【手続補正書】
【提出日】平成21年3月2日(2009.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線パターンの上に第１の樹脂絶縁層と第２の配線パターンが積層され、前記第１の樹脂絶縁層内には前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターン間の電気接続をなす第１のビアホールが形成されてなる多層配線基板であって、
前記第１の配線パターンの両面は、直径１〜５μｍの粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状層を有し、
前記第２の配線パターンは、前記粗面化形状層を介して、前記第１の配線パターンに接続されている多層配線基板。
【請求項２】
第１の配線パターンの外層側に第１の樹脂絶縁層と第２の配線パターンが積層され、前記第１の樹脂絶縁層内には前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターン間の電気接続をなす第１のビアホールが形成され、
前記第１の配線パターンの内層側に、第２の樹脂絶縁層と第３の配線パターンとが形成され、
前記第２の樹脂絶縁層内に形成された、導電性ペーストを充填した第２のビアホールによって、前記第１の配線パターンと第３の配線パターン間とが電気接続されてなる多層配線基板であって、
前記第１の配線パターンの両面は、直径１〜５μｍの粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状層を有し、
前記第２の配線パターンは、外層側の前記粗面化形状層を介して、前記第１の配線パターンに接続され、
前記導電性ペーストは、内層側の前記粗面化形状層を介して、前記第１の配線パターンに接続されている多層配線基板。
【請求項３】
前記第３の配線パターンの両面に、前記第１の配線パターンの両面に形成される粗化形状の層と略同様の粗化形状の層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記第１の配線パターンの両面に形成される粗化形状層は、めっきにより形成された請求項１〜３のいずれか一つに記載の多層配線基板。
【請求項５】
銅箔の両面に、直径１〜５μｍの粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状層を形成する工程と、
前記銅箔を樹脂絶縁層に貼り付け、第１の配線パターンを形成する工程と、
前記第１の配線パターンを覆うように、第１の樹脂絶縁層を形成する工程と、
前記第１の樹脂絶縁層に、ビアホールを形成する工程と、
前記第１の樹脂絶縁層の表面に、銅めっきによって、ビアホール内導体および第２の配線パターンを形成する工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項６】
銅箔の両面に、直径１〜５μｍの粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状層を形成する工程と、
第２の樹脂絶縁層に貫通孔を形成し、導電性ペーストを充填する工程と、
前記銅箔を前記第２の樹脂絶縁層の両面に加熱加圧しながら貼り付け、第１の配線パターン及び第３の配線パターンを形成する工程と、
前記第１の配線パターンを覆うように、第１の樹脂絶縁層を形成する工程と、
前記第１の樹脂絶縁層にビアホールを形成する工程と、
前記第１の樹脂絶縁層の表面に、銅めっきによって、ビアホール内導体および第２の配線パターンを形成する工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】多層配線基板及びその製造方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板とその製造方法に関し、特にビアホール内のめっき接続部において導体回路の剥離を防止し、信頼性に優れた多層配線基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外層銅パターンと内層銅パターンとの間に層間絶縁層が介在されてなるビルドアップ多層配線基板は、一般的には図５に示すような（ａ）〜（ｇ）のプロセスを経て製造されている。
【０００３】
（ａ）コア基板２０１上の内層配線パターン２０２の形成
（ｂ）層間樹脂絶縁層２０３の形成
（ｃ）層間樹脂絶縁層２０３へのビアホール形成用開口部２０４の形成
（ｄ）ビアホール形成用開口部内のデスミア処理
（ｅ）無電解銅めっきによるシード層２０５の形成
（ｆ）電解めっきによるビアホール２０６の形成、及び基板表面の導体層２０７の形成
（ｇ）外層配線パターン２０８の形成
一方、導体回路の剥離を防止するために、内層パターン形成後に化学処理により微細な粗化処理を実施したり、樹脂絶縁層に化学処理により粗化処理を行ったりすることによって導体回路の剥離を防止する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３２０４５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、内層回路パターンの粗化処理が微細で、かつビアホールめっき層や樹脂絶縁層と嵌合するような形状の粗化処理ではないため、導体回路の剥離を防止するには不十分な場合があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回路パターン表面に従来とは異なる形状の粗化処理を行い、さらに樹脂絶縁層との密着性を向上するための防錆層を形成することにより、導体回路の剥離を十分に防止することのできる多層配線基板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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、第１の配線パターン上に第１の樹脂絶縁層と第２の配線パターンが積層され、前記第１の樹脂絶縁層内には前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターン間の電気接続をなす第１のビアホールが形成されてなる多層配線基板であって、前記第１の配線パターンの両面は、直径１〜５μｍの粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状層を有し、前記第２の配線パターンは、前記粗面化形状層を介して、前記第１の配線パターンに接続されている多層配線基板とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多層回路基板およびその製造方法によって、内層回路パターン表面上に粒状のものを１〜５層積層した粗化形状の層をあらかじめ形成することにより、ビアホールめっき層との界面が蛸壺状になるため、アンカー効果により強固な接続を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における多層配線基板について、本発明の特に請求項１に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１における多層配線基板の断面図である。図１（ａ）において、第１の配線パターン１０１上には第１の樹脂絶縁層１０２と第２の配線パターン１０３が積層されている。そして、第１の樹脂絶縁層１０２内には第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４が形成されている。また、第１の配線パターン１０１の両面は、図１（ｂ）に示すような粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有しており、その粗化形状の層の表面には防錆層が形成されている。
【００１０】
なお、実施の形態１において、第１の配線パターン１０１の両面に形成される粗化形状の層は、めっき処理によって粒状の導電体を析出させて形成した粗化層であり、粗化形状の層を構成する粒状導電体の直径は、１〜５μｍとなるように形成されている。本実施の形態においては粒状導電体には銅を用いた。通常、このような方法で粒状導体を形成した場合、図１（ｂ）のような粗化形状を損なわないような極薄厚の金属被膜を形成し、粒状導体が銅箔表面から落下するのを防止している。本実施の形態においてはこの金属被膜にも銅を用いた。
【００１１】
さらに、前記第１の配線パターン１０１の両面に形成された粗化形状を損なわない程度の厚さに、めっき処理によって金属防錆層を形成した。この防錆層は、少なくともニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）のいずれかの金属を含む金属被膜であり、部分的に防錆被膜が非常に薄くなるように縞状に形成されている。
【００１２】
一般的に、ＺｎやＣｒは銅よりも酸化し易いため、このような金属を銅表面に形成することによりＺｎやＣｒが酸化膜を形成し銅の酸化を防止する効果や有機材料との密着性を向上する効果があることが知られているが、一方でＺｎやＣｒの酸化膜は不導体であり、厚付けしてしまうと層間接続に支障をきたすおそれがあるため、部分的に防錆被膜が非常に薄くなるように縞状に形成するようにしている。また、Ｎｉは銅が酸化することによって変色するのを防止するために付着させている。本実施例においては、Ｎｉは０．００１ｍｇ／ｄｍ2未満、Ｚｎ、Ｃｒは０．００１〜０．１５ｍｇ／ｄｍ2の範囲で形成した。
【００１３】
以上のような粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有する第１の配線パターン１０１を用いることによって、第１の樹脂絶縁層１０２内に形成される、第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４の内壁面に形成する銅めっき膜と第１の配線パターン１０１の界面が蛸壺状になるため、アンカー効果により強固な接続を得ることができる。また同様の理由で第１の樹脂絶縁層１０２との密着性も向上することができる。さらに、配線パターン１０１の粗化形状の層の表面に防錆層を形成することによって、銅の酸化を防止するとともに有機材料との密着性を向上する効果が得られる。これによって、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を得ることができるのである。
【００１４】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における多層配線基板について、本発明の特に請求項２〜８に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態２における多層配線基板の断面図である。図２において、第１の配線パターン１０１の内層側には、あらかじめ第２の樹脂絶縁層１０５と第３の配線パターン１０６が形成されており、第２の樹脂絶縁層１０５内には第１の配線パターン１０１と第３の配線パターン１０６間の電気接続をなすために、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７が形成されている。さらに、第１の配線パターン１０１上には第１の樹脂絶縁層１０２と第２の配線パターン１０３が積層されている。そして、第１の樹脂絶縁層１０２内には第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４が形成されている。
【００１６】
ここで、第１の配線パターン１０１および第３の配線パターン１０６の両面は、実施の形態１で説明した図１（ｂ）に示すような粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有しており、その粗化形状の層の表面にはめっき処理による防錆層が形成されている。この粗化形状と、第２のビアホール１０７に充填されている導電性ペーストの導電粒子は略同径になるよう設計されており、平坦な配線パターン表面や微細粗化の表面と、ペースト中の導電粒子との接触点数よりも、本実施の形態で用いた粗化面とペースト中の導電粒子との組み合わせのほうが多くの接触点数を持つことができるため、第２のビアホール１０７の低抵抗化や電気的な接続安定性を向上することができる。
【００１７】
以上のような粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有する第１の配線パターン１０１と第３の配線パターン１０６を用いることによって、第２のビアホール１０７の低抵抗化や電気的な接続安定性を向上することができる。また、第１の樹脂絶縁層１０２内に形成される、第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４の内壁面に形成する銅めっき膜と第１の配線パターン１０１の界面が蛸壺状になるため、アンカー効果により強固な接続を得ることができる。また、同様の理由で第１の樹脂絶縁層１０２や第２の樹脂絶縁層１０５との密着性も向上することができる。さらに、配線パターン１０１の粗化形状の層の表面に、少なくともＮｉ、Ｚｎ、Ｃｒのいずれかの金属を含む防錆層を形成することによって、銅の酸化を防止するとともに有機材料との密着性を向上する効果が得られる。
【００１８】
これによって、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層と、めっきにより導体形成がなされる第１のビアホール１０４を有する層が積層された、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を得ることができるのである。
【００１９】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における多層配線基板の製造方法について、本発明の特に請求項９に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
実施の形態３はめっきによるビアホール形成方法の一例であり、例えば実施の形態１で説明したビアホール構造を有するビルドアップ多層配線基板の製造方法の一例に相当する。図３は実施の形態３における多層配線基板を形成するための工程断面図である。
【００２１】
図３（ａ）において、１０８は両面粗化銅箔で、実施の形態１で説明した方法で両面に粗化形成がなされ、その粗化形状の層の表面にはめっき処理により防錆層が形成されている。
【００２２】
次に図３（ｂ）に示すように、第２の樹脂絶縁層１０５に両面粗化銅箔１０８を貼り付け、例えばサブトラクティブ法により両面粗化銅箔１０８を任意のパターンにエッチングして第１の配線パターン１０１を形成する。本実施の形態においては、第２の樹脂絶縁層１０５として、市販品のガラスエポキシプリプレグを用い、加熱加圧して両面粗化銅箔１０８を貼り付けたが、第２の樹脂絶縁層１０５として使用できる材料はこれに限定されるものではなく、アラミドエポキシプリプレグや液晶ポリマーフィルム、接着剤付きのフレキ基材など様々な材料が適用可能である。この時、第２の樹脂絶縁層１０５に両面粗化銅箔１０８の粗化部がしっかり噛み込んでいるため、若干オーバーエッチング気味にパターン形成することが望ましい。
【００２３】
次に図３（ｃ）に示すように、第１の配線パターン１０１を覆うように、第１の樹脂絶縁層１０２を形成する。この時、第１の樹脂絶縁層１０２はその形成工程において流動性を有することが好ましい。例えば、液状樹脂をスピンコートやロールコート、印刷等の方法でコーティングしたり、あるいは半硬化させた（以下Ｂステージという）樹脂フィルムを加熱ラミネートしたり、プリプレグや樹脂付き銅箔を加熱加圧するなど、熱による樹脂流動性を利用することができる。本実施の形態においては、市販品のガラスエポキシプリプレグを用い、加熱加圧して第１の樹脂絶縁層１０２を形成した。
【００２４】
なお、本工程において、第１の樹脂絶縁層１０２を外層側（第２の樹脂絶縁層１０５に接していない面）には銅箔を配置して加熱加圧を行ったあと、全面エッチングあるいは第１のビアホール形成部のみエッチングするなどの処理を行った。
【００２５】
次に図３（ｄ）に示すように、第１の配線パターン１０１を部分的に露出させるように、ビアホール開口部１０９を形成する。この時ビアホール開口部１０９は、第１の配線パターン１０１に接する側より、開口部の方の穴径が大きくなるように形成する方が好ましい。例えば、炭酸ガスレーザーを用いてビアホール開口部の加工を行うと、容易に本形状を得ることができる。また、炭酸ガスレーザーの波長は銅に吸収されないため、第１の配線パターン１０１が加工されることは防止できる。ただし、炭酸ガスレーザーは熱によって樹脂を焼き切る加工なので、加工時に発生する熱によって第１の配線パターン１０１や第２の樹脂絶縁層１０５に与えるダメージを最小限に抑制する必要がある。
【００２６】
そこで、本実施の形態においては、１パルスあたりの炭酸ガスレーザーのエネルギーを低めに抑制して、数パルスを一定の時間間隔をおいて、加工する方法を実施した。さらに、レーザー加工によって第１の配線パターン１０１の露出部表面に残った、第１の樹脂絶縁層１０２の樹脂残渣を過マンガン酸塩水溶液に浸漬することにより除去した。
【００２７】
次に図３（ｅ）に示すように第１の樹脂絶縁層１０２の表面に触媒核を付与し、無電解銅めっき、および電解銅めっきによって、ビアホール１０４内の導体形成および第２の配線パターン１０３を形成する。本実施の形態においては、第１の樹脂絶縁層１０２の表面にパラジウム触媒核を付与した後無電解銅めっきを行い、厚さ０．５〜２μｍの銅めっき膜を形成し、さらにこの無電解銅めっき膜をめっき電極にして電解銅めっきを行い、銅めっき膜の総厚を２０〜３０μｍ形成した。そしてサブトラクティブ法により銅めっき膜を任意のパターンにエッチングして第２の配線パターン１０３を形成した。こうして、図３（ｅ）に示すようなビルドアップ多層配線基板を作製した。
【００２８】
以上のようにして、粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有する第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４の内壁面に形成する銅めっき膜は、第１の配線パターン１０１の蛸壺状の界面形状からなるアンカー効果により、強固な接続を得ることができる。また同様の理由で第１の樹脂絶縁層１０２との密着性も向上することができる。さらに、配線パターン１０１の粗化形状の層の表面に防錆層を形成することによって、銅の酸化を防止するとともに有機材料との密着性を向上する効果が得られる。これによって、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を得ることができるものである。
【００２９】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における多層配線基板の製造方法について、本発明の特に請求項１０に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
実施の形態４は導電性ペーストを充填したビアホールを有する層と、めっきにより導体形成がなされるビアホールを有する層が積層されたビルドアップ型多層配線基板の製造方法の一例であり、例えば実施の形態２で説明したビアホール構造を有するビルドアップ多層配線基板の製造方法の一例に相当する。図４は実施の形態４におけるビルドアップ多層配線基板を形成するための工程断面図である。
【００３１】
図４（ａ）において、１０８は両面粗化銅箔で、実施の形態１で説明した方法で両面に粗化形成がなされ、その粗化形状の層の表面にはめっき処理により防錆層が形成されている。
【００３２】
次に図４（ｂ）に示すように、１０５は第２の樹脂絶縁層、１０７は第２のビアホールである。まず、第２の樹脂絶縁層１０５に貫通孔を形成する。この時、予め第２の樹脂絶縁層１０５の表面に保護フィルム（図示していない）を形成しておき（あるいは保護フィルムが貼り付けられた状態のまま）貫通孔を形成することが望ましい。貫通孔の形成には金型、ドリル、レーザー等を用いることができる。また第２の樹脂絶縁層１０５の材料には市販品（ガラスエポキシ、あるいはアラミドエポキシ等）を使うことができる。
【００３３】
次に貫通孔の内部に導電性ペーストを充填する。例えば第２の樹脂絶縁層１０５とその上に形成された保護フィルム（図示していない）をマスクとして、スキージ等で導電性ペーストを擦り付ける（もしくは充填する）ことで、セルフアライメント的（自己整合的）に、第２の樹脂絶縁層１０５に形成された貫通孔だけに導電性ペーストを充填することができる。そして導電性ペーストを充填した後、前記保護フィルム（図示していない）を剥がすことで導電性ペーストが充填された第２のビアホール１０７が形成でき、図４（ｂ）の状態を得る。
【００３４】
図４（ｃ）は、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する両面基板の断面図である。図４（ｃ）において、両面基板は第２の樹脂絶縁層１０５の片面に第１の配線パターン１０１が、残り面に第３の配線パターン１０６が形成されている。そして前記第２の絶縁樹脂層１０５を貫通するように形成された第２のビアホール１０７が、第１の配線パターン１０１と第３の配線パターン１０６を層間接続する。
【００３５】
ここで、第１の配線パターン１０１および第３の配線パターン１０６の両面は、実施の形態１で説明した図１（ｂ）に示すような粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有しており、その表面には防錆層が形成されている。この粗化形状と、第２のビアホール１０７に充填されている導電性ペーストの導電粒子は略同径になるよう設計されており、平坦な配線パターン表面や微細粗化の表面と、ペースト中の導電粒子との接触点数よりも、本実施の形態で用いた粗化面とペースト中の導電粒子との組み合わせのほうが多くの接触点数を持つことができるため、第２のビアホール１０７の低抵抗化や電気的な接続安定性を向上することができる。
【００３６】
また、第１の配線パターン１０１と第３の配線パターン１０６は、第２の樹脂絶縁層１０５に両面粗化銅箔１０８を貼り付け、例えばサブトラクティブ法により両面粗化銅箔１０８を任意のパターンにエッチングして形成する。本実施の形態においては、第２の樹脂絶縁層１０５として、市販品のガラスエポキシプリプレグを用い、加熱加圧して両面粗化銅箔１０８を貼り付けたが、第２の樹脂絶縁層１０５として使用できる材料はこれに限定されるものではなく、アラミドエポキシプリプレグや液晶ポリマーフィルム、接着剤付きのフレキ基材など様々な材料が適用可能である。この時、第２の樹脂絶縁層１０５に両面粗化銅箔１０８の粗化部がしっかり噛み込んでいるため、若干オーバーエッチング気味にパターン形成することが望ましい。
【００３７】
次に、図４（ｄ）〜（ｆ）に示す工程は、実施の形態３で説明した図３（ｃ）〜（ｅ）工程と同様の方法で、めっきにより導体形成がなされる第１のビアホール１０４を有するビルドアップ層の形成ができる。
【００３８】
こうして図４（ｆ）に示すような、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層と、めっきにより導体形成がなされる第１のビアホール１０４を有する層が積層された、ビルドアップ型多層配線基板を作製した。
【００３９】
ここで、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層として両面基板の例を説明したが、複数層の導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層を持つ多層配線基板上に第１のビアホール１０４を有する層を積層してもかまわない。
【００４０】
以上のようにして、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層と、めっきにより導体形成がなされる第１のビアホール１０４を有する層が積層された、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を作製できる。
【００４１】
以上のように、粒状の導電体を１〜５層積層した粗化形状の層を有する第１の配線パターン１０１と第３の配線パターン１０６を用いることによって、第２のビアホール１０７の低抵抗化や電気的な接続安定性を向上することができる。また、第１の樹脂絶縁層１０２内に形成される、第１の配線パターン１０１と第２の配線パターン１０３間の電気接続をなす第１のビアホール１０４の内壁面に形成する銅めっき膜と第１の配線パターン１０１の界面が蛸壺状になるため、アンカー効果により強固な接続を得ることができる。また、同様の理由で第１の樹脂絶縁層１０２や第２の樹脂絶縁層１０５との密着性も向上することができることは前述の通りである。さらに、配線パターン１０１の粗化形状の層の表面に防錆層を形成することによって、銅の酸化を防止するとともに有機材料との密着性を向上する効果が得られる。よって、導電性ペーストを充填した第２のビアホール１０７を有する層と、めっきにより導体形成がなされる第１のビアホール１０４を有する層が積層された、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を得ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明の多層配線基板及びその製造方法は、内層回路パターン表面上に粒状のものを１〜５層積層した粗化形状の層を形成することによって、導電性ペーストを充填したビアホールを有する全層ＩＶＨ構造の多層配線基板との組み合わせも可能となり、信頼性に優れたビルドアップ型多層配線基板を得ることができるため、各種電子機器、携帯機器の小型化、搭載部品の高密度実装化の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における多層配線基板の断面図、（ｂ）第１の配線パターン表面の粗化形状を示す図
【図２】本発明の実施の形態２における多層配線基板の断面図
【図３】本発明の実施の形態３における多層配線基板の製造方法を説明する工程断面図
【図４】本発明の実施の形態４における多層配線基板の製造方法を説明する工程断面図
【図５】従来の多層配線基板の製造方法の一例を説明する工程断面図
【符号の説明】
【００４４】
１０１  第１の配線パターン
１０２  第１の樹脂絶縁層
１０３  第２の配線パターン
１０４  第１のビアホール
１０５  第２の樹脂絶縁層
１０６  第３の配線パターン
１０７  第２のビアホール
１０８  両面粗化銅箔
１０９  ビアホール開口部