(57)【要約】【課題】電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する薄型の配線基板およびその製造方法を提供すること。【解決手段】絶縁層１の貫通孔５内を充填するとともに絶縁層１の上下面にセミアディティブ法により被着されためっき導体から成る配線導体２を具備し、めっき導体は、貫通孔５の上下方向の中央部のみを充填する第１のめっき導体７と、貫通孔５内の第１のめっき導体７よりも外側の部分を充填するとともに絶縁層１の上下面の配線導体２を形成する第２のめっき導体９とから成り、第１のめっき導体７は、貫通孔５内壁を被覆するカーボンブラック膜６を下地導体として形成されており、第２のめっき導体９は、貫通孔５内壁ではカーボンブラック膜６およびその上の無電解めっき膜８を下地導体とし、絶縁層１の上下面では無電解めっき膜８のみを下地導体として形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスクロス入りの樹脂材料から成り、上下に貫通する貫通孔を有する絶縁層と、前記貫通孔内を充填するとともに前記絶縁層の上下面にセミアディティブ法により被着されためっき導体から成る配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記めっき導体は、前記貫通孔の上下方向の中央部のみを充填する第１のめっき導体と、前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに前記上下面の前記配線導体を形成する第２のめっき導体とから成り、前記第１のめっき導体は、前記貫通孔内壁を被覆するカーボンブラック膜を下地導体として形成されており、前記第２のめっき導体は、前記貫通孔内壁では前記カーボンブラック膜およびその上の無電解めっき膜を下地導体とし、前記絶縁層の上下面では無電解めっき膜のみを下地導体として形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
ガラスクロス入りの樹脂材料から成る絶縁層の上下面に銅箔が張着された両面銅張積層板の上面から下面にかけて貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内壁および前記銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆する工程と、前記カーボンブラック膜を下地導体として全面電解めっきを行うことにより、前記貫通孔内および前記銅箔上に前記貫通孔を完全に充填する厚みの第１のめっき導体を形成する工程と、前記第１のめっき導体および前記銅箔をエッチングして前記絶縁層の上下面を露出させるとともに、前記貫通孔の上下方向の中央部を充填するように前記第１のめっき導体を残す工程と、前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分および前記絶縁層の上下面を無電解めっき膜で被覆する工程と、前記無電解めっき膜を下地導体としてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに前記上下面に配線導体となる第２のめっき導体を形成する工程とを行なう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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来、薄型の配線基板として、薄い絶縁層に例えばテーパ状の複数の貫通孔を設け、これらの貫通孔内をめっき導体で充填するとともに絶縁層の上下面に同じめっき導体から成る配線導体を形成した配線基板が知られている。
【０００３】
しかしながら、このような配線基板では、貫通孔内を充填するめっき導体と絶縁層の上下面のめっき導体とが同じめっき導体から成るため、貫通孔内を十分に充填するだけのめっき導体を形成しようとすると、絶縁層の上下面にも例えば厚みが４０μｍ程度の厚いめっき導体が形成されてしまう。このように絶縁層の上下面に形成されるめっき導体の厚みが４０μｍ程度と厚いと、このめっき導体により形成される配線導体の幅および間隔としては、めっき導体の厚みおよび絶縁層とのアンカー深さを考慮すると配線導体幅は、５０μｍ程度、配線導体同士の間隔においては、６０μｍ程度が限界となり、それ以上に細い幅および狭い間隔の配線導体を形成することは困難である。したがって、このような従来の配線基板においては、例えば配線導体の幅および間隔が３０μｍ以下の高密度配線を有する薄型の配線基板を得ることはできなかった。
【０００４】
そこで本願出願人は、先に特願２０１０−１８５８０３（特開２０１２−４４０８１号公報）において、高密度配線を有する薄型の配線基板を提供する方法を提案した。この方法は、絶縁層に貫通孔を設けた後、貫通孔内およびその周囲に、貫通孔を充填するように第１のめっき導体を一旦形成し、次にこの第１のめっき導体が貫通孔の上下方向の中央部を充填して残るようにエッチング処理し、次に貫通孔内の第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに絶縁層の上下面で配線導体を形成する第２のめっき導体をセミアディティブ法により形成する工程とを行なうものである。
【０００５】
しかしながら、この特願２０１０−１８５８０３で提案した方法により形成された配線基板においては、さらなる高密度化の要求に対応して貫通孔の配列ピッチを狭いものとしていくと、貫通孔内を充填するめっき導体を構成する金属イオンが、隣接する貫通孔同士の間でマイグレーションを起こして電気的な絶縁信頼性が低下してしまうという問題があった。これは貫通孔を設けた際に、絶縁層の厚み方向の中央部に補強材として一般的に入っているガラスクロスの断面が貫通孔内に露出し、その露出したガラスクロスと樹脂材料との界面を伝って金属イオンが移動するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−４３７５２号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、隣接する貫通孔の配設ピッチを狭いものとしても、隣接する貫通孔の間におけるマイグレーションが有効に防止され、それにより電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する薄型の配線基板およびその製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の配線基板は、ガラスクロス入りの樹脂材料から成り、上下に貫通する貫通孔を有する絶縁層と、前記貫通孔内を充填するとともに前記絶縁層の上下面にセミアディティブ法により被着されためっき導体から成る配線導体とを具備して成る配線基板であって、前記めっき導体は、前記貫通孔の上下方向の中央部のみを充填する第１のめっき導体と、前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに前記上下面の前記配線導体を形成する第２のめっき導体とから成り、前記第１のめっき導体は、前記貫通孔内壁を被覆するカーボンブラック膜を下地導体として形成されており、前記第２のめっき導体は、前記貫通孔内壁では前記カーボンブラック膜およびその上の無電解めっき膜を下地導体とし、前記絶縁層の上下面では無電解めっき膜のみを下地導体として形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の配線基板の製造方法は、ガラスクロス入りの樹脂材料から成る絶縁層の上下面に銅箔が張着された両面銅張積層板の上面から下面にかけて貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内壁および前記銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆する工程と、前記カーボンブラック膜を下地導体として全面電解めっきを行うことにより、前記貫通孔内および前記銅箔上に前記貫通孔を完全に充填する厚みの第１のめっき導体を形成する工程と、前記第１のめっき導体および前記銅箔をエッチングして前記絶縁層の上下面を露出させるとともに、前記貫通孔の上下方向の中央部を充填するように前記第１のめっき導体を残す工程と、前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分および前記絶縁層の上下面を無電解めっき膜で被覆する工程と、前記無電解めっき膜を下地導体としてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより前記貫通孔内の前記第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに前記上下面に配線導体となる第２のめっき導体を形成する工程とを行なうことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の配線基板によれば、絶縁層の上下面で配線導体を形成する第２のめっき導体は、無電解めっき膜のみを下地導体としてセミアディティブ法で形成されていることから、隣接する配線導体間での電気的絶縁信頼性に優れる高密度配線が可能である。また、貫通孔内を充填する第１のめっき導体および第２のめっき導体は、貫通孔内壁を被覆するカーボンブラック膜を下地導体として有することから、このカーボンブラック膜がマイグレーションのバリアとして機能する。したがって、隣接する貫通孔の配設ピッチが狭いものであったとしても、隣接する貫通孔の間におけるマイグレーションが有効に防止され、絶縁信頼性の高い配線基板とすることができる。
【００１１】
また、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔を有する両面銅張積層板の貫通孔内および銅箔の露出表面をカーボンブラック膜で被覆した後、そのカーボンブラック膜を下地導体として全面電解めっきを行うことにより、貫通孔内および銅箔上に貫通孔を完全に充填する厚みの第１のめっき導体を形成し、次にその第１のめっき導体および銅箔をエッチングして絶縁層の上下面を露出させるとともに、貫通孔の上下方向の中央部を充填するように第１のめっき導体を残すことから、貫通孔の内壁のみがカーボンブラック膜で被覆された状態となる。カーボンブラック膜は、貫通孔同士の間のマイグレーションに対するバリアとして機能するので、隣接する貫通孔の配設ピッチを狭いものにしたとしても、隣接する貫通孔の間におけるマイグレーションが有効に防止される。
【００１２】
さらに、貫通孔内の第１のめっき導体よりも外側の部分および絶縁層の上下面を無電解めっき膜で被覆するとともに、その無電解めっき膜を下地導体としてセミアディティブ法により電解めっきを行うことにより貫通孔内の第１のめっき導体よりも外側の部分を充填するとともに絶縁層の上下面に配線導体となる第２のめっき導体を形成することから、絶縁層の上下面に、無電解銅めっきのみを下地導体としてセミアディティブ法により形成された第２のめっき導体から成る配線導体を絶縁信頼性高く、かつ高密度に形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の配線基板の実施形態の一例を説明するための要部概略断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【図３】図３（ｆ）〜（ｊ）は、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を説明するための工程毎の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の配線基板の実施形態の一例を添付の図１を基に説明する。図１において、１は絶縁層、２は配線導体であり、主としてこれらで配線基板１０が形成されている。
【００１５】
絶縁層１は、ガラスクロス３入りの樹脂材料４から成る。絶縁層１の厚みは１５０〜２５０μｍ程度である。樹脂材料４としては、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【００１６】
絶縁層１の上面から下面にかけては、複数の貫通孔５が形成されている。貫通孔５の直径は、３０〜１００μｍ程度である。
【００１７】
貫通孔５の内壁は、カーボンブラック膜６で被覆されている。カーボンブラック膜６は、カーボンブラックの微粒子の連続層により形成されている。カーボンブラック膜６を形成するカーボンブラックの粒径は、０．０５〜０．１μｍ程度である。
【００１８】
カーボンブラック膜６が形成された貫通孔５の厚み方向の中央部には、第１のめっき導体７が形成されている。第１のめっき導体７は、カーボンブラック膜６を下地導体とした電解銅めっきにより形成されており、貫通孔５の厚み方向の中央部のみを充填している。
【００１９】
貫通孔５内の第１のめっき導体７よりも外側の部分および絶縁層１の上下面には、無電解銅めっき膜８を下地導体として第２のめっき導体９がセミアディティブ法により形成されている。第２のめっき導体９は、電解銅めっきから成り、貫通孔５内の第１のめっき導体７よりも外側の部分を充填するとともに、絶縁層１上下面の配線導体２を形成している。無電解銅めっき膜８の厚みは、０．１〜１μｍ程度である。第２のめっき導体９の厚みは、絶縁層１の上下面上で１０〜２０μｍ程度である。
【００２０】
この配線基板１０においては、貫通孔５の厚み方向の中央部が第１のめっき導体７で充填されていることから、第２のめっき導体９は、貫通孔５の残部を充填するだけでよい。したがって、後述するように第２のめっき導体９を形成する際に、絶縁層１の上下面における第２のめっき導体９の厚みを１０〜２０μｍ程度の薄いものとすることができる。さらに絶縁層１の上下面の第２のめっき導体９は、微細加工に適するセミアディティブ法により形成されているので、絶縁基板１の上下面における配線導体２の幅および間隔が３０μｍ以下の微細な配線導体２を高密度で形成することができる。
【００２１】
また上述したように、貫通孔５内はカーボンブラック膜６で被覆されている。このカーボンブラック膜６は、金属イオンのマイグレーションに対するバリアとして機能する。したがって、隣接する貫通孔５の配設ピッチＰを例えば１５０μｍ以下の狭いものとしたとしても、隣接する貫通孔５の間における銅イオンのマイグレーションがカーボンブラック膜６により有効に防止される。
【００２２】
かくして、本例の配線基板１０によれば、隣接する貫通孔５の配設ピッチＰを狭いものとしても、隣接する貫通孔５の間におけるマイグレーションが有効に防止され、それにより電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する薄型の配線基板１０を提供することができる。
【００２３】
次に、本発明の配線基板の製造方法における実施形態の一例を、添付の図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ｆ）〜（ｊ）を基に説明する。なお、これらの図２および図３において、上述した配線基板１０の場合と同様の部位には同様の符号を付し、煩雑さをさけるため、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
先ず、図２（ａ）に示すように、両面銅張積層板１１を準備する。両面銅張積層板１１は、ガラスクロス３入りの樹脂材料４から成る絶縁層１の上下面に銅箔１２を張着したものである。絶縁層１の厚みは１５０〜２００μｍ程度、銅箔１３の厚みは２〜１８μｍ程度である。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、両面銅張板１１の上面から下面にかけて貫通孔５を形成する。貫通孔５は、例えばレーザ加工により形成する。レーザ加工では、貫通孔５におけるレーザの入射側の開口径が出射側の開口径よりも大きくなる。したがって、貫通孔５はテーパ形状となる。貫通孔５がこのようにテーパ形状であると、貫通孔５の内部をめっき導体で充填することが容易となる。絶縁層１における貫通孔５の直径は、レーザの入射側で８０〜１００μｍ程度、レーザの出射側で３０〜６０μｍ程度となる。また、銅箔１２は、絶縁層１よりもレーザ加工されにくいので、貫通孔５の上下端に銅箔１２の一部が庇状に突出した状態となる。なお、貫通孔５を形成した後には、デスミア処理をすることが好ましい。
【００２６】
次に、図２（ｃ）に示すように、貫通孔５の内壁および銅箔１２の露出表面をカーボンブラック膜６で被覆する。カーボンブラック膜６による被覆は、貫通孔５が形成された両面銅張積層板１１の表面をクリーニングおよびコンディショニング処理によりプラス電荷に帯電させた後、この帯電面にマイナス電荷をもつカーボンブラック粒子を吸着させる方法が用いられる。カーボンブラックの微粒子を吸着させるには、カーボンブラックの微粒子が分散されたカーボンブラック分散液中に両面銅張積層板１１を浸漬したり、カーボンブラック分散液をスプレーしたりする方法が採用される。これによりカーボンブラック微粒子の連続膜が形成される。なお、必要に応じてカーボンブラック粒子の吸着を複数回繰り返してもよい。
【００２７】
次に、図２（ｄ）に示すように、貫通孔５内および銅箔１２上に第１のめっき導体７を形成する。第１のめっき導体７の形成は、カーボンブラック膜６を下地導体として電解銅めっきを全面めっきすることにより行われる。このとき、第１のめっき導体７が貫通孔５内を完全に充填するとともに銅箔１２上における第１のめっき導体７の厚みが４０μｍ程度となるようにめっきする。
【００２８】
次に、図２（ｅ）に示すように、第１のめっき導体７および銅箔１２をエッチングして絶縁層１の上下面を露出させるとともに、貫通孔５の上下方向の中央部を充填するように前記第１のめっき導体７を残す。このとき、貫通孔５内に残った第１のめっき導体７が絶縁層１の上下面からそれぞれ５〜４０μｍ凹む程度までエッチングする。貫通孔５内に残った第１のめっき導体７が絶縁層１の上下面から５μｍより浅く凹むようにエッチングした場合、絶縁層１の上下面に銅箔１２が部分的に残留して微細な配線導体２の形成を妨げる危険性が大きくなり、逆に４０μｍよりも深く凹むようにエッチングすると、第２のめっき導体９を形成する際にその凹みを完全に充填するために絶縁層１の上下面に析出する第２のめっき導体９の厚みが２０μｍを超える厚いものとなって、微細な配線導体２を形成することが困難となる。
【００２９】
次に、図３（ｆ）に示すように、貫通孔５内の第１のめっき導体７よりも外側の部分および絶縁層１の上下面を無電解銅めっき膜８で被覆する。無電解銅めっき膜８の厚みは、０．１〜１μｍ程度とする。
【００３０】
次に、図３（ｇ）に示すように、絶縁層１上下面の無電解銅めっき膜８上に配線導体２のパターンに対応した開口パターンを有するめっきレジスト１３を形成する。めっきレジスト１３の開口パターンは、幅および間隔が３０μｍ以下の開口パターンを含んでいる。
【００３１】
次に、図３（ｈ）に示すように、めっきレジスト１３の開口パターンから露出する無電解銅めっき膜８の表面に、電解銅めっき法により第２のめっき導体９を析出させる。この第２のめっき導体９は、貫通孔５の第１のめっき導体７よりも外側の部分を充填するとともに絶縁層１の上下面で１０〜２０μｍ程度の厚みとなるように形成する。この場合、貫通孔５の厚み方向の中央部は既に第１のめっき導体７により充填されているので、第２のめっき導体９は、貫通孔５の上下端部のみを充填する厚みに被着させればよいので、絶縁層１の上下面に厚みが１０〜２０μｍの薄い第２のめっき導体９を形成することができる。
【００３２】
次に、図３（ｉ）に示すように、めっきレジスト１３を剥離除去する。めっきレジスト１３の剥離には、アルカリ系の剥離液を用いることができる。
【００３３】
最後に、図３（ｊ）に示すように、第２のめっき導体９から露出する無電解めっき膜８をエッチング除去する。これによって、貫通孔５内が第１のめっき導体７および第２のめっき導体９で充填されているとともに絶縁層１の上下面に第２のめっき導体９から成る配線導体２が形成された配線基板１０が完成する。この第２のめっき導体９から成る配線導体２の形成方法は、セミアディティブ法と呼ばれるものであり、下地導体である無電解めっき膜８の上に、配線導体２に対応したパターンの第２のめっき導体９を選択的に析出させた後、第２のめっき導体９から露出する無電解めっき膜８をエッチング除去することにより配線導体２を形成するので、絶縁層１の上下面で配線導体２を形成する第２のめっき導体９が大きくエッチングされることがない。したがって、セミアディティブ法によれば、例えば幅および間隔が３０μｍ以下の微細な配線導体２を高密度で形成可能である。
【００３４】
また、貫通孔５の内壁をカーボンブラック膜６で被覆することから、このカーボンブラック膜６が貫通孔５同士の間のマイグレーションに対するバリアとして機能するので、隣接する貫通孔６の配設ピッチＰを例えば１５０μｍ以下の狭いものにしたとしても、隣接する貫通孔６の間におけるマイグレーションが有効に防止される。
【００３５】
したがって、本例の配線基板の製造方法によれば、隣接する貫通孔５の配設ピッチＰを狭いものとしても、隣接する貫通孔５の間におけるマイグレーションが有効に防止され、それにより電気的絶縁信頼性の高い、高密度配線を有する薄型の配線基板１０を提供することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１    絶縁層
２    配線導体
３    ガラスクロス
４    樹脂材料
５    貫通孔
６    カーボンブラック膜
７    第１のめっき導体
８    無電解めっき膜
９    第２のめっき導体
１０    配線基板
１１    両面銅張積層板
１２    銅箔
【図１】
2015162644.tif 000003
【図２】
2015162644.tif 000004
【図３】
2015162644.tif 000005