(57)【要約】【課題】電気・電子機器の小型・高信頼性への要求に対応した多層回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】層間接続にあらかじめ形成した側壁にテーパ形状を有する貫通穴の中に柱状突起を有し、該貫通穴と柱状突起との間は導電体にて充填されている多層回路基板の製造法において、ポリイミドを層間絶縁材とする両面銅張積層板１の貫通穴となる部位の少なくともその片面にある銅箔を除去し、これをコンフォーマルマスクとして化学エッチングの手法にてポリイミドにテーパ形状を有する穴６を一括で形成する。そして、必要に応じて該穴の底部に露出した銅箔をポリイミドをマスクとしてエッチングする事により貫通穴７を一括形成し、該貫通穴７と柱状突起９との間は導電体１２で充填する。【選択図】  図1
2006128448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層回路基板の上に順次積層される多層回路基板であって、前記多層回路基板は、層間絶縁樹脂に予め形成した側壁にテーパ形状を有する貫通穴の中に柱状突起を有し、該貫通穴と柱状突起との間は導電体にて充填されていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
層間絶縁樹脂に予め形成する貫通穴の最小径が柱状突起の最大径と同じかあるいは大きいことを特徴とする請求項1の多層回路基板。
【請求項３】
層間絶縁樹脂に予め形成する貫通穴をエッチングにて一括形成することを特徴とする請求項1あるいは請求項2の多層回路基板。
【請求項４】
層間接続にあらかじめ形成した側壁にテーパ形状を有する貫通穴の中に柱状突起を有し、該貫通穴と柱状突起との間は導電体にて充填されている多層回路基板の製造法において、ポリイミドを層間絶縁材とする両面銅張積層板の貫通穴となる部位の少なくともその片面にある銅箔を除去し、これをコンフォーマルマスクとして化学エッチングの手法にてポリイミドにテーパ形状を有する穴を一括で形成し、必要に応じて該穴の底部に露出した銅箔をポリイミドをマスクとしてエッチングする事により貫通穴を一括形成し、該貫通穴と柱状突起との間は導電体で充填することを特徴とする多層回路基板の製造方法。
【請求項５】
上記柱状突起は、下層回路基板の配線上に、あるいは銅箔上に予め形成された導電性の突起であって、配線上に直接印刷、エッチング、メッキ、金属ワイヤを配置し超音波を印加することにより形成するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写することを特徴とする請求項４の多層回路基板の製造方法。
【請求項６】
上記エッチングにより形成する柱状突起は、エッチングバリア層を有し、回路形成用銅箔と突起形成用銅箔からなる銅箔の突起形成用銅箔部をエッチングバリア層を侵さない液にてエッチングすることにより柱状突起とし、エッチングバリア層を柱状突起および回路形成用銅箔を侵さないエッチング液にて除去することを特徴とする請求項５の多層回路基板の製造方法。
【請求項７】
上記柱状突起は、下層回路基板の配線上に予め形成された非導電性の突起であって、配線上に直接印刷、電着、あるいは接着性のある絶縁樹脂を貼り合わせた後にエッチングあるいは機械加工により形成するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写することを特徴とする請求項４の多層回路基板の製造方法。
【請求項８】
上記柱状突起は、積層後に上層回路基板よりもその上端が下部、あるいは上部にあることを特徴とする請求項４の多層回路基板の製造方法。
【請求項９】
上記回路基板の製造法において、積層後に上層回路基板の全面にレジスト膜を形成し、貫通穴部に該レジストの開口を設けて、該開口部にメッキにより貫通穴と柱状突起の間を導電体で充填することを特徴とする請求項４の多層回路基板の製造方法。
【請求項１０】
上記回路基板の製造法において、積層後に上層回路基板に印刷法により貫通穴と柱状突起の間を導電体で充填することを特徴とする請求項４の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
上記回路基板の製造法において、貫通穴と柱状突起を導電体で充填したのち、研磨を行う事で平坦化することを特徴とする請求項４ないし請求項１０の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層回路基板及びその製造方法に関するものであり、さらに詳細にいえば、本発明は電気・電子機器の小型・高信頼性への要求に対応した多層回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気・電子機器の更なる小型・軽量化の要求のために回路に必要な配線の密度は年々高くなっている。
【０００３】
配線密度の向上の要求には回路基板を多層化する事で対応している。一般に多層回路基板はあらかじめ配線を形成した内層基板上に絶縁シート（例えばプリプレグ）を介して銅箔を積層・配置し、加熱加圧により一体化した後、穴明け加工およびメッキ処理による配線層間の電気的な接続、表面銅箔についてのパターニングにより得ている。
【０００４】
しかしながら、メッキ処理に際し、穴明け後に穴底部に残る加工残渣を除去する(デスミア)必要があり、デスミアが不十分であると層間の導通信頼性が確保できなくなるという問題がある。また、デスミアが十分であっても導通信頼性を確保するためにはメッキを十分厚付けする必要がある。
【０００５】
この導通信頼性を確実なものとするために穴内部をメッキで充填する方法が例えば特開２００３−１５２３３９号公報などで開示されている。あるいは導電性ペーストを印刷法などにより流し込み、穴内に流し込んだ導電性ペーストの樹脂分を硬化させて、穴を充填する方法が例えば特開２００４−６９７１号公報などで開示されている。
【０００６】
しかしながらメッキで穴を充填する場合、穴内部を完全に充填するためにメッキ時間が多量に必要であり、従来に比べて製造コストが増加してしまうという問題がある。また、メッキの析出速度は穴上部のほうが下部に比べて速いために充填された穴内部に空隙が生じ、例えばサーマルショックにおける膨れなどの問題が発生し、信頼性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、穴あけの手法はレーザーなどで一穴ずつ加工する手法がとられているが、穴数が増加するに従い加工時間が増加する。加工時間の増加はコストの増大へとつながる。
【０００８】
そこで、穴あけを行わず柱状導体で層間絶縁樹脂を貫挿し、反対面の銅箔と圧着することにより層間の導通を得る方法が例えば特開２００２−３０５３７６号公報に提案されているが、柱状導体の形状ばらつきのために貫挿不良が生じ、層間の導通が得られなくなるおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−１５２３３９号公報
【特許文献２】特開２００４−６９７１号公報
【特許文献３】特開２００２−３０５３７６号公報
【特許文献４】特開２００１−３２６４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、メッキで穴を充填する際には穴上下でのメッキ析出速度に由来する充填不良のおそれがあることおよび多量のメッキ時間が必要であること、ペーストの際には穴の容積が大きいと充填の難易度が上がり、充填不良を起こすおそれがあること、柱状導体を貫挿する場合は柱状導体の形状ばらつきにより貫挿不良が生じるおそれがあることである。また、穴あけについては単穴の加工は穴数の増大に対してコスト増加を引き起こすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明は、層間絶縁樹脂にあらかじめ側壁にテーパを有する貫通穴を形成し、該穴を柱状突起の貫挿部として穴と柱状突起間をメッキあるいは導電性ペーストで充填する。この際、貫通穴の最小径を柱状突起の最大径と同じ、あるいは大きくすることで確実に貫通穴に柱状突起を貫挿することが可能となる。
【００１１】
この際、穴上部の開口径と穴下部の径の比を穴上部と穴下部のメッキ析出速度の比の逆数よりも大きくなるようなテーパ形状に設定することで、メッキ時充填された穴内部に空隙が生じるおそれがない。また、充填すべき穴の容積が小型化できることから、メッキ時間の短縮が可能となる。また、メッキ時に層間導通部以外の箇所にメッキレジストを設けることにより表層配線の薄膜化が可能となり、より微細な配線を形成することが可能となる。
【００１２】
また、層間絶縁樹脂にあらかじめ側壁にテーパ形状を有する貫通穴を形成し、該穴を柱状突起の貫挿部として穴と柱状突起間を導電ペーストで充填する。この際、充填すべき穴の容積を小型化、および側壁がテーパ形状であるため、導電ペーストによる充填不良のおそれがない。また、導電ペーストを適用することで層間接続のためのメッキが不要となることから、表層配線の薄膜化が可能となり、より微細な配線を形成することが可能となる。
【００１３】
さらに、あらかじめ層間絶縁樹脂の柱状突起貫挿部には穴が形成されているので貫挿不良を引き起こすおそれがない。
【００１４】
この際、ポリイミドを層間絶縁材とする両面銅張積層板の貫通穴となる部位の少なくともその片面にある銅箔を除去し、これをコンフォーマルマスクとして化学エッチングの手法にてポリイミドに穴を形成し、必要に応じて穴の底部に露出した銅箔をポリイミドをマスクとしてエッチングする事により貫通穴を一括形成することで穴数によらず一定の加工時間、加工コストで穴を形成することが可能となる。また、この際、化学エッチングによりポリイミドに穴を形成することで穴側壁にテーパ形状を与えることが可能である。
【００１５】
柱状突起に導電体を選択する場合、その形成方法は配線上に直接印刷するか、エッチング、メッキ、金属ワイヤを配置して超音波を印加するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写するなどの手法が適用可能である。エッチングによる柱状突起形成の一手法としては、例えば特開２００１−３２６４５９号公報に示すごとくエッチングバリア層を有する銅箔の突起形成用銅箔をエッチングバリア層を侵さない液にてエッチングすることにより柱状突起を形成し、エッチングバリア層を柱状突起および回路形成用銅箔を侵さないエッチング液にて除去するなどの手法がある。
【００１６】
また、柱状突起に非導電体を選択する場合、配線上に直接印刷、電着、あるいは接着性のある絶縁樹脂を貼り合わせた後にエッチングあるいは機械加工するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写するなどの手法が適用可能である。さらに、柱状突起に樹脂を適用することで層間接続部すべてを金属で充填する場合に比べて例えばサーマルショックなどにより層間接続部が受けるストレスを樹脂により軽減することが可能となり、より高い信頼性を有する多層回路基板の製造が可能となる。
【００１７】
また、必要に応じて貫通穴と柱状導体の間を導電体で充填した後、研磨を行い平坦化することで、層間導通部上に部品を実装することも可能であり、多層回路基板の高密度実装が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、層間接続用の穴を効率的に充填し、かつ柱状突起の貫挿不良のおそれのない高い信頼性を有する多層回路基板の製造が可能となる。すなわち高信頼性を有する層間接続を効率的に製造可能であり、かつ表層の配線が微細化可能であることから、高密度の多層回路基板が製造可能であり、ひいては電気、電子製品を小型化し、かつ、安価に提供することができる。
【００１９】
また、表層配線を薄膜化することにより、これを可撓性回路基板における屈曲部に適用した場合、従来よりも低い屈曲力による曲げが可能となるため、例えばコンパクトディスクプレーヤーなどにおける光ピックアップに適用した場合、必要トルクが低くなり、駆動部の消費電力がおさえられ、バッテリの長寿命化に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図1は本発明の一実施例による多層回路基板の製造工程図を示す。
【００２１】
まず同図（１）のように両面銅張積層板1の上層の配線となる面の銅箔２のうち、層間接続用の穴となる箇所の銅箔をフォトエッチングプロセスなどで除去して開口５を形成する。
【００２２】
次に、同図(２)のように、銅箔２をマスクとして開口５から化学エッチング、たとえばポリイミドエッチング液ＴＰＥ−３０００（商品名：東レエンジニアリング製）により、樹脂部３をエッチングし、柱状突起の貫挿部６を形成する。
【００２３】
ついで、同図(３)のように上層の配線とは反対面の銅箔４を除去し、貫挿部６を貫通穴７とする。
【００２４】
ここで、貫通穴７の上部の開口径と穴下部の径の比を穴上部と穴下部のメッキ析出速度の比の逆数よりも大きくなるようなテーパ形状に設定することで、後工程でのメッキ時充填された穴内部に空隙が生じる事態を防止し、また、充填すべき穴の容積が小型化できることから、メッキ時間の短縮が可能となる。
【００２５】
ついで、同図(４)のようにあらかじめ柱状突起９を形成した下層回路基板８と貫通穴７に柱状突起９が貫挿するように重ねあわせることで貫通穴内に柱状突起を有する層間接続部１０が形成される。
【００２６】
上記において、柱状突起９に導電体を選択する場合、その形成方法は配線上に直接印刷するか、エッチング、メッキ、金属ワイヤを配置して超音波を印加するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写するなどの手法を適用できる。
【００２７】
また、柱状突起９に非導電体を選択する場合、配線上に直接印刷、電着、あるいは接着性のある絶縁樹脂を貼り合わせた後にエッチングあるいは機械加工するか、あるいは予め除去可能なキャリア上に柱状突起を形成しこれを該配線上に転写するなどの手法が適用可能である。
【００２８】
さらに、同図（５）のごとく、該層間接続部１０周辺が開口するようにメッキレジスト１１をフォトプロセスなどで形成する。次に、同図(６)のようにメッキレジスト１１の開口部に無電解メッキついで電解メッキを施すことで層間接続部１０を導電体１２で充填する。
【００２９】
そこで、同図（７）のように、メッキレジスト１１を除去することで柱状突起9を有する貫通穴７内が導電体１２で充填された構造が形成される。
【００３０】
図2は本発明の他の実施例による多層回路基板の製造工程図を示す。
【００３１】
同図.(１)から(４)は上記図１の説明と同様であるが、層間接続部は符号13で示す。同図(１)から(４)のプロセスを経て形成した貫通穴７内に柱状突起９を有する層間接続部１３に印刷の手法にて導電性ペースト１４を充填することで柱状突起９を有する貫通穴７内が導電体で充填された構造が形成される。
【００３２】
ここで、充填すべき貫通穴７の容積を小型化、および側壁をテーパ形状に形成されているので、導電ペースト１４による充填不良のおそれがない。
【００３３】
上記両実施例において、貫通穴と柱状突起間を導電体又は導電ペースト１４で充填した後、必要に応じ研磨を行って表面を平坦化することもできる。
【００３４】
図３は本発明のさらに他の実施例による多層回路基板の製造工程図を示す。
【００３５】
まず同図（１）のように両面銅張積層板1の上層の配線となる面の銅箔２のうち、層間接続用の穴となる箇所の銅箔をフォトエッチングプロセスなどで除去して開口５を形成する。
【００３６】
次に、同図(２)のように、銅箔２をマスクとして開口５から化学エッチング、たとえばポリイミドエッチング液ＴＰＥ−３０００（商品名：東レエンジニアリング製）により、樹脂部３をエッチングし、柱状突起の貫挿部６を形成する。
【００３７】
ついで、同図(３)のように上層の配線とは反対面の銅箔４を除去し、貫挿部６を貫通穴７とする。
【００３８】
そこで同図（４）のように例えば特開２００１−３２６４５９号公報に示すごとくエッチングバリア層を有する銅箔の突起形成用銅箔１５をエッチングバリア層を侵さない液にてエッチングすることにより柱状突起１６を形成し、エッチングバリア層を柱状突起１６および回路形成用銅箔を侵さないエッチング液にて除去してなる導電性柱状突起付銅箔１５と貫通穴７に柱状突起１６が貫挿するように重ねあわせることで貫通穴7内に柱状突起１６を有する層間接続部１７が形成される。
【００３９】
さらに同図（５）のごとく、上記層間接続部17周辺が開口するようにメッキレジスト１８をフォトプロセスなどで形成する。次に同図（６）のようにメッキレジスト１８の開口部に無電解メッキついで電解メッキを施すことで層間接続部１７を導電体１９で充填する。そこで同図（７）のごとくメッキレジスト１８を除去することで柱状突起１６を有する貫通穴内が導電体１９で充填された構造が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例による多層回路基板の製造工程図。
【図２】本発明の他の実施例による多層回路基板の製造工程図。
【図３】本発明のさらに他の実施例による多層回路基板の製造工程図。
【符号の説明】
【００４１】
１  両面銅張積層板
２  銅箔
３  樹脂部
４  銅箔
５  開口
６  貫挿部
７  貫通穴
８  回路基板
９  柱状突起
１０  層間接続部
１１  メッキレジスト
１２  導電体
１３  層間接続部
１４  導電性ペースト
１５  導電性柱状突起付銅箔
１６  柱状突起
１７  層間接続部
１８  メッキレジスト
１９  導電体
【図１】
2006128448.tif 000003
【図２】
2006128448.tif 000004
【図３】
2006128448.tif 000005