に優れたビア接続を実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、導電性粒子の部分除去を行った導電性ペーストに対してめっき配線を形成することで、ビア、配線をより微細化できると共に、ビア接続性や絶縁性の特性を満足する配線基板およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｊ）に本発明にかかる配線基板の製造工程について示した。
【００３３】
まず、図１（ａ）に示した電気絶縁性基材１は繊維と樹脂の複合材料であり、ガラス繊維や有機繊維にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ＰＰＯ樹脂等を含浸した材料や、ポリイミド、アラミド、ＰＴＦＥ、ＬＣＰなどの多孔質フィルムにエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ＰＰＯ樹脂等を含浸した材料、ポリイミド、アラミド、ＬＣＰフィルムの両側に接着剤が形成された材料を用いることができる。
【００３４】
また、より好ましくは、この電気絶縁性基材１は、被圧縮性の多孔質基材である特徴を備えたものである。つまり、電気絶縁性基材の厚み方向に圧縮を加えることでその寸法が収縮する材料である。この収縮の程度については、電気絶縁性基材中に形成する空孔を制御することで調整することができる。このような電気絶縁性基材の材料としては、織布・不織布等の繊維のペーパーに樹脂を含浸させたものを用いることができ、含浸の際に空孔も同時に形成されている。ペーパーとしてアラミド繊維を主成分とする不織布ペーパーを用い樹脂としてエポキシを主成分とする熱硬化性樹脂を用いれば、電気絶縁性基材内の空孔を均一に効率良く形成することができ、被圧縮性の高い絶縁性基材を得ることができる。
【００３５】
次に図１（ｂ）に示すように電気絶縁性基材１の両面に保護フィルム２を形成する。保護フィルム２としてＰＥＴやＰＥＮを主成分とするフィルムを用い、ラミネートによって電気絶縁性基材１の両面に貼り付けるのが簡便で生産性のよい製造方法である。
【００３６】
次に図１（ｃ）に示すように保護フィルム２、電気絶縁性基材１を貫通する貫通孔３を形成する。貫通孔３はパンチ加工、ドリル加工、レーザー加工によって形成することができるが、炭酸ガスレーザーやＹＡＧレーザーを用いれば小径の貫通孔を短時間で形成することができ生産性に優れた加工を実現できる。一例として炭酸ガスレーザーを用いた場合には厚さ８０μｍの電気絶縁性基材に１００μｍ径の貫通孔を形成できる。また、ＹＡＧレーザーの３倍高調波を用いた場合には、厚さ３０μｍの電気絶縁性基材に３０μｍ径の貫通孔を形成できる。
【００３７】
続いて図１（ｄ）に示すように貫通孔３に導電性ペースト４を充填する。導電性ペースト４は銅、銀、等の金属導電性粒子と樹脂成分から構成される。導電性粒子として略球形のものを用いると、導電性ペースト内の導電性粒子比率が高くなった場合でもペースト粘度を低く抑えることができるためより好ましい。
【００３８】
このとき、保護フィルム２は導電性ペースト４が電気絶縁性基材表面に付着するのを防ぐ保護の役割と導電性ペーストの充填量を確保する役割を果たす。導電性ペーストは印刷による充填が可能なため、生産性に優れているという利点も有する。
【００３９】
前記保護フィルムを剥離することで、図１（ｅ）に示す状態を得る。導電性ペースト４は保護フィルム２によって充填量を確保している。つまり、導電性ペースト４は保護フィルム２の厚み程度の高さ分だけ電気絶縁性基材１の表面より突出した状態となっている。ここで、この保護フィルム２の厚みをビア径の５〜２５％程度に設定すると、保護フィルム２の剥離の際に導電性ペーストが保護フィルム側に取られる量を抑制できるためより好ましい。
【００４０】
この保護フィルム２を剥離した後、図１（ｆ）に示すように電気絶縁性基材の両面にプレスシート６を積層し、熱プレスにより加熱加圧で導電性ペースト４を圧縮する。電気絶縁性基材として被圧縮性を備えた材料を用いた場合には、加熱加圧工程で電気絶縁性基材１が厚み方向に寸法収縮することになる。
【００４１】
ここで、図１（ｆ）〜（ｊ）について貫通孔近傍を拡大して示したのが図２（ａ）〜（ｅ）である。図２（ａ）に示すように充填後の導電性ペースト４は導電性ペースト内の導電性粒子９の間に樹脂１０が多く存在し、充分な電気的接続が確保されていない。これに対して図１（ｇ）、図２（ｂ）に示すようにプレスシート６を介して加熱加圧を行うことで、導電性ペースト４に圧縮が加わり導電性ペースト内の導電性粒子が密に接触することとなり導電性ペースト内の電気的接続を確保することができる。ここで、導電性ペーストの樹脂として熱硬化性樹脂を用いることがより好ましく、熱プレスの際にその粘度が低下し、導電性ペーストの圧縮により貫通孔外に熱硬化性樹脂が排出され、結果として導電性ペースト内の導電性粒子の接触をより高密度なものにすることができるのである。
【００４２】
また、前述のように、保護フィルム２を剥離する際や、その他の製造工程中に微量の導電性ペースト４が電気絶縁性基材上に付着する場合があり、図２（ａ）に示したように飛散ペースト８として存在している。この飛散ペーストがプレス後では図２（ｂ）に示すように電気絶縁性基材１の表面に固着するのである。
【００４３】
一方、導電性ペースト４は積層前に突出しているため、図２（ｂ）に示すようにプレスシート６を介して加熱加圧した際に、導電性ペースト４の表面部が広がりプレスシート６と導電性ペースト４の接触界面面積が広がることとなる。
【００４４】
次に両側のプレスシート６を除去すると図１（ｈ）、図２（ｃ）に示すような状態が得られる。プレスシート６としては、耐熱フィルムの表面に離型処理を施したフィルムを用いることができる。この場合はプレスシートを機械的に剥離することができる。また、プレスシートとして、導電性ペースト４内の導電性粒子とは異なる材料の金属箔を用いることができる。この場合は金属箔のみをエッチングによって除去することが可能となる。ここで、金属箔をエッチングする薬品を選ぶことによって、導電性ペースト内の導電性粒子を浸食することなくプレスシートを除去することができる。また、プレスシートを化学的に除去することで導電性ペーストに機械的ストレスを付与しないので、工程中に導電性ペースト内の導電状態を劣化させることがない。一例として、導電性粒子９が銅粉の場合には、プレスシートとしてアルミ箔を用い、７０℃に加熱した塩酸や水酸化ナトリウム水溶液を用いるとアルミ箔のみを選択的に除去することができる。
【００４５】
なお、プレスシートの表面形状は電気絶縁性基材、導電性ペーストの表面に転写されるため、プレスシート表面をあらかじめ粗化し、この形状転写によって電気絶縁性基材と導電性ペーストの表面を粗化することができる。
【００４６】
次に、図１（ｉ）、図２（ｄ）に示すように、貫通孔３内の導電性ペースト４に含まれる導電性粒子９を、露出した表面から部分的に除去する。この除去工程によって、導電性ペースト４を電気絶縁性基材１表面から凹んだ形状とすることができ、電気絶縁性基材表面付近に広がった導電性ペースト４を除去できるため、実質のビア径を小さくすることができる。
【００４７】
また、この除去工程によって、導電性ペースト４内の導電性粒子９がより広い面積で貫通孔表面に露出することとなる。この除去工程としては、サンドブラスト、ウオーターブラスト等の方法で、機械的に除去することができるが、導電性粒子９が溶解する薬液を用いて、浸漬やスプレーエッチングによって除去することが簡便であり、加工ダスト等の異物混入がないという点でより好ましい。導電性粒子９を除去する薬液の一例として、導電性粒子９に銅粉を用いた場合には、塩化鉄、塩化銅、硫酸と過酸化水素水混合液、アルカリ系エッチング液、過硫酸アンモニウムで溶解除去することができる。
【００４８】
また、導電性粒子９周辺には樹脂１０が存在するためにこの樹脂１０を除去する工程をあわせて行い、導電性粒子９の除去工程と樹脂１０の除去工程を繰り返し行うと、貫通孔３における導電性ペースト４の露出面の深さを制御することができる。この、樹脂１０の除去については、一般的なデスミア液を用いることができるが、一例として過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムの混合液を６０℃に加熱して浸漬法にて処理を行った。この際に、樹脂１０表面が粗化されると同時に、電気絶縁性基材１の表面も同時に粗化することができる。なお、ここでは、薬液の処理によって樹脂１０、電気絶縁性基材１の表面を粗化する方法について述べたが、前述のサンドブラスト、ウオーターブラスト等の機械的な方法によっても同様に粗化することができる。
【００４９】
ここで、導電性粒子９を部分的に除去した後の貫通孔表面の様子を図３に模式的に示した。貫通孔３としては、前述した貫通孔加工形状であるほぼ円形を保っており、不規則な導電性ペースト４の広がりが抑制できている。これによって、大判状の電気絶縁性基材で加工を行った場合の貫通孔径のばらつきが実質的に小さくなることで、貫通孔と貫通孔を覆う配線部のクリアランスを小さくでき、その結果配線基板の高密度化が実現できるのである。
【００５０】
また、プレスシートを除去した状態では、樹脂１０の薄い被膜が導電性ペーストの表面を覆うため、導電性粒子９が露出するのはプレス中にプレスシートと導電性粒子が密着していた密着界面のみである。しかしながら、図３に示したように、導電性粒子９の部分的な除去工程によって露出面積を広げることができているのである。
【００５１】
また、この導電性粒子の部分的な除去工程において、図２（ｄ）に示すように電気絶縁性基材１表面に固着した飛散ペースト８を同時に除去することがより好ましい。これによって、配線間のショート不良を抑制することができ、より微細な配線間隔を実現することができるのである。
【００５２】
なお、プレスシート６として金属箔を用い、この金属箔と導電性ペースト内の導電性粒子を同一の薬液で溶解することが製造工程を簡略化できる点でより好ましい。このような一例としては、プレスシート６として銅箔を用い、導電性粒子９に銅粉を用いることができる。この場合は薬液として銅のエッチャント（塩化鉄、塩化銅、硫酸と過酸化水素水混合液、アルカリ系エッチング液、過硫酸アンモニウム等）を用いることができる。他の例としては、プレスシート６としてアルミニウム箔を用い、導電性粒子９に銅粉を用いた場合には、塩化鉄、塩化銅を用いることができる。
【００５３】
引き続き図１（ｊ）、図２（ｅ）に示すように、露出した導電性ペースト４と結合するめっき配線７を形成する。ここで、導電性粒子９を部分的に除去することで、めっき配線形成前に貫通孔上の導電性ペースト表面において、導電性粒子が除去界面として広い面積で露出している。この除去界面において、めっき配線との強固な金属的な接合が実現できるのである。
【００５４】
このめっきによる配線形成には無電解めっき、電解めっきが用いられる。ここで示すめっき配線７は導電性粒子９と金属的に結合することが重要であり、一例として導電性粒子９に銅粉を用い、Ｐｄ触媒処理を施した後に、めっき配線として無電解銅めっきを用いることでこの結合を実現できる。配線パターンの形成は、全面に無電解めっきによって配線材料を形成した後にエッチングによってパターニングして形成することができる。この全面に無電解めっきを施す工程に替えて、無電解めっきの下地層上に電解めっきを併用すると短時間で厚膜形成することが可能となり生産性に優れる。また、電解めっきを併用した場合には、電解めっき液としてビアフィル用の添加剤が調合されたものを用いると、凹んだ貫通孔上のめっき析出速度を速め、図２（ｅ）に示したように、めっき配線表面を平坦にすることが可能である。貫通孔上のめっき配線の表面が平坦になることでＢＧＡ、ＣＳＰ等の電子部品の接続端子である半田ボールとの接続性が向上し、結果として、貫通孔上に半田ボールとの接続端子を配置するビアオンパッド構造が実現できる。
【００５５】
また、図２（ｅ）に示したように貫通孔上のめっき配線をより厚く形成することで、めっき配線の剛性を高めることができ、これによって、電子部品を実装した際等に発生する外部応力が加わった場合でも、めっき配線と導電性ペースト界面の変形を抑制し、ビア接続性の劣化を抑制することができる。
【００５６】
このように導電性ペースト内の導電性粒子と結合するように形成されためっき配線は、結合界面での強度に優れ、配線上に電子部品が実装されるなど機械的なストレスが働いた際でも導電性ペーストとの結合界面で亀裂が生じにくい特徴がある。つまり、導電性ペースト内の導電性粒子同士の結合強度より配線と導電性ペーストの結合強度を強くすることで、応力が発生した際の緩和を導電性ペースト内部で実現することができる。導電性ペースト内部では導電性粒子が立体的に高密度に接触しているため、応力によって導電性粒子の位置が変化したとしても電気的接続の状態を劣化させることがない。この結果として、安定した層間接続を実現する配線基板を提供することができる。
【００５７】
また、前述の導電性粒子の部分的な除去工程において、薬液を用いて導電性粒子を溶解除去した場合には、薬液での処理時間を長くすると、表面部分に露出していた導電性粒子が完全に溶解してなくなることとなる。ここで、引き続き処理を続けると、完全に除去された導電性粒子と高密度に接触していた隣接する導電性粒子に薬液が接触し、連続して導電性粒子の部分除去がなされていく。つまり、導電性ペーストの深さ方向に局所的な窪みが形成されていくのである。この導電性ペースト表面にめっき配線を形成すると図４に示す状態となる。図４には電気絶縁性基材１、導電性ペースト４、めっき配線７の界面部分を拡大して示している。導電性粒子の溶解除去された空間で形成された前述の局所的な窪みに、めっき配線が形成されるために、めっき配線には局所的な突出部が形成されることとなる。この局所的な突出部は、薬液の浸透によって形成されており突出方向に垂直な断面が一定でない形状を有し、当該断面の面積が突出部の底と先端との間で最大とすることができる。これによって導電性ペーストとめっき配線とのアンカー効果をより高めると共に、接触面積を広く確保することができ、その結果、ビア接続性を向上させることができるのである。
【００５８】
また、めっき配線７と導電性ペースト４との接続界面の一例をさらに拡大したものとして、図５に示した。図５では導電性粒子９の部分的な除去と樹脂１０の除去を組み合わせて行った例である。導電性粒子９はめっき配線７との接触界面において部分的に除去されており、除去界面１３にてめっき配線７と結合している。また、導電性ペースト４内の樹脂１０はこの樹脂１０の除去処理によって表面に粗化部１２が形成されており、樹脂１０とめっき配線７との密着を強固なものとしているのである。つまり、めっき配線と接触する導電性ペースト内の樹脂表面を粗化することでめっき配線と樹脂との密着性を向上させ、結果として導電性粒子とめっき配線界面にかかる応力を分散し、ビア接続性を向上させることができるのである。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明のめっき配線の形成方法について別の実施の形態について示す。図６（ａ）〜（ｆ）に本実施の形態にかかる配線基板の主要製造工程について示した。ここで、図６（ａ）については、既に述べた図１（ｉ）と同じ状態であり、図１（ａ）〜（ｈ）に示した製造方法で形成されるものである。
【００６０】
導電性ペースト４内の導電性粒子の部分的な除去を行った状態が図６（ａ）であり、引き続き、電気絶縁性基材１表面にＰｄ触媒処理を行った後、無電解めっきでシード層１４を形成すると図６（ｂ）に示す状態となる。このシード層は露出した導電性ペースト内の導電性粒子と金属的に結合している。
【００６１】
ここで、無電解めっき厚みとしては微細な配線を形成する点では５μｍ以下が好ましく、一例として４０μｍピッチの微細配線を形成する場合には１μｍ厚の無電解銅めっきを行った。
【００６２】
次に、シード層１４の表面にめっきレジスト１５を形成すると図６（ｃ）に示す状態となる。このめっきレジストは微細パターンを形成する点で、露光現像タイプのものが好ましく、ドライフィルムタイプでも、液状タイプでも構わない。一方、配線を厚くする場合には、ドライフィルムタイプを用いることがより好ましく、一例として厚み１２μｍの配線を形成する場合には１５μｍ厚みのドライフィルムレジストを用いた。
【００６３】
引き続き、露出したシード層１４に対して、電解めっきを行うと図６（ｄ）に示す状態となる。ここでは、電解めっきとして電解銅めっきを行い、厚みは前述のめっきレジスト厚み以下になるように１３μｍを狙いとした。次に、図６（ｅ）に示すように、めっきレジスト１５を除去し、露出したシード層１４を除去すると図６（ｆ）に示した状態が得られる。このシード層除去には塩化銅、塩化鉄、過硫酸アンモニウム等の銅のエッチング液を用いることができるが、スプレー噴霧すると、より狭い配線間のシード層を除去できる点でより好ましい。
【００６４】
なお、前述の例ではシード層１４を無電解めっきで形成する例を示しているが、無電解めっきに替えて、真空蒸着、スパッタ等の薄膜形成方法を用いても同様の効果が得られる。
【００６５】
上記した製造方法においては、電解めっきでパターン形成した配線に対してシード層のエッチングを行うが、このエッチング量は薄いシード層の厚み分で良く、電解めっきでパターン形成した配線幅の細りはシード層の厚み程度に抑えられている。すなわち、実施の形態１で示した例に比べてより微細な配線形成が可能となるのである。
【００６６】
（実施の形態３）
次に、本発明のめっき配線の形成方法について別の実施の形態について示す。図７（ａ）〜（ｄ）に本実施の形態にかかる配線基板の主要製造工程について示した。ここで、図７（ａ）については、既に述べた図１（ｉ）と同じ状態であり、図１（ａ）〜（ｈ）に示した製造方法で形成されるものである。なお、実施の形態２で既に説明した内容と重複する部分については、簡略化して説明することにする。
【００６７】
まず、導電性ペースト４内の導電性粒子の部分的な除去を行った状態が図７（ａ）であり、引き続き、電気絶縁性基材１の表面にＰｄ触媒処理を行い、めっきレジスト１５を形成すると図７（ｂ）に示す状態となる。このめっきレジストは、既に実施の形態２で示したものと同様の材料を用いることができる。
【００６８】
次に、図７（ｃ）に示すように、めっきレジスト１５の開口部に無電解めっきによってめっき配線７を形成する。ここでは、無電解めっきとして無電解銅めっきを用いた。また、めっき配線７の厚みがめっきレジスト１５より薄くなるように形成するのは、前述の実施の形態２と同様である。次に、めっきレジスト１５を除去し、めっきレジスト１５の下に残存していたＰｄ触媒を除去すると図７（ｄ）に示す状態が得られる。ここで、Ｐｄ除去として一般に市販されている薬液を用いても構わないし、過マンガン酸カリウムと水酸化ナトリウムの混合液によって、電気絶縁性基材１の表面を極薄く溶解除去し、樹脂ごとＰｄを除去しても構わない。
【００６９】
上記した製造方法においては、パターンめっきを行った後に、実施の形態２で示した例の様に、シード層のエッチングを行う必要がなく、パターンめっきの寸法がそのまま、配線幅となり、より高精度に微細な配線を形成することができるのである。
【００７０】
（実施の形態４）
なお、実施の形態１〜３では、両面基板の例を用いて説明したが、配線基板の層数はこれに限定されるものではなく、多層基板についても同様の効果が得られる。図８に示したのは、本発明の配線基板を含んだ多層配線基板の一例である。図８（ａ）〜（ｄ）に主要製造工程について示している。なお、既に述べた例と同様の部分については、簡略化して説明する。
【００７１】
図８（ａ）に示したのは、配線基板１６と、導電性ペースト４が充填された電気絶縁性基材１（図１（ｅ）と同様の状態）と、プレスシート６が積層配置された状態である。この図では、配線基板１６として全層ＩＶＨ構造の４層基板を示しているが、配線基板はこれに限定されるものではなく、異なる層数にしても構わないし、貫通スルーホールを備えた基板構造等の別構造の配線基板を用いても構わない。次に、熱プレス工程で加熱加圧し、電気絶縁性基材１を硬化させると図８（ｂ）に示す状態となる。引き続き、表面のプレスシート６を除去し、露出した導電性ペースト４に対して、導電性ペースト内の導電性粒子の部分的な除去を行うと図８（ｃ）に示す状態となる。次に、電気絶縁性基材表面にめっき配線７を形成すると、図８（ｄ）に示す多層配線基板が完成する。なお、めっき配線の形成方法については、前述の実施の形態で示した方法を任意に用いることができる。また、多層配線基板の構造については、上記工程を複数回繰り返して本発明の配線基板を多層構造で含む構成にしても構わない。このような製造方法によって、本発明の微細ビアと微細配線を備えた多層配線基板を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる配線基板および配線基板の製造方法は、導電性粒子の部分的な除去を行った導電性ペーストに対してめっき配線を形成することで、ビア、配線をより微細化できると共に、ビア接続性や絶縁性の特性を満足する配線基板およびその製造方法を提供することができる。すなわち本発明は高密度配線基板に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）〜（ｊ）本発明の実施の形態１における配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【図２】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施の形態１における配線基板の製造方法の主要工程を拡大して示した工程断面図
【図３】本発明の実施の形態１における導電性粒子の部分的な除去工程後の貫通孔表面を示す外観図
【図４】本発明の実施の形態１における配線基板の貫通孔表面近傍を部分的に拡大した断面図
【図５】本発明の実施の形態１における配線基板のめっき配線と導電性ペースト界面を拡大して示した断面図
【図６】（ａ）〜（ｆ）本発明の実施の形態２における配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【図７】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施の形態３における配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施の形態４における配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【図９】（ａ）〜（ｈ）従来の配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）従来の配線基板の製造方法における主要工程を拡大して示した工程断面図
【図１１】（ａ）〜（ｉ）従来の配線基板の製造方法を主要工程ごとに示した工程断面図
【符号の説明】
【００７４】
１  電気絶縁性基材
２  保護フィルム
３  貫通孔
４  導電性ペースト
５  配線材料
６  プレスシート
７  めっき配線
８  飛散ペースト
９  導電性粒子
１０  樹脂
１１  配線
１２  粗化部
１３  除去界面
１４  シード層
１５  めっきレジスト
１６  配線基板
【図１】
2006156617.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006156617.tif 000006
【図５】
2006156617.tif 000007
【図６】
2006156617.tif 000008
【図７】
2006156617.tif 000009
【図８】
2006156617.tif 000010
【図９】
2006156617.tif 000011
【図１０】
2006156617.tif 000012
【図１１】
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