(57)【要約】【課題】微細な配線パターンを高精度に形成することができ、信頼性の高い配線基板を容易に製造可能とする。【解決手段】電気的絶縁性を有する基材１２の表面に、銅キャリア３０ｂに剥離可能に銅箔３０ａを被着した銅キャリア付き銅箔３０を、前記銅箔３０ａを基材側として被着し、前記銅キャリア付き銅箔３０が被着された基材１２に孔あけ加工を施し、前記基材１２および銅キャリア付き銅箔３０にめっきを施して、貫通孔１６の内面および前記銅キャリア付き銅箔３０の表面にめっき皮膜１８を形成した後、前記銅キャリア付き銅箔３０に被着しているめっき皮膜１８とともに前記銅キャリア３０ｂを、前記銅箔３０ａから剥離し、前記基材１２の表面に被着している銅箔３０ａを所定パターンにエッチングして基材の表面に配線パターン２０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】
電気的絶縁性を有する基材の表面に、銅キャリアに剥離可能に銅箔を被着した銅キャリア付き銅箔を、前記銅箔を基材側として被着し、
前記銅キャリア付き銅箔が被着された基材に孔あけ加工を施し、
前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施して、前記孔あけ加工によって形成した孔の内面および前記銅キャリア付き銅箔の表面にめっき皮膜を形成した後、
前記銅キャリア付き銅箔に被着しているめっき皮膜とともに前記銅キャリアを、前記銅箔から剥離し、
前記基材の表面に被着している銅箔を所定パターンにエッチングして基材の表面に配線パターンを形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記銅キャリア付き銅箔が被着された基材に施す孔あけ加工として、下層の配線層に形成された配線パターンが底面に露出するビア穴を形成し、
前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施す際に、前記ビア穴の内面および前記銅キャリア付き銅箔の表面にめっき皮膜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】
前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施す際に、前記孔あけ加工によって形成された孔の内部を、めっき金属によって充填することを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記銅箔をエッチングして基材の表面に配線パターンを形成する際に、
前記基材の表面に被着している銅箔の表面に配線パターンとして残す部位を被覆したレジストパターンを形成し、
該レジストパターンをマスクとして銅箔をエッチングすることにより配線パターンを形成することを特徴とする請求項１、２または３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、より詳細には銅キャリア付き銅箔を利用した配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を搭載して半導体装置を構成する配線基板には、樹脂基板の両面に配線層を形成した２層の配線基板、電気的絶縁性を有する絶縁層を介して配線層を多層に形成した製品がある。
図５は、樹脂基板の両面に形成する配線パターンをスルーホールを介して電気的に接続し、配線パターンをサブトラクト法によって形成する場合の配線基板の製造方法として一般的に行われている方法を示す。この製造方法では、図５（ａ）に示すように、樹脂からなるコア材１２の両面に銅箔１４が被着された両面銅張り基板１０を使用して配線基板を形成する。
【０００３】
図５（ｂ）は、両面銅張り基板１０にドリル加工あるいはレーザ加工によって貫通孔１６を形成した状態を示し、図５（ｃ）は、この貫通孔１６を形成した基板に無電解銅めっきを施し、電解銅めっき（パネルめっき）を施した状態を示す。銅によるパネルめっきを施すことにより、貫通孔１６の内面とコア材１２の表面に被着された銅箔１４の表面に銅層１８が形成される。図５（ｄ）は、銅層１８および銅箔１４をサブトラクト法によりエッチングして配線パターン２０を形成し、２層の配線基板を得た状態を示す。基板の両面の配線パターン２０は貫通孔１６の内面に形成された銅層１８によって電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した配線基板の製造方法においては、銅によるパネルめっきによって銅箔１４の表面に銅層１８が形成された導体層に対してエッチングを施して配線パターン２０を形成するから、エッチングの対象である導体層の厚さが厚くなり、配線パターン２０を微細なパターンに形成することが難しくなる。また、基板にパネルめっきを施した際に、貫通孔１６の開口部の周縁部でめっきが薄く形成される傾向があり、この部分から貫通孔１６の内面に設けた銅層１８にクラックが発生することがある。また、パネルめっきの際にめっき層の表面に微小な突起が形成されることがあり、このような突起がワイヤボンディング部に生じるとボンディング強度を低下させることがあり、また配線パターンの断線の原因になるといった課題がある。
【０００５】
このような課題を解消する方法として、図５（ｅ）に示すように、基板にパネルめっきを施した後（図５（ｃ））、貫通孔１６に樹脂２２を充填し、貫通孔１６の内部の樹脂２２を残すように基板の表面を研磨した後（図５（ｆ））、コア材１２の表面の銅箔１４をエッチングして配線パターンを形成する方法がある。この方法によれば、樹脂２２を研磨する際に銅層１８を研磨して除去することによりエッチング対象である導体層の厚さが薄くなるから、配線パターンを微細に形成することが可能となり、貫通孔１６の内部の樹脂２２を残すことにより貫通孔１６の内部の銅層１８が保護されて、基板の両面に形成された配線パターンが貫通孔１６内の銅層１８によって確実に電気的に接続されるようになる。
【０００６】
しかしながら、貫通孔１６に樹脂２２を充填し、基板の両面を研磨するといった加工は、配線基板の製造工程において通常行われているめっきやエッチングといった作業とはまったく別個の作業となるから、配線基板を製造するための工数が増え、工程が煩雑になって製造コストがかかるといった課題がある。また、基板を研磨加工した際は、基板の収縮、変形の原因となり加工精度を低下させるという課題がある。
【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、樹脂充填や研磨といった煩雑な処理作業を不要とし、容易に配線基板を製造することを可能にするとともに、微細な配線パターンであっても高精度に形成することができ、信頼性の高い配線基板を提供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、電気的絶縁性を有する基材の表面に、銅キャリアに剥離可能に銅箔を被着した銅キャリア付き銅箔を、前記銅箔を基材側として被着し、前記銅キャリア付き銅箔が被着された基材に孔あけ加工を施し、前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施して、前記孔あけ加工によって形成した孔の内面および前記銅キャリア付き銅箔の表面にめっき皮膜を形成した後、前記銅キャリア付き銅箔に被着しているめっき皮膜とともに前記銅キャリアを、前記銅箔から剥離し、前記基材の表面に被着している銅箔を所定パターンにエッチングして基材の表面に配線パターンを形成することを特徴とする。
【０００９】
前記銅キャリア付き銅箔が被着された基材に施す孔あけ加工として、下層の配線層に形成された配線パターンが底面に露出するビア穴を形成し、前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施す際に、前記ビア穴の内面および前記銅キャリア付き銅箔の表面にめっき皮膜を形成することを特徴とする。
また、前記基材および銅キャリア付き銅箔にめっきを施す際に、前記孔あけ加工によって形成された孔の内部を、めっき金属によって充填することを特徴とする。
また、前記銅箔をエッチングして基材の表面に配線パターンを形成する際に、前記基材の表面に被着している銅箔の表面に配線パターンとして残す部位を被覆したレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして銅箔をエッチングすることにより配線パターンを形成することを特徴とする。
【００１０】
【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。
本発明に係る配線基板の製造方法においては、配線パターンを形成する導体材として銅キャリア付き銅箔を利用して、配線層間で配線パターンを電気的に接続して配線基板を形成することを特徴とする。図１は基板の両面に配線パターンを形成した２層の配線基板を形成する例を示す。図１（ａ）は、基材としてガラス・エポキシ等の樹脂からなるコア材１２の両面に銅キャリア付き銅箔３０を被着した状態を示す。基板の両面に配線パターンを形成した配線基板を製造する従来方法では、図５に示すようにコア材１２の両面に銅箔１４を被着した両面銅張り基板１０を使用している。本実施形態では銅箔１４にかえて銅キャリア付き銅箔３０を被着することが特徴的である。
【００１１】
銅キャリア付き銅箔３０は、きわめて薄く形成された銅箔３０ａを銅キャリア３０ｂによって支持したもので、銅箔３０ａと銅キャリア３０ｂとは剥離層を介して剥離可能に接着されている。銅キャリア付き銅箔３０の銅箔３０ａの厚さは数μｍ〜１０数μｍ程度であるのに対して、銅キャリア３０ｂは１８μｍ〜３５μｍ程度の厚さに形成される。銅箔３０ａと銅キャリア３０ｂとは剥離層を介して接着されているから、銅箔３０ａをコア材１２に向けて銅キャリア付き銅箔３０をコア材１２に熱圧着等によって被着した後、銅キャリア付き銅箔３０から銅キャリア３０ｂのみを剥離してコア材１２の表面に銅箔３０ａのみを残すようにすることができる。
【００１２】
図１（ｂ）は、銅キャリア付き銅箔３０をコア材１２の両面に被着した基板にドリルあるいはレーザ加工等によって孔あけ加工を施し、貫通孔１６を形成した状態を示す。孔あけ加工後は、デスミア処理を施して、貫通孔１６の内面の汚れを除去する。
図１（ｃ）は、次に、貫通孔１６の内面にめっき給電層を形成するため無電解銅めっきを施し、電解銅めっき（パネルめっき）を施して、貫通孔１６の内面および銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂの外面にめっき皮膜として銅層１８を形成した状態である。
【００１３】
図１（ｄ）は、本実施形態の製造工程において特徴的な工程で、銅キャリア付き銅箔３０から銅キャリア３０ｂを剥離して除去し、コア材１２の表面に銅箔３０ａを残した状態を示す。前述したように、銅キャリア３０ｂは銅箔３０ａから剥離するようにして簡単に除去することができる。本工程では、銅キャリア付き銅箔３０から銅キャリア３０ｂを除去することによって、同時に銅キャリア３０ｂの外面に被着している銅層１８をも除去し、コア材１２の表面に銅箔３０ａのみが残るようにしたものである。なお、この操作の際に、貫通孔１６の内面に被着している銅層１８は銅キャリア３０ｂに接続する端部で破断され、そのまま貫通孔１６の内面に被着した状態で残り、貫通孔１６の内面の銅層１８とコア材１２の表面に被着している銅箔３０ａとの電気的導通が確保される。
【００１４】
図１（ｅ）、（ｆ）は、コア材１２の表面に被着して残留している銅箔３０ａを所定のパターンにエッチングして配線パターン２０を形成する工程である。図１（ｅ）は、基板の両面を感光性レジスト（感光性の樹脂皮膜）により被覆し、感光性レジストを露光および現像して、配線パターン２０として残す部位を被覆するレジストパターン３２を形成した状態、図１（ｆ）は、レジストパターン３２をマスクとして銅箔３０ａをエッチングして配線パターン２０を形成した状態を示す。
【００１５】
こうして、基板の両面に配線パターン２０が形成され、基板を厚さ方向に貫通する貫通孔１６の内面に被着した銅層１８によって基板の両面の配線パターン２０が電気的に接続された配線基板が得られる。基板の両面に形成された配線パターン２０は、貫通孔１６の内壁面を被覆する銅層１８とその端面でのみ接続する形態となっている。
【００１６】
本実施形態の配線基板の製造方法によれば、銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂを銅箔２０ａから剥離して除去することにより、貫通孔１６の内面が銅層１８によって被覆された状態で、コア材１２の表面に銅箔３０ａのみを残すことができるから、コア材１２の表面に残した銅箔３０ａをエッチングすることによって容易に配線パターン２０を形成することができる。銅キャリア付き銅箔３０の銅箔３０ａはきわめて薄く、かつ均一な厚さに形成されているから、きわめて高精度に微細な配線パターンを形成することができる。配線パターンを微細なパターンで高精度に形成する際に、このように導体層の厚さが均一に形成されていることはきわめて有効である。研磨加工によって導体層の厚さを制御する場合は、導体層の厚さが部分的にばらついたりすることから、配線パターンの形成精度が低下する。
【００１７】
また、銅箔３０ａはキャリア付き銅箔３０として形成された状態のままコア材１２の表面に被着されるから、配線パターンを形成する導体層として必要な厚さにあらかじめ銅箔３０ａを設計しておくことで、形成すべき配線パターンに最適な厚さの導体層が形成でき、これによって製品に合わせた配線パターンを形成することが可能になる。
【００１８】
また、本実施形態の配線基板の製造方法では、研磨加工といった煩雑な加工を行う必要がなく、複雑な製造工程によらずに配線基板を製造することができるという利点がある。また、研磨加工といった基板の収縮等の変形が生じやすい加工工程がないことから、基板の変形を抑えることができ、配線パターンを高精度に形成する際に問題となるスルーホールの位置ずれ等を抑えてより微細な配線パターンを高精度に形成することが可能になる。
【００１９】
図２は、図１に示す配線基板の製造工程において、銅によるパネルめっきを施す際に、基板に設けた貫通孔１６を銅によって充填するようにする例を示す。図２（ａ）、（ｂ）はコア材１２の両面に銅キャリア付き銅箔３０を被着した基板に貫通孔１６を形成した状態を示す。
図２（ｃ）は、銅によるパネルめっきを施して貫通孔１６の内部をめっき金属である銅めっき１８ａによって充填し、銅キャリア付き銅箔３０の表面にめっき皮膜である銅層１８を形成した状態を示す。図２（ｄ）は、上述した実施形態と同様に、銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂを銅箔３０ａから剥離して除去し、コア材１２の表面に銅箔３０ａのみを残した状態を示す。
【００２０】
本実施形態においては、貫通孔１６の内部が銅めっき１８ａによって充填されているから、銅キャリア付き銅箔３０から銅キャリア３０ｂを剥離して除去する際に、貫通孔１６に充填されている銅めっき１８ａについては、鋭利な刃、ウォーターカッター、エアカッター等で開口部側を部分的に事前に除去してから、銅キャリア３０ｂを剥離するようにするとよい。
また、銅キャリア３０ｂを銅箔３０ａから剥離する際には、銅キャリア３０ｂを剥離するためのきっかけ部を形成する必要があるが、きっかけ部は基板の端縁で最終製品とならない部位に沿って銅キャリア付き銅箔３０をエッチングし、あるいはカットして形成し、銅キャリア３０ｂの切り離し端をきっかけ部として剥離すればよい。
【００２１】
図２（ｅ）、（ｆ）は、コア材１２に被着している銅箔３０ａの表面にレジストパターン３２を形成し、レジストパターン３２をマスクとして銅箔３０ａをエッチングして基板の両面に配線パターン２０を形成した状態を示す。基板の両面に形成された配線パターン２０は貫通孔１６に充填された銅めっき１８ａを介して電気的に接続される。
なお、本実施形態のように貫通孔１６が銅めっき１８ａによって充填されている場合は、基板の両面にラミネートして形成する感光性レジスト（感光性の樹脂皮膜）は、貫通孔１６が透孔に形成されている場合に使用する樹脂皮膜よりも薄いものが使用できるから、露光および現像によって微細なパターニングが可能であり、微細な配線パターンであっても高精度に形成することが可能になる。
【００２２】
本実施形態の製造方法によって得られた配線基板は、基板に形成された貫通孔１６が銅めっき１８ａによって充填され、基板の両面に形成された配線パターン２０は、貫通孔１６に充填された銅めっき１８ａとその端面でのみ接続する形態となる。
本実施形態の場合も、前述した図１に示す配線基板の製造方法と同様に、製造工程を簡素化して、かつ高精度に配線パターンを形成することができる。
【００２３】
銅キャリア付き銅箔を利用して層間で配線パターンを電気的に接続して配線基板を形成する方法は、上述した２層の配線基板を形成する方法に限られるものではない。図３は、銅キャリア付き銅箔を利用して多層に配線基板を形成する例を示す。
図３（ａ）は、配線パターン３４が形成された下層の配線層の上に基材として絶縁層３６を形成した状態を示す。絶縁層３６は配線層の上にガラス・エポキシ等のプリプレグを積層したり、ポリイミドフィルム等の電気的絶縁性を有する絶縁性フィルムをラミネートしたりすることによって形成することができる。図３（ｂ）は、絶縁層３６の表面に銅キャリア付き銅箔３０を銅箔３０ａを絶縁層３６に向けて、熱圧着等により被着した状態を示す。
【００２４】
図３（ｃ）は、配線パターンを層間で電気的に接続するビアを形成するためのビア穴３８を絶縁層３６に孔あけ加工を施して形成した状態を示す。ビア穴３８はレーザ加工等によって底面に下層の配線パターン３４が露出するように形成することができる。
図３（ｄ）は、無電解銅めっきあるいはスパッタリング等によりビア穴３８の内面にめっき給電層を形成した後、電解銅めっき（パネルめっき）を施して、ビア穴３８を銅めっき４０ａによって充填し、銅キャリア付き銅箔３０の表面をめっき皮膜である銅層４０によって被覆した状態である。
この状態で、銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂを銅箔３０ａから剥離することにより、ビア穴３８が銅めっき４０ａによって充填された状態で絶縁層３６の表面に銅箔３０ａを残すことができる（図３（ｅ））。
【００２５】
図３（ｆ）は、絶縁層３６の表面に被着している銅箔３０ａをサブトラクト法によりエッチングして配線パターン２０を形成した状態である。配線パターン２０はビア穴３８に充填された銅めっき４０ａによって、下層の配線パターン３４と電気的に接続する。すなわち、銅めっき４０ａが層間で配線パターンを電気的に接続するビアとなっている。
本実施形態においても、銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂを銅箔３０ａから剥離し、銅箔３０ａを絶縁層３６の表面に残し、銅箔３０ａをエッチングすることによって、微細な配線パターンであっても高精度に形成することが可能になる。
【００２６】
以上の操作を繰り返し行うことにより、銅キャリア付き銅箔３０を利用して、層間で配線パターンが電気的に接続された多層配線基板を得ることができる。なお、本実施形態ではビア穴３８が銅めっき４０ａによって完全に充填されるように電解銅めっきを施したが、ビア穴３８の内底面および側面に銅層を形成するようにし、銅層を介して層間で配線パターンが電気的に接続されるようにすることも可能である。
【００２７】
図４は、銅キャリア付き銅箔を利用して配線基板を形成するさらに他の実施形態を示すもので、内層に配線パターンを備えた多層の配線基板について、基板の最外面に銅キャリア付き銅箔を利用して配線パターンを形成する方法を示す。
図４（ａ）は、配線パターン４２、ビア４４を内層に形成し、絶縁層３６ａ、３６ｂ、３６ｃを積層した状態の基板を示す。
図４（ｂ）は、この基板の両面に銅キャリア付き銅箔３０を熱圧着等により被着し、基板に孔あけ加工を施して基板を厚さ方向に貫通する貫通孔４６を形成した状態を示す。
図４（ｃ）は、基板に無電解銅めっきおよび電解銅めっき（パネルめっき）を施して、貫通孔４６の内面に銅層４８を形成するとともに、銅キャリア付き銅箔３０の表面に銅層４８を形成した状態である。
【００２８】
図４（ｄ）は、銅キャリア付き銅箔３０の銅キャリア３０ｂを銅箔３０ａから剥離し、貫通孔４６の内面に銅層４８を被着した状態で、基板の両面に銅箔３０ａを残すようにした状態である。図４（ｅ）は、銅箔３０ａをサブトラクト法によりエッチングして基板の最外面に配線パターン２０を形成した状態を示す。
このように、内層に配線パターン４２を形成した多層の配線基板についても銅キャリア付き銅箔３０を利用することによって、容易にかつ高精度に配線パターンを形成することができる。
以上、各実施形態において銅キャリア付き銅箔３０を利用して配線基板を形成する方法について説明したが、銅キャリア付き銅箔３０は上記実施形態での使用例に限らず、種々の配線基板の製造に利用することが可能である。
【００２９】
【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、基材に銅キャリア付き銅箔を被着した後、銅キャリアを銅箔から剥離することによって、基材表面に所定の厚さの銅箔を、均一な厚さに形成することができ、この銅箔をエッチングすることによって、微細な配線パターンであっても高精度に形成することが可能になる。また、基材に銅キャリア付き銅箔を被着した状態で孔あけ加工を施し、めっきを施すことによって、層間で配線パターンを確実に電気的に導通させることができる。また、本製造方法によれば、工数を短縮して、簡易な方法によって信頼性の高い配線基板を製造することができ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により２層の配線基板を形成する方法を示す説明図である。
【図２】本発明に係る配線基板の製造方法により２層の配線基板を形成する他の方法を示す説明図である。
【図３】本発明に係る配線基板の製造方法により、多層の配線基板を形成する方法を示す説明図である。
【図４】本発明に係る配線基板の製造方法により、内層に配線パターンを有する配線基板を形成する方法を示す説明図である。
【図５】２層の配線基板を形成する従来方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　基板
１２　コア材
１４　銅箔
１６　貫通孔
１８　銅層
１８ａ　銅めっき
２０　配線パターン
２０ａ　銅箔
２２　樹脂
３０　銅キャリア付き銅箔
３０ａ　銅箔
３０ｂ　銅キャリア
３２　レジストパターン
３４　配線パターン
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ　絶縁層
３８　ビア穴
４０　銅層
４０ａ　銅めっき
４２　配線パターン
４６　貫通孔
４８　銅層
【図１】
2004087697.tif 000003
【図２】
2004087697.tif 000004
【図３】
2004087697.tif 000005
【図４】
2004087697.tif 000006
【図５】
2004087697.tif 000007