(57)【要約】【課題】スルーホールを充填した後に、充填されたスルーホール直上に蓋メッキを形成する工程を削減することができる配線基板の製造方法及び配線基板を提供する。【解決手段】表面及び裏面に銅箔３、４が形成されているコア基板の裏面から、所定の位置に炭酸ガスレーザーを照射して、スルーホール５を形成する（図１Ｂ）。このとき、炭酸ガスレーザーは、コア基板２自体は除去でき、かつコア基板２の表面側の銅箔３に反射されるような条件に設定しておく。次に、銅箔３を底部とする凹状に形成されたスルーホール５内に充填樹脂７を充填したのち、、銅箔３の充填樹脂７直上の領域が残留するように、銅箔３をパターニングして表面側配線層８として、ビルドアップ層ＢＵを形成する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールに充填樹脂が充填されたコア基板の表面上に、絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層が形成され、前記スルーホールに充填された充填樹脂の直上に前記配線層が形成される配線基板の製造方法であって、
前記スルーホールを、少なくとも表面に銅箔が形成されたコア基板の裏面から、前記銅箔のみを貫通しない形態で形成する工程と、
前記スルーホールに、前記コア基板の裏面側から前記充填樹脂を充填する充填工程と、
前記コア基板の表面上に前記ビルドアップ層を形成する工程とを含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記コア基板は、表面に銅箔が形成され、裏面に裏面側配線層が形成されているものであり、
前記裏面に接着層が形成された一対のコア基板を、それぞれの接着層を対向させ、且つ離型シートを介して積層し、これらのコア基板を加圧及び加熱することにより、前記接着層を前記スルーホールに充填するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記充填工程の前に、前記スルーホールの内側全面を覆うスルーホール導体を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記スルーホールを形成する工程において、前記コア基板の裏面の所定位置にレーザを照射して、該レーザにより前記コア基板にスルーホールを形成するようにし、
前記レーザとして、前記銅箔の表面で反射されるものを使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記レーザは炭酸ガスレーザであるこを特徴とする請求項４に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
スルーホールが形成されているコア基板の該スルーホールに充填樹脂が充填されており、かつ、コア基板の表面に銅箔にてなる表面側配線層が前記スルーホールを覆う形態で形成されており、前記充填樹脂は前記表面側配線層の下方に、前記コア基板の表面をはみ出すことなく形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
前記充填樹脂と、前記表面側配線層との間に銅メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の配線基板。
【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及び配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルドアップ配線基板において、その低コスト化及び小型化を実現する目的で、表面と裏面とを貫通するスルーホールが形成されているコア基板の表面（片面）にのみビルドアップ層を形成するものが提案されている。このような配線基板の製造方法としては、コア基板に、該コア基板の表面と裏面とを貫通するスルーホールを形成し、該スルーホール内をメッキして、その後に導電性あるいは非導電性の樹脂を印刷によりスルーホール内に充填し、且つこれにキュア処理を行った後、スルーホールの、コア基板の表面側の端面に蓋メッキを形成して、さらにコア基板の表面上方に絶縁層と配線層とを交互に複数層形成し、ビルドアップ層とする方法が採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、スルーホール直上に配線層を形成するような配線基板の製造方法にあっては、スルーホールを充填樹脂にて充填した後に、充填樹脂により充填されたスルーホール直上に、配線層となる蓋メッキを形成する必要があった。これでは工程量がまし、製造能率の低下を招く。
本発明の課題は、スルーホールを充填した後に、充填されたスルーホール直上に蓋メッキを形成する工程を削減することができる配線基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明の配線基板の製造方法は、スルーホールに充填樹脂が充填されたコア基板の表面上に、絶縁層及び配線層を含むビルドアップ層が形成され、前記スルーホールに充填された充填樹脂の直上に前記配線層が形成される配線基板の製造方法であって、スルーホールを、少なくとも表面に銅箔が形成されたコア基板の裏面から、前記コア基板の表面に形成される前記銅箔のみを貫通しない形態で形成する工程と、スルーホールに、前記コア基板の裏面側から前記充填樹脂を充填する充填工程と、コア基板の表面上に前期ビルドアップ層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００５】
上記の方法によれば、表面に銅箔が形成されているコア基板に対して、その裏面からスルーホールを形成するようにし、さらに、そのスルーホールが、コア基板自体は貫通するものの、その表面に形成されている銅箔は貫通しないようにしている。これにより、コア基板の表面側においては、スルーホールの開口部が形成されない形態となり、スルーホールが銅箔を底部とする凹状に形成されることになる。そして、その後、このように銅箔を底部とする凹状に形成されたスルーホール内に、コア基板の裏面側から、前記スルーホールの底部（銅箔）まで、充填樹脂を充填する。すると、コア基板の表面側において、スルーホールの直上に導電層（銅箔）が形成される形態をおのずと実現することができる。したがって、従来行なわれていたように、充填樹脂により充填されたスルーホールの直上を蓋メッキにより覆わなくても、スルーホール直上に導電層を形成することができるのである。
【０００６】
なお、本明細書中においては、コア基板の表面と裏面との間を貫通していないものもスルーホールの概念に含むものとする。さらに、スルーホールの内壁にスルーホール導体が形成される場合には、該スルーホール導体にて囲まれる中空部をスルーホールと呼ぶこととする。
【０００７】
さらに、本発明においては、前記コア基板は、表面に銅箔が形成され、裏面に裏面側配線層が形成されているものであり、充填工程においては、裏面に接着層が形成された一対のコア基板を、それぞれの接着層を対向させ、且つ離型シートを介して積層し、これらのコア基板を加圧及び加熱することにより、接着層をスルーホールに充填するのがよい。これによれば、充填工程と、配線基板の裏面にソルダレジスト層を形成する工程とを同時にできる。すなわち、接着層を構成する樹脂が、スルーホールに充填される充填樹脂となり、かつ配線基板の裏面に形成されるソルダレジスト層を構成する樹脂となる。したがって、上記の蓋メッキを形成する工程が削減できるのに加えて、更なる製造能率の向上が期待できる。
【０００８】
さらに本発明によれば、スルーホールは、コア基板の表面側に形成されている銅箔を貫通せずに形成されているので、コア基板の裏面から充填樹脂を充填しても、コア基板の表面側に充填樹脂がはみ出して形成されることがない。従来の充填工程においては、充填樹脂がコア基板の表面側にはみ出して形成されることがあった。その場合、蓋メッキを形成しようとすれば、コア基板の表面側の整面研磨が必須であった。しかし、本発明では、蓋メッキの形成工程が削減できることに加えて、コア基板の表面側の整面研磨工程も削減することができ、製造能率の大幅な向上が期待できる。
【０００９】
さらに、本発明においては、充填工程の前に、スルーホールの内側面全面にスルーホール導体を形成するのがよい。スルーホール導体は、コア基板の表面と裏面との接続を実現するために形成される。そのため、従来は、コア基板の表面及び裏面を貫通するスルーホールの内側面に、表面側配線層及び又は裏面側配線層に接続する形で形成されている。本発明においては、さらにスルーホール導体を、スルーホールの底部（銅箔）の充填樹脂と接触する側に形成した。これにより、コア基板の表面側のスルーホール直上に残留する銅箔と、スルーホールに充填される充填樹脂との間にスルーホール導体が形成されることになる。これによれば、充填工程において、スルーホールの直上に位置する銅箔が、圧力の影響でスルーホール内部にへっ込んだり、逆にコア基板の表面側に突出したりしにくくなる。すなわち、コア基板の表面上における銅箔の平坦性を充填樹脂の充填中に維持することができ、銅箔の平坦性がより向上するので、その上方に形成されるビルドアップ層もまた平坦となる。
【００１０】
スルーホールの形成を、コア基板の表面側に形成されている銅箔のみを貫通させずに行うには、具体的には以下のような方法を例示することができる。すなわち、スルーホールを形成する工程において、前記コア基板の裏面の所定位置にレーザを照射して、該レーザにより前記コア基板にスルーホールを形成するようにし、レーザとして、銅箔の表面で反射されるものを使用するのがよい。これによれば、レーザによりスルーホールが形成され、レーザが銅箔に照射してからは、銅箔がレーザにより除去されることはないので、本発明のように、スルーホールを、銅箔を貫通させずに形成されることができる。このようなレーザとして、実用上有用であるのが、炭酸ガスレーザである。炭酸ガスレーザを採用すれば、本発明を実現しやすいとともに、スルーホールの形成速度も速いので製造能率の観点からは有利である。
【００１１】
さらに、以上のような本発明の製造方法により得られる本発明の配線基板は、スルーホールが形成されているコア基板の該スルーホールに充填樹脂が充填されており、かつ、コア基板の表面に銅箔にてなる表面側配線層が前記スルーホールの開口部を覆う形態で形成されており、前記充填樹脂は前記表面側配線層の下方に、前記コア基板の表面をはみ出すことなく形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明者によれば、上記のような構成の本発明の配線基板は、前述にて説明したように、製造工程を簡便にできることに加えて、スルーホールに充填される充填樹脂の直上に配置される表面配線層の平坦性が良好であることがわかった。さらに、このスルーホールの直上に形成される表面配線層の平坦性が良好であるために、ビルドアップ層もより一層平坦に形成されることがわかった。すなわち、充填樹脂がコア基板の表面をはみ出すことなく形成されていることにより、充填樹脂の直上に配置されている表面側配線層が、コア基板の表面上に平坦性を保ったまま形成されるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。図１〜図３は、本発明の配線基板の製造方法について、その概要を示したものである。まず、図１Ａにおいて、コア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに銅箔３、４を形成する。コア基板２は厚みが約８００μｍのガラスーエポキシ樹脂系の複合材料にて構成されている。また、コア基板２として、これらの銅箔３、４が予めコア基板２表面上に形成されているものを使用するようしてもよい。なお、裏面２ｂの銅箔４は、表面２ａの銅箔３よりも厚肉としたり、その表面粗さを表面２ａの表面よりも粗くしてよい。
【００１４】
そして、上記銅箔３、４付きのコア基板２に対して、図１Ｂに示すように、所望の位置にレーザにて穿孔する。このとき、本発明にかかかる方法にしたがって、コア基板２の裏面２ｂ側からレーザを照射し、さらに、コア基板２の表面２ａ側に形成されている銅箔３のみは貫通しないようにする。これにより、表面２ａ側の銅箔を底部とする凹状のスルーホール５を形成することができる。
【００１５】
コア基板２の表面２ａ側に形成されている銅箔３のみを貫通しないようにするためには、前述したように、銅箔３により反射されるようなレーザを採用する。このとき、コア基板２自体は穿孔できるが、銅箔には反射されるように、採用されるレーザとしては、波長が９００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲のものを採用する。このような波長範囲のレーザは、銅箔により反射されやすい。そのなかでも、炭酸ガスレーザを好適に採用することができる。炭酸ガスレーザは上記の条件を満足するとともに、コア基板２を速く穿孔することができるため、特に好適に採用することができる。さらに、炭酸ガスレーザのパルス出力、パルス幅、パルス数等は、銅箔のみを貫通しないように、適宜設計変更することが必要である。例えば、ピーク出力は５ｋＷ〜２０ｋＷ、パルス幅は１μｓｅｃ〜２０μｓｅｃ、パルス数は１〜１０とするのがよい。なお、炭酸ガスレーザにより形成されるスルーホール５の径は、５０μｍ〜３００μｍ程度とされる。なお、炭酸ガスレーザ以外にも、銅箔３により反射されるレーザであれは、ほかのものを採用してもよく、その他の気体レーザ（例えば、エキシマレーザ）や、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等の固体レーザを採用することも可能である。
【００１６】
さらに、銅箔のみを貫通させずにスルーホール５を形成する場合、ドリル等の機械的穿孔手段を採用することも可能である。このとき、予めコア基板２及び銅箔３の厚さのデータを用意しておいて、このデータをもとに、機械的穿孔手段をＮＣ制御することで、銅箔のみが貫通されていないスルーホールを形成することができる。
【００１７】
次に、図１Ｃに示すように、複数のスルーホール５を有するコア基板２の、該スルーホール５の内壁に対して、銅メッキを行う。このとき、銅メッキは、パネルメッキあるいはパターンメッキのどちらの方法で行っても良い。これにより、スルーホール５の内壁にスルーホール導体６が形成される。この銅メッキにてなるスルーホール導体６は、その厚みが約１５μｍ程度とされる。なお、パネルメッキにより、スルーホール導体６を形成すると、コア基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに形成されている銅箔３、４は、その厚さが増し、銅メッキ膜３ａ、４ａ（便宜上、厚みは銅箔３、４と同一としている）となる。また、スルーホール導体６は、スルーホール５の内側面だけではなく、スルーホール５の底部（銅箔３）側にも形成される。すなわち、図１（Ｃ）に示すように、コア基板２の表面２ａ側から、銅箔３、銅メッキ層としての底部側スルーホール導体６ａが順番に形成され、底部側スルーホール導体６ａがスルーホール５の直接の底部となる。さらに、コア基板の表面側には、選択的に銅メッキをしないようにすることも可能である。そのため、銅箔３あるいは銅メッキ層３ａを示す場合、以下、銅箔３（銅メッキ３ａ）と記載する。さらに、図１Ｃ以降の図面においては、銅メッキ層３ａの場合について示している。
【００１８】
なお、以上のスルーホール５の形成及び銅メッキは、複数のコア基板２（製品単位）を含むパネル（多数個取りの基板）の状態で行ってもよい、
【００１９】
次いで、コア基板２の裏面２ｂに位置する銅メッキ層４ａ上に図示しないエッチングレジストをそれぞれ形成し、かかるレジストのパターン間から露出する銅メッキ層４ａをエッチングする。その結果、図１Ｄに示すように、コア基板２の裏面２ｂ側に形成されていた銅メッキ層４ａは、裏面４ａ側のレジストパターンに従って裏面側配線層９となる。
【００２０】
ここで、図２（Ａ）に示すように、接着層（プリプレグ）１１および離型層ｒ（離型シート）を用意する。接着層１１は、エポキシ、ビスマレイミド・トリアジン、フェノール、ポリイミド、またはポリエステルなどの樹脂からなり、且つその内部には、フィラ状の紙片、ガラスクロス、ガラス不織布、合成繊維、またはシリカフィラなどの無機フィラを含んでいる。また、離型層ｒは、例えば一対のフィルム間に熱可塑性樹脂からなるクッション材を挟み且つその周縁で上記フィルムにより密封したシート状のものである。
尚、上記クッション材には、柔軟性（弱い弾性）を有する熱可塑性樹脂（商品名：パコタンプラス）が用いられる。あるいは、かかるクッション材には、ＰＥＴフィルムや、フッ素樹脂（登録商標：テフロン）シートなどを使用しても良い。
【００２１】
図２Ａに示すように、接着層１１を一対のコア基板２の裏面２ｂおよび裏面配線層９の下に個別に形成し、これら接着層１１，１１間に離型層ｒを配置する。尚、接着層１１，１１を離型層ｒの両面に予め形成しても良い。
次に、図２（Ａ）中の矢印で示すように、裏面２ｂに接着層１１を形成した一対のコア基板２，２を、それぞれの接着層１１を対向させ且つ離型シートｒを介して積層すると共に、図示しないホットプレスを用いて、コア基板２，２の厚み方向に沿って加圧し且つ加熱する（充填工程）。かかる充填工程は、複数のコア基板２（製品単位）を含む一対のパネル（多数個取りの基板）を用いて行っても良い。
【００２２】
その結果、図２Ｂに示すように、接着層１１，１１は、コア基板２，２の裏面２ｂに所要の厚みで接着され、ソルダーレジスト層（絶縁層）１１となる。同時に、接着層１１，１１の一部は、各コア基板２のスルーホール導体６，６内側の中空部（スルーホール５）内に充填され、充填樹脂７，７となる。このとき、スルーホール５は、コア基板２の表面２ａ側に底部（銅箔３及び底部スルーホール導体６ａ）を有する凹状に形成されているので、充填樹脂７は、コア基板２の表面２ａ側にはみ出すこともなく、底部スルーホール導体６ａの形成位置まで、該底部スルーホール導体６ａと接触する形で充填されることになる。このように、充填樹脂７をスルーホール５に充填したのち、かかる充填樹脂７およびソルダーレジスト層１１をキュア処理して硬化する。
【００２３】
そして、コア基板２の表面２ａ側に形成されている銅箔３（銅メッキ層３ａ）上に図示しないエッチングレジストをそれぞれ形成し、かかるレジストのパターン間から露出する銅箔３（銅メッキ層３ａ）をエッチングする。その結果、図３Ａに示すように、コア基板２の表面２ａ側に形成されていた銅箔３（銅メッキ層３ａ）は、表面２ａ側のレジストパターンに従って表面側配線層８となる。このとき、スルーホール５に充填されている充填樹脂７の直上の銅箔（銅メッキ層）３ａは、エッチングにより除去せず、表面側配線層８として残しておく。このように、本発明においては、予めコア基板２の表面２ａ上に形成される銅箔３（銅メッキ層３ａ）が表面側配線層８となるので、蓋メッキ工程が不要である。さらに、表面側配線層８を形成するにあたり、コア基板２の表面を整面研磨する必要もない。したがって、製造能率をより一層向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、スルーホールに充填樹脂を充填してから、コア基板２の表面２ａ側に形成される表面側配線層８を形成するようにしているが、裏面側配線層９の形成時と同時に、表面側配線層８を形成するようにしてもよい。このとき、表面側配線層８のパターンを決定する表面側のレジストパターンは、図１（Ｄ）において、スルーホール５の直上の銅箔３（銅メッキ層３ａ）が残留するような形態とする。
【００２５】
次に、表面側配線層８を形成したのち、表面側配線層８上に、図３（Ｂ）に示すように絶縁層１２を形成する。これ以降は、図４に示すように、絶縁層１２などと共にビルドアップ層ＢＵを構成する絶縁層１３、配線層１８、配線層１９、フィルドビア導体１５、１６、ソルダーレジスト層１４を公知のビルドアップ工程（セミアディティブ法、フルアディティブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術など）により形成する（ビルドアップ工程）。
尚、絶縁層１２、１３などは、厚みが約３０μｍでシリカフィラなどの無機フィラを含むエポキシ樹脂であり、ソルダーレジスト層２２の厚みは約２５μｍである。
かかるビルドアップ工程も、複数のコア基板２（製品単位）を含む一対のパネル（多数個取りの基板）を用いて行っても良い。
【００２６】
また、配線層１６上には、第１主面１ａよりも高く突出するハンダバンプ１７を複数形成する。かかるハンダバンプ１７は、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｐｂ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系など（本実施形態ではＳｎ−Ａｇ系）の低融点合金からなり、第１主面１ａ上に実装される図示しないＩＣチップの接続端子との接続に活用される。
尚、残りのコア基板２の表面２ａの上方にも、上記と同様にしてビルドアップ層ＢＵなどを形成する。
【００２７】
そして、図４に示すように、離型シートｒを除去して個別に分離したビルドアップ層ＢＵなどを有するコア基板２の裏面２ｂ側のソルダーレジスト層（接着層）１１に、レーザ加工などにより所定の位置に開口部２３を形成する。裏面配線層９から延び且つ開口部２３内から第２主面１ｂ側に露出する配線層２４は、その表面に、図示しないＮｉメッキ膜およびＡｕメッキ膜が被覆され、当該配線基板１自体を搭載する図示しないマザーボードなどのプリント基板との接続端子となる。
この結果、図４に示すように、ＩＣチップなどの半導体素子を実装する直前の配線基板１を得ることができる。
尚、複数のハンダバンプ１７と第１主面１ａに実装する図示しないＩＣチップの接続端子とは、アンダーフィル材（図示せず）により埋設され且つ保護される。
【００２８】
上記の図４に示す本発明の配線基板１は、コア基板２の表面２ａ側にビルドアップ層ＢＵが形成されており、２ｂ裏面側にソルダレジスト層１１が形成されている。コア基板２に形成されているスルーホール５には、ソルダレジスト層１１を構成する樹脂（充填樹脂）にて充填されている。さらに、コア基板２の表面２ａに銅箔３（３ａ）にてなる表面側配線層８がスルーホール５を覆う形態で形成されており、充填樹脂７は表面側配線層８の下方に、コア基板２の表面２ａからはみ出すことなく形成されている。さらに、充填樹脂７と、表面側配線層８との間に銅メッキ層（底部スルーホール導体）６ａが形成されている．
【００２９】
このような構成の配線基板１は、上記のように、充填樹脂７がコア基板２の表面２ａからはみ出すことなく形成されているので、この充填樹脂７の直下に配置される表面側配線層８との密着性が良好である。さらに、表面側配線層８がより一層平坦に形成される。したがって、より平坦なビルドアップ層ＢＵを実現することができる。
【００３０】
以上、説明したように、本発明の配線基板の製造方法によれば、スルーホールを充填樹脂にて充填した後に、蓋メッキ工程を行うことなく、該充填樹脂の直上に表面側配線層を形成することができる。さらに、従来蓋メッキ工程の前に行なわれていた、コア基板の整面研磨工程も不要である。したがって、さらなる製造能率の向上が期待できるのである。さらに、このように製造された配線基板は、充填樹脂と、その直上の表面側配線層との密着性が良好で、さらに該表面側配線層ひいてはビルドアップ層の平坦性も良好である。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、コア基板の材質としてエポキシ樹脂を採用しているが、本発明はこれに限られるものではなく、コア基板の内部が金属とされるものを使用することもできる。このようなコア基板は、金属基材の表面を樹脂により被膜することにより得ることができる。さらに、コア基板の材質として、エポキシ樹脂に代えて、セラミックを採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の配線基板の製造方法における各工程を示す概略図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は図１（Ｄ）に続く本発明の製造工程を示す概略図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は図２（Ｂ）に続く本発明の製造工程を示す概略図。
【図４】本発明により得られる配線基板を示す概略図。
【符号の説明】
１…………………………………配線基板
２…………………………………コア基板
２ａ……………………………表面
２ｂ……………………………裏面
３…………………………………銅箔
５………………………………スルーホール
６………………………………スルーホール導体
７………………………………充填樹脂
９………………………………裏面配線層
８…………………………………表面側配線層
１１……………………………接着層
ＢＵ……………………………ビルドアップ層
８…………………………………表面側配線層
１８、１９………………配線層
１２、１３………………絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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