(57)【要約】【課題】スルーホールに露出する配線層間の電気的接続を信頼性良く安定して行え、更に手間や時間も低減できる多層配線板の製造方法及び多層配線板を提供すること。【解決手段】導電基体３１に第１の絶縁層３２を介在させて第１の配線層３３を積層する工程と、第１のスルーホール３５を形成する工程と、導電基体３１をめっき電極として電気めっきを行い、この電気めっきによって析出する導電材３６で第１のスルーホール３５を充填する工程と、第１の配線層３３の上に第２の絶縁層３８を介在させて第２の配線層３９を積層する工程と、第２のスルーホール４１を形成する工程と、導電基体３１をめっき電極として電気めっきを行い、導電材３６に接続させて第２のスルーホール４１を導電材４２で充填する工程とを有する。【選択図】　　　　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電基体に第１の絶縁層を介在させて第１の配線層を積層する工程と、
前記第１の配線層及び前記第１の絶縁層を選択的にエッチングして、前記導電基体に達する第１のスルーホールを形成する工程と、
前記導電基体をめっき電極として電気めっきを行い、前記電気めっきによって析出する導電材で前記第１のスルーホールを充填する工程と、
前記第１の配線層の上に第２の絶縁層を介在させて第２の配線層を積層する工程と、
前記第２の配線層及び前記第２の絶縁層を選択的にエッチングして、前記第１のスルーホールを充填する前記導電材に達する第２のスルーホールを形成する工程と、
前記導電基体をめっき電極として電気めっきを行い、前記第１のスルーホールを充填する前記導電材に接続させて、前記第２のスルーホールを導電材で充填する工程とを有する
ことを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項２】
前記第１のスルーホールを前記導電材で充填する工程の際に、前記第１の配線層の上面を越えるように前記導電材を充填し、この後、前記第１の配線層の上面を越えた部分を除去して、前記導電材の上面を前記第１の配線層の上面と面一にする工程を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の多層配線板の製造方法。
【請求項３】
導電基体に第１の絶縁層を介在させて積層された第１の配線層を有し、
前記第１の配線層及び前記第１の絶縁層を選択的にエッチングすることで形成された第１のスルーホールが、前記導電基体に達して形成されており、
前記導電基体をめっき電極として行われた電気めっきによって析出した導電材で前記第１のスルーホールは充填されており、
前記第１の配線層の上には、第２の絶縁層を介在させて第２の配線層が積層されており、
前記第２の配線層及び前記第２の絶縁層を選択的にエッチングすることで形成された第２のスルーホールが、前記第１のスルーホールを充填する前記導電材に達して形成されており、
前記導電基体をめっき電極として行われた電気めっきによって、前記第１のスルーホールを充填する前記導電材に接続して、前記第２のスルーホールにも導電材が充填されている
ことを特徴とする多層配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁層を介在させて積層された複数の配線層を有する多層配線板の製造方法及び多層配線板に関し、更に詳しくは、配線層間を電気的に接続するスルーホールの電気めっき技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子はますます高集積化、高性能化が進められている。例えば、インターポーザ基板として多層配線板を用いた、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）や、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）が開発されている。
【０００３】
また、最近は、パッケージを持たないベアチップを直接多層配線板に実装するベアチップ実装法が提案されている。ベアチップ実装法は多層配線板上の配線とチップとの間の接続経路を短縮することができるため小型軽量化はもちろんのこと、信号処理の高速化も期待できる。このような多層配線板の製造方法の一例を図９〜図１１に示す。
【０００４】
（図９Ａの工程）
絶縁体１１の両面に銅箔１２ａ、１２ｂを貼り付けて両面基板を作製する。絶縁体１１は、優れた電気絶縁性と共に適度の柔軟性と強度を有する例えばポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂を用いて形成する。また、この絶縁体１１の厚さは、例えば５０μｍ〜２００μｍの範囲で設定される。銅箔１２ａ、１２ｂは、例えば圧延銅箔などを用い、厚さは例えば１０μｍ〜３０μｍの範囲で設定される。
【０００５】
（図９Ｂの工程）
上記両面基板の両面にドライフィルムレジストあるいは液状レジストによって、所望のパターンを有するレジストパターン１３ａ、１３ｂを形成する。
【０００６】
（図９Ｃの工程）
上記レジストパターン１３ａ、１３ｂをマスクとして、銅箔１２ａ、１２ｂをウェットエッチングして、パターニングされた配線層１４ａ、１４ｂを形成する。
【０００７】
（図９Ｄの工程）
両面のレジストパターン１３ａ、１３ｂを剥離して両面基板１５が得られる。
【０００８】
（図１０Ｅ、Ｆの工程）
上記両面基板１５を２つ用意して、これらを接着性樹脂シート（厚さ３０μｍ）１６を用いて張り合わせる。
【０００９】
（図１０Ｇの工程）
２つの両面基板１５が接着された後、両面に、スルーホール形成用の開口を有するレジストパターン１７ａ、１７ｂを形成する。
【００１０】
（図１１Ｈの工程）
上記レジストパターン１７ａ、１７ｂをマスクとしたウェットエッチングあるいはレーザーエッチングを行い、４層の配線層１４ａ、１４ｂが露出するようにスルーホール１８を形成する。スルーホール１８は直径が４０μｍ〜２００μｍ程度である。
【００１１】
（図１１Ｉの工程）
スルーホール１８内面に各種前処理を行い、無電解めっきの核（例えばパラジウム）を形成する。その後、無電解銅めっきを行い、更にこの無電解めっきによって形成された銅をめっき電極として電気めっきを行い、スルーホール１８に露出している４層の配線層１４ａ、１４ｂ間を電気的に接続する。
【００１２】
（図１１Ｊの工程）
最後に、レジストパターン１７ａ、１７ｂを剥離して、２層の内層配線１４ａ、１４ｂと２層の外層配線１４ａ、１４ｂを有する４層配線板２０が得られる。
【００１３】
また、他従来例として、例えば特許文献１に示す方法にて多層配線板を得る方法がある。以下、図１２、１３を参照してその製造方法について説明する。
【００１４】
（図１２Ａの工程）
熱硬化性のポリイミドシート１の両面に銅箔２ａ、２ｂを積層する。裏面側のの銅箔２ｂに保護テープ３を接着した後、表面側の銅箔２ａに図示しないレジストパターンを形成する。そして、そのレジストパターンをマスクとして、ウェットエッチングを行い銅箔２ａを部分的に除去する。更に、レーザーエッチングでポリイミドシート１に孔４を形成する。
【００１５】
（図１２Ｂの工程）
銅箔２ａの上にフィルムレジスト６を形成した後、裏面側の銅箔２ｂをめっき電極として電気銅めっきを行う。これにより、孔４は銅５で充填される。
【００１６】
（図１２Ｃの工程）
両面の銅箔２ａ、２ｂにパターニングを行えば、両面基板７が得られる。
【００１７】
（図１３の工程）
上記工程で得られた両面基板７を２つ用意して、接着シート１０を用いて、熱圧着する。接着シート１０は、接着性の絶縁樹脂８と、この絶縁樹脂８に形成された貫通孔に導電突起９が形成されてなる。上下の両面基板７それぞれに形成されたスルーホール部５は、導電突起９を介して電気的に接続される。このようにして、２層の内層配線２ｂと、２層の外層配線２ａを有する４層配線板が得られる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平８−１８１４５０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記図９〜図１１を参照して説明した第１の従来例では、スルーホールに露出する絶縁体部に無電解めっきを行うため、スルーホール内の電気的な接続が不安定になるという品質的な問題と、めっき処理に際して手間や時間がかかるという問題がある。無電解めっきは、キャタライジングや、アクセラレイティング、更にはこれらの処理に先だって行われる各種処理表面のコンディショニングなど、多くの工程を必要とし工程が煩雑になる。
【００２０】
一方、特許文献１に示される従来例では、内層配線２ｂどうしは、接着シート１０に形成された導電突起９を介して電気的に接続される構造となる。したがって、導電突起９の高さにばらつきがあったり、導電突起９と内層配線２ｂとの位置合わせの精度が悪かったりすると接続不良を起こすことになる。更に、熱圧着にて、より多層の配線板としていく方法では、中には熱圧着が何回も繰り返される配線層も出てきて、この配線層には多数回の熱ダメージが加わることになるので、品質を低下させるおそれもある。
【００２１】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、スルーホールに露出する配線層間の電気的接続を信頼性良く安定して行え、更に手間や時間も低減できる多層配線板の製造方法及び多層配線板を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層配線板の製造方法は、導電基体に第１の絶縁層を介在させて第１の配線層を積層する工程と、
第１の配線層及び第１の絶縁層を選択的にエッチングして、導電基体に達する第１のスルーホールを形成する工程と、
導電基体をめっき電極として電気めっきを行い、電気めっきによって析出する導電材で第１のスルーホールを充填する工程と、
第１の配線層の上に第２の絶縁層を介在させて第２の配線層を積層する工程と、
第２の配線層及び第２の絶縁層を選択的にエッチングして、第１のスルーホールを充填する導電材に達する第２のスルーホールを形成する工程と、
導電基体をめっき電極として電気めっきを行い、第１のスルーホールを充填する前記導電材に接続させて、前記第２のスルーホールを前記導電材で充填する工程とを有することを特徴としている。
【００２３】
本発明の多層配線板は、導電基体に第１の絶縁層を介在させて積層された第１の配線層を有し、
第１の配線層及び第１の絶縁層を選択的にエッチングすることで形成された第１のスルーホールが、導電基体に達して形成されており、
導電基体をめっき電極として行われた電気めっきによって析出した導電材で第１のスルーホールは充填されており、
第１の配線層の上には、第２の絶縁層を介在させて第２の配線層が積層されており、
第２の配線層及び第２の絶縁層を選択的にエッチングすることで形成された第２のスルーホールが、第１のスルーホールを充填する導電材に達して形成されており、
導電基体をめっき電極として行われた電気めっきによって、第１のスルーホールを充填する導電材に接続して、第２のスルーホールにも導電材が充填されていることを特徴としている。
【００２４】
１回のスルーホール形成ごとに、導電基体に電圧を印加すると、スルーホールに臨む導電基体の部分、あるいは先に形成されたスルーホールを充填する導電部にめっきが析出し始め、この析出しためっきを新たなめっき電極としてスルーホール内にめっきが析出していく。この結果、多層配線板の厚さ方向で接続する複数のスルーホールを導電材で充填していくことができ、絶縁層間で挟まれた内層の配線層は、スルーホールを充填する導電材と電気的に接続され、最終的には層間接続を行いたい全ての配線層が電気的に接続される。
【００２５】
導電基体や配線層、電気めっきによって形成される導電材の材質としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｐｔ族金属、貴金属合金、その他合金、その他単金属などを一例として挙げることができる。
【００２６】
絶縁層の材質としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、シリコン系樹脂などを一例として挙げることができる。
【００２７】
スルーホールの形成には、ウェットエッチング、ドライエッチング、レーザーエッチングなどを用いることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（図１Ａの工程）
先ず、導電基体３１を用意する。例えば、材料は銅であり、厚さは１０μｍ〜２００μｍほどである。銅に限らず、ステンレスや、ニッケル合金などの導電基体３１としてもよい。
【００３０】
（図１Ｂの工程）
導電基体３１の上に、第１の絶縁層３２と第１の配線層３３を順次積層する。第１の絶縁層３２は、例えば接着性を有するポリイミド系樹脂であり、第１の配線層３３は、例えば厚さ１０μｍ〜５０μｍの銅である。これらは、熱圧着される。
【００３１】
（図１Ｃの工程）
第１の配線層３３の上にレジストパターン３４を形成する。レジストパターン３４には、後工程で形成するスルーホール位置に合わせて選択的に開口が形成されている。
【００３２】
（図２Ｄの工程）
上記レジストパターン３４をマスクとして、第１の配線層３３をウェットエッチングする。エッチング液は、例えば塩化銅溶液や銅選択エッチング液を用いる。更に、上記レジストパターン３４をマスクとして、第１の絶縁層３２を、例えば水酸化カリウム溶液を用いてエッチングして、導電基体３１の上面を露出させる。これによって、第１の配線層３３及び第１の絶縁層３２に、導電基体３１に達する第１のスルーホール３５が形成される。第１のスルーホール３５の径は、例えば１０μｍ〜１００μｍほどである。
【００３３】
（図２Ｅの工程）
上記レジストパターン３４をマスクに、導電基体３１をめっき電極とした電気めっきを行う。例えば、以上の工程で得られた積層体を硫酸銅溶液に浸漬して、導電基体３１に電圧を印加する。すると、先ず、導電基体３１の上面に銅が析出し始め、更にその析出した銅が新たなめっき電極として作用し、第１のスルーホール３５を埋めるようにして銅でなる導電部３６が形成されていく。
【００３４】
この結果、図２Ｆに示すように、導電基体３１と第１の配線層３３とが、導電部３６を介して電気的に接続される。なお、導電部３６が、第１の配線層３３の上面を越えるようにめっきを行う。
【００３５】
（図２Ｆの工程）
レジストパターン３４を剥離すると、第１の配線層３３の上面に、第１のスルーホール３５の径と同じ径を有する導電部３６の突起ができている。
【００３６】
（図３Ｇの工程）
その突起を研磨して導電部３６の上面を平坦化する。この平坦化によって、より細線化したパターンの配線層を精度良く第１の配線層３３の上に積層していくことができる。なお、導電部３６の高さを第１の配線層３３の上面より低くしてしまうと、第１の配線層３３の上面にくぼみができ、第１の配線層３３の上面の平坦化を困難にしてしまう。
【００３７】
（図３Ｈの工程）
第１の配線層３３の上に、所望のパターンにパターニングされたレジストパターン３７を形成する。
【００３８】
（図３Ｉの工程）
上記レジストパターン３７をマスクとして、第１の配線層３３をウェットエッチングする。エッチング液は、例えば塩化銅溶液や銅選択エッチング液を用いる。これによって、第１の配線層３３は、所望の回路パターンにパターニングされる。
【００３９】
（図４Ｊの工程）
レジストパターン３７を剥離した後、第１の配線層３３の上に、第２の絶縁層３８と第２の配線層３９を順次積層する。第２の絶縁層３８は、例えば接着性を有するポリイミド系樹脂であり、第２の配線層３９は、例えば厚さ１０μｍ〜５０μｍの銅である。これらは、熱圧着される。
【００４０】
（図４Ｋの工程）
第２の配線層３９の上にレジストパターン４０を形成する。レジストパターン４０には、後工程で形成するスルーホール位置に合わせて選択的に開口が形成されている。
【００４１】
（図４Ｌの工程）
上記レジストパターン４０をマスクとして、第２の配線層３９をウェットエッチングする。エッチング液は、例えば塩化銅溶液や銅選択エッチング液を用いる。更に、上記レジストパターン４０をマスクとして、第２の絶縁層３８を、例えば水酸化カリウム溶液を用いてエッチングして、第１のスルーホール３５を充填する導電材３６の上面を露出させる。これによって、第２の配線層３９及び第２の絶縁層３８に、導電部３６に達する第２のスルーホール４１が形成される。第２のスルーホール４１の径は、例えば１０μｍ〜１００μｍほどである。
【００４２】
（図５Ｍの工程）
上記レジストパターン４０をマスクに、導電基体３１をめっき電極とした電気めっきを行う。例えば、以上の工程で得られた積層体を硫酸銅溶液に浸漬して、導電基体３１に電圧を印加する。すると、先に形成された導電部３６の上面に銅が析出し始め、更にその析出した銅が新たなめっき電極として作用し、第２のスルーホール４１を埋めるようにして銅でなる導電部４２が形成されていく。
【００４３】
この結果、図５Ｍに示すように、導電基体３１、第１の配線層３３、第２の配線層３９とが、導電部３６、及びこの導電部３６に接続する導電部４２を介して電気的に接続される。なお、この場合も導電部４２が、第２の配線層３９の上面を越えるようにめっきを行う。
【００４４】
（図５Ｎの工程）
レジストパターン４０を剥離すると、第２の配線層３９の上面に、第２のスルーホール４１（第１のスルーホール３５）の径と同じ径を有する導電部４２の突起ができている。
【００４５】
（図５Ｏの工程）
その突起を研磨して導電部４２の上面を平坦化する。この平坦化によって、より細線化したパターンの配線層を精度良く第２の配線層３９の上に積層していくことができる。
【００４６】
（図６Ｐの工程）
第２の配線層３９の上に、所望のパターンにパターニングされたレジストパターン４３を形成する。
【００４７】
（図６Ｑの工程）
上記レジストパターン４３をマスクとして、第２の配線層３９をウェットエッチングする。エッチング液は、例えば塩化銅溶液や銅選択エッチング液を用いる。これによって、第２の配線層３９は、所望の回路パターンにパターニングされる。
【００４８】
（図６Ｒの工程）
上記レジストパターン４３を剥離する。
【００４９】
（図７Ｓの工程）
導電基体３１の裏面側に、レジストパターン４４を形成する。なお、第２の配線層３９側には、第２の配線層３９を保護する保護膜を形成してもよい。
【００５０】
（図７Ｔの工程）
上記レジストパターン４４をマスクとして、導電基体３１をウェットエッチングする。エッチング液は、例えば塩化銅溶液や銅選択エッチング液を用いる。これによって、スルーホール間が絶縁分離される共に、導電基体３１はパターニングされ、導電基体３１を外層配線層として機能させることができる。もちろん、パターニングをせず、単にスルーホール間が絶縁分離されるようにだけエッチングしてもよい。
【００５１】
レジストパターン４４を剥離すれば、図８に示す多層配線板３０が得られる。本実施の形態では、例えば１層の内層配線層３３と、２層の外層配線層３１、３９を有する３層配線板を得た。
【００５２】
以上述べたように、本実施の形態では、無電解めっきや、導電突起付きの接着シートを用いることなく、電気めっきのみで、内層配線層３３を含む各配線層３１、３３、３９を電気的に接続することができる。したがって、短時間で手間をかけずに、しかも信頼性に優れた多層配線板３０を得ることができる。また、以上の方法だと、各スルーホール３５、４１に段差が生じていたとしても、確実にこれらスルーホール３５、４１内を、導電材３６、４２で充填させることができる。
【００５３】
また、以上の工程は、リソグラフィ工程、エッチング工程、電気めっき工程の繰り返しで行えるため、同じ装置を繰り返しで使用する単純な流れで行える。もちろん、配線層の数が多数になっても、特許文献１のように、多数回にわたって熱ダメージや機械的圧力によるダメージを受ける心配もない。
【００５４】
また、導電基体（外層配線層）３１、導電材３６、配線層３３、導電材４２、配線層３９のこれらが、電気的につながるからこそ、スルーホール３５、４１内でめっきの析出が進行していくのであって、上記構造の多層配線板３０が完成するということは、各配線層３１、３３、３９は、スルーホール３５、４１を充填する導電材３６、４２と電気的に接続していることになる。このことは、各配線層３１、３３、３９間の電気的接続を確認する検査工程の省略を可能とする。
【００５５】
また、１組みの絶縁層と配線層を形成するごとに、これらにスルーホールを形成し、そのスルーホールを電気めっきにより導電材で充填するということを繰り返すようにしているので、層数が多大になって各層間を結ぶスルーホール全体のアスペクト比が大きくなっても、確実に各スルーホール間を電気的に接続していくことができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、導電基体３１と第１の配線層３３との間に、絶縁層３２を介在した構成であるので、導電基体３１を電気めっき用の導体として利用するだけでなく、所望の回路パターンにパターニングされた（外層）配線層として活用することが可能になる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５８】
上記実施の形態では、内層配線層が１層、外層配線層が２層の３層配線板として説明したが、内層配線層が２層以上のより多層化した配線板についても、同様に、層間接続を簡単且つ信頼性を高めて行うことができる。
【００５９】
また、各配線層にスルーホール形成用の開口を形成する工程と、配線層を所望の回路パターンにパターニングする工程とを同時に行ってもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、導電基体に、絶縁層と配線層を積層するごとにスルーホールを形成し、導電基体をめっき電極として電気めっきを行いスルーホールを導電材で充填させるので、簡単な工程にて、信頼性に優れた層間接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による、多層配線板の製造工程を示す断面図である。
【図２】図１に続く製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す断面図である。
【図４】図３に続く製造工程を示す断面図である。
【図５】図４に続く製造工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く製造工程を示す断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態による多層配線板の拡大断面図である。
【図９】従来例の多層配線板の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を示す断面図である。
【図１２】他従来例の多層配線板の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
３０…多層配線板、３１…導電基体、３２…第１の絶縁層、３３…第１の配線層、３５…スルーホール、３６…導電材、３８…第２の絶縁層、３９…第２の配線層、４１…スルーホール、４２…導電材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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