(57)【要約】【課題】フィルドビアによって配線パターンが層間で電気的に接続された配線基板を容易に製造することを可能にする。【解決手段】配線パターンを電気的に絶縁して積層する絶縁層１４にビア穴１６を形成し、ビア穴の内面を含む前記絶縁層の表面に電解めっきを施してビア穴の内面を含む絶縁層の表面に導体層３０を形成し、導体層を所定のパターンにエッチングすることにより、ビア穴に形成された導体からなるビア３２を介して層間で配線パターンを電気的に接続して形成する配線基板の製造方法において、前記絶縁層１４に、前記導体層３０の厚さの２倍以下の内径寸法のビア穴１６を形成し、前記ビア穴１６を含む絶縁層の表面に電解めっきを施して絶縁層１４の表面に前記導体層３０を形成する際に、前記ビア穴１６を電解めっきによる導体によって充填することを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
2004055633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを電気的に絶縁して積層する絶縁層にビア穴を形成し、ビア穴の内面を含む前記絶縁層の表面に電解めっきを施してビア穴の内面を含む絶縁層の表面に導体層を形成し、導体層を所定のパターンにエッチングすることにより、ビア穴に形成された導体からなるビアを介して層間で配線パターンを電気的に接続して形成する配線基板の製造方法において、
前記絶縁層に、前記導体層の厚さの２倍以下の内径寸法のビア穴を形成し、
前記ビア穴を含む絶縁層の表面に電解めっきを施して絶縁層の表面に前記導体層を形成する際に、前記ビア穴を電解めっきによる導体によって充填することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層にビア穴を形成する際に、ビア穴の内径をＤ、ビア穴の深さをＨとして、ビア穴の内径と深さとの比がＤ：Ｈ＝１：１〜１：１．５のビア穴を形成することを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁層に、内径が１０〜３０μｍのビア穴を形成することを特徴とする請求項２記載の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】
本発明は配線基板の製造方法に関し、より詳細にはきわめて微小な径寸法のビアを備えた配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等の電子部品を搭載する配線基板には、層間に絶縁層を介して配線層を電気的に絶縁して積層して形成した多層配線基板がある。いわゆるビルドアップ法は、絶縁層を介して配線層を積層する際に、層間で配線パターンを電気的に接続するビアを形成しながら配線層を積層していく方法であり、多層配線基板の製造方法として一般的に行われている方法である。
【０００３】
図２は、ビルドアップ法によって多層配線基板を形成する基本的な方法を示す。図２（ａ）は、基板１０に第１層目の配線パターン１２を形成した状態、図２（ｂ）は、配線パターン１２を形成した層を絶縁層１４によって被覆し、レーザ加工等によりビアを形成する部位に合わせてビア穴１６を絶縁層１４に形成した状態、図２（ｃ）は、スパッタリングあるいはめっきによりビア穴１６の内面と絶縁層１４の表面を導体層１８によって被覆した状態を示す。導体層１８を所定のパターンにエッチングすることにより、ビア２０を介して電気的に接続した状態に第２層目の配線パターン２２を形成することができる。ビルドアップ法はこのような絶縁層を形成する操作と配線層を形成する操作を繰り返して、配線層を積層して形成する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常のビルドアップ法では、図２（ｃ）に示すように、ビア穴１６の内面と絶縁層１４の表面に導体層１８を形成した際に、ビア穴１６が導体で完全には充填されず、くぼみ（Ａ部分）が形成されるため、次層の配線層を形成する際には、下層のビア穴１６と重複しない位置にビア穴を配置するといったことが行われている（図２（ｅ））。しかしながら、配線基板に高密度に配線パターンを形成するといった場合に、ビア穴１６の配置が制限されると、十分な密度に配線パターンを形成することができなくなることから、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、ビア穴１６を完全に導体によって充填したビア（フィルドビア）を形成して、多層に形成するといったこともなされている。
【０００５】
ビア穴１６を完全に導体によって充填する方法としては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、めっきによりビア穴１６を形成した絶縁層１４の表面に、ビア穴１６が完全に導体によって充填されるまで導体層２４を厚付けし（図３（ｂ））、厚付けした導体層２４を研磨して薄くしてから配線パターン２２を形成する方法、ビア穴１６のくぼみ部分にはんだ等の金属２６を充填するといった方法がある。図３（ｃ）で、厚付けした導体層２４を薄く研磨して平坦化してから配線パターンを形成しているのは、導体層の厚さが薄いほど細密に配線パターンを形成することができ、導体層の表面を平坦化することでより高精度の配線パターンを形成することができるからである。
【０００６】
しかしながら、導体層を厚付けして研磨する方法や、ビア穴１６部分のくぼみを補整するために金属を充填するといった方法は製造工程が煩雑であり、製造コストがかかるという問題がある。また、フィルドビアを形成する他の方法として、ビア穴を形成した絶縁層にめっきを施す際のめっき液を改善したり、ビア穴内でのめっきの付きまわりを良好にするといった方法も検討されている（特開２００１−２９１９５４号公報）。しかしながら、めっき方法を工夫してフィルドビアを形成する方法は、必ずしも信頼性が高い方法とは言い難い。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ビアを介して層間で配線パターンを電気的に接続した配線基板を製造する際に、電解めっきによりビア穴を導体によって充填したフィルドビアを容易に形成することができ、これによって層間で配線パターンを確実に電気的に接続することができ、配線パターンを高密度に形成することができる配線基板の製造方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、配線パターンを電気的に絶縁して積層する絶縁層にビア穴を形成し、ビア穴の内面を含む前記絶縁層の表面に電解めっきを施してビア穴の内面を含む絶縁層の表面に導体層を形成し、導体層を所定のパターンにエッチングすることにより、ビア穴に形成された導体からなるビアを介して層間で配線パターンを電気的に接続して形成する配線基板の製造方法において、前記絶縁層に、前記導体層の厚さの２倍以下の内径寸法のビア穴を形成し、前記ビア穴を含む絶縁層の表面に電解めっきを施して絶縁層の表面に前記導体層を形成する際に、前記ビア穴を電解めっきによる導体によって充填することを特徴とする。
また、前記絶縁層にビア穴を形成する際に、ビア穴の内径をＤ、ビア穴の深さをＨとして、ビア穴の内径と深さとの比がＤ：Ｈ＝１：１〜１：１．５のビア穴を形成することを特徴とする。これによって、ビア穴を電解めっきによる導体によって確実に充填することができる。
また、前記絶縁層に、内径が１０〜３０μｍのビア穴を形成することを特徴とする。このような小径ビアを形成することによって、高密度配線が可能となり、ビア穴に導体が充填されていることによって層間の配線パターンの電気的接続が確実になされるという利点がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
図１は本発明に係る配線基板の製造方法の実施形態を示す説明図である。以下、製造工程にしたがって説明する。図１（ａ）は、基板１０の表面に第１層目の配線パターン１２を形成した状態を示す。たとえば、片面に銅箔を被着した樹脂基板について、片面の銅箔を所定のパターンにエッチングすることにより配線パターン１２が形成された基板が得られる。
【００１０】
図１（ｂ）は、基板１０の配線パターン１２を形成した面を絶縁層１４によって被覆し、ビア穴１６を形成した状態を示す。絶縁層１４は、ポリイミドフィルム等の電気的絶縁性を有する樹脂フィルムを基板１０の表面にラミネートすることによって形成することができ、ビア穴１６はレーザ加工によって形成することができる。本実施形態の配線基板の製造方法においては、絶縁層１４にビア穴１６を形成する際に、ビア穴１６の内径が従来の多層配線基板において形成しているビア穴にくらべて、はるかに小径となるように形成する。
【００１１】
通常の多層配線基板において絶縁層に形成しているビア穴の内径は１００μｍ程度である。これに対して、本発明においては、絶縁層１４に形成するビア穴１６の内径寸法を１０〜３０μｍとする。多層配線基板を形成する際に絶縁層にビア穴を形成するレーザには炭酸ガスレーザを使用しているが、このような小径のビア穴をあける場合は、炭酸ガスレーザよりも短波長のレーザで、ビアを小径にあけやすいＵＶ−ＹＡＧレーザ（波長５３２μｍ）をスポット状にして使用する。
【００１２】
このように絶縁層１４に形成するビア穴１６を小径に形成するのは、絶縁層１４の表面に配線パターンを形成するための導体層をめっきによって形成する際に、ビア穴１６がめっきによって充填されるようにするためである。したがって、ビア穴１６の内径寸法は、配線パターンを形成する導体層の厚さとの関係で決めることができる。
絶縁層１４の表面にめっきによって導体層を形成する場合は、まずビア穴１６の内面を含む絶縁層１４の表面全体にめっき給電層を形成し、このめっき給電層を利用して電解めっきにより絶縁層の表面に導体層を形成する。めっき給電層の厚さは数μｍ程度であり、導体層の主要部は電解めっきによって形成される。
【００１３】
導体層の厚さは適宜設定することができるが、配線パターンを高密度に形成する場合は薄く形成する必要があり、薄いものでは１５〜２０μｍ程度である。ビア穴１６の内面に形成される導体層の厚さは絶縁層１４の表面に形成される導体層の厚さとほぼ同等であるから、電解めっきによって形成する導体層の厚さをＴとすると、ビア穴１６の内径Ｄは導体層の厚さの２倍よりも若干小さく（Ｄ＜２Ｔ）設定する。したがって、導体層の厚さが１５μｍの場合はビア穴１６の内径は２０〜３０μｍ程度とすればよい。
【００１４】
本実施形態では、絶縁層１４に形成する導体層の厚さを１５μｍとし、ビア穴１６の内径を２５μｍとして絶縁層１４に電解銅めっきを施して導体層３０を形成した。
図１（ｃ）は、絶縁層１４に無電解銅めっきを施してめっき給電層を形成した後、電解銅めっきを施して導体層３０を形成している中間状態を示す。この中間状態では、導体層３０の厚さは最終の厚さに達していないため、ビア穴１６の内面に沿って導体層３０が被着され、ビア穴１６が導体によって充填されていない状態を示している。
【００１５】
図１（ｄ）は、絶縁層１４に所要の厚さにまで導体層３０を形成した状態である。電解銅めっきにより、導体層３０を所定の厚さにまで盛り上げて形成したことにより、ビア穴１６が銅によって完全に充填されている。本実施形態では、ビア穴１６の内径を、導体層３０の厚さの１５μｍの２倍以下に設定したことで、電解銅めっきにより所定の厚さに導体層３０を形成するだけでビア穴１６を銅によって充填することができた。
【００１６】
なお、電解めっきの際におけるビア穴１６内での銅めっきの付きまわり性を考慮すると、ビア穴１６の内径Ｄにくらべてビア穴１６の深さＨを過度に深くすると、ビア穴１６に導体の未充填部が残ってしまったりして好ましくない。通常の電解めっきによってビア穴１６に導体を確実に充填させるようにするには、ビア穴１６の内径Ｄと深さＨとの比を　Ｄ：Ｈ＝１：１〜１：１．５程度とするのがよい。本実施形態では、絶縁層１４の厚さが２２．５μｍであり、ビア穴１６に確実に銅が充填されている。
【００１７】
図１（ｄ）で、３２がビア穴１６に銅が充填されて形成されたビアである。図１（ｄ）に示す状態で、導体層３０を所定のパターンにエッチングすることによって第２層目の配線パターン３４ａを形成することができる。配線パターン３４ａを形成する場合は、導体層３０の表面を感光性レジストにより被覆し、露光および現像して、配線パターンとなる部位を被覆したレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして導体層３０をエッチングすればよい。
【００１８】
図１（ｅ）は、上述した方法を利用し、層間に絶縁層１４を介して第３層目、第４層目の配線パターン３４ｂ、３４ｃを積層して形成し、ビア３２により配線パターンが層間で電気的に接続された多層配線基板を形成した状態を示す。各絶縁層１４に設けたビア３２は、上述したように、電解銅めっきにより導体層を所定の厚さに盛り上げて形成する際にビア穴１６が電解銅めっきによって充填されるように穴径が設定され、ビア穴１６が銅によって充填されたフィルドビアとして形成されている。
【００１９】
このように、ビア３２をフィルドビアとして形成した場合は、絶縁層１４にビア３２を形成する場合に、下層に形成されているビア３２に対して偏位させたジグザグ状に配置するといった制約がなくなり、配線パターンを高密度に形成することが可能になる。また、本実施形態では、配線パターンを形成するに必要な厚さに導体層を電解めっきによって形成する際に、ビア穴１６を導体によって充填させるから、フィルドビアを形成するためにめっき厚を厚くしたり、導体層を研磨したりするといった特別の操作をする必要がなく、電解めっきによって容易にフィルドビアを形成することができるという利点がある。これによって、多層配線基板の高密度配線が可能になるとともに、フィルドビアによって配線パターンを電気的に接続してなる配線基板の製造コストを効果的に低減させることが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る配線基板の製造方法によれば、上述したように、電解めっきによって導体層を形成する際に容易にビア穴が電解めっきによる導体によって充填され、フィルドビアによって配線パターンが層間で電気的に接続された配線基板を容易に製造することができる。また、フィルドビアによって配線パターンを接続することによって、配線基板の高密度配線が可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る配線基板の製造方法を示す説明図である。
【図２】配線基板の従来の製造方法を示す説明図である。
【図３】ビア穴を導体によって充填して形成する配線基板の従来の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　基板
１２　配線パターン
１４　絶縁層
１６　ビア穴
１８　導体層
２０　ビア
２２　配線パターン
２４　導体層
３０　導体層
３２　ビア
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ　配線パターン
【図１】
2004055633.tif 000003
【図２】
2004055633.tif 000004
【図３】
2004055633.tif 000005