(57)【要約】【課題】導体ポストと絶縁層との空隙が無い配線板およびその製造方法、並びに、多層配線板を提供する。【解決手段】絶縁層の一方の面にのみ形成された導電層と、絶縁層を貫通し、導電層まで達するビアホール内に充填された導体ポストとを有する配線板であって、導体ポスト側面とビアホール側面とが導電性被膜により密着または接着されてなることを特徴とする配線板、その製造方法、および前記配線板、あるいは、前記配線板の製造方法により得られる配線板を、複数枚積層して得られることを特徴とする多層配線板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の一方の面にのみ形成された導電層と、絶縁層を貫通し、導電層まで達するビアホール内に充填された導体ポストとを有する配線板であって、導体ポスト側面とビアホール側面とが導電性被膜により密着または接着されてなることを特徴とする配線板。
【請求項２】
前記導体ポストが、電解めっきにより形成された銅からなる請求項１記載の配線板。
【請求項３】
前記導電性被膜が、カーボンブラック、グラファイト、ニッケル、錫、クロム、チタン、銀、金、およびパラジウムのいずれかを含むものである請求項１または２に記載の配線板。
【請求項４】
前記導体ポスト表面に、半田層が形成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の配線板。
【請求項５】
絶縁層の一方の面に導電層を有し、もう一方の面に金属層および絶縁層露出部を有する３層材に対して、前記絶縁層露出部にレーザー照射またはドライエッチングにより、絶縁層を貫通して導電層に達するビアホールを形成する工程と、金属層表面、ビアホール側面および底面に導電性被膜を形成する工程と、前記導電性被膜をエッチングしない薬液により金属層をエッチングして除去する工程と、前記導電層を給電用電極として電解めっきによりビアホール内に導体ポストを形成する工程とを含むことを特徴とする配線板の製造方法。
【請求項６】
絶縁層の一方の面に導電層を有し、もう一方の面に金属層を有する３層材に対して、前記金属層側からレーザーを照射することにより、金属層および絶縁層を貫通して導電層に達するビアホールを形成する工程と、金属層表面、ビアホール側面および底面に導電性被膜を形成する工程と、前記導電性被膜をエッチングしない薬液により金属層をエッチングして除去する工程と、前記導電層を給電用電極として電解めっきによりビアホール内に導体ポストを形成する工程とを含むことを特徴とする配線板の製造方法。
【請求項７】
前記導体ポストが銅からなる請求項５または６に記載の配線板の製造方法。
【請求項８】
前記導電性被膜が、カーボンブラック、グラファイト、ニッケル、錫、クロム、チタン、銀、金、およびパラジウムのいずれかを含むものである請求項５〜７のいずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項９】
前記導電性被膜が、スパッタリング、蒸着、または、薬液浸漬のいずれかの方法により形成される請求項５〜８のいずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記導体ポスト表面に、半田層を形成する工程を含む請求項５〜９のいずれかに記載の配線板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれかに記載の配線板、あるいは、請求項５〜１０のいずれかに記載の配線板の製造方法により得られる配線板を、複数枚積層して得られ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、導体ポストを有する配線板およびその製造方法、並びに、多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化と高密度実装化が進んでいる。プリント配線板も、この軽薄短小化の要求によって配線密度がより高く、配線層数が複数になるなど、より高精度な加工プロセスが望まれるようになってきている。
【０００３】
従来の回路基板は、一般的に、ガラス繊維の織布もエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなるガラスエポキシ板に張り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅めっきを行ってビアを形成し層間の電気接続を行った配線基板の使用が主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して、部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【０００４】
このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と、導体回路とを積み重ねながら成形される。このビルドアップ多層配線板は、その構成材料及び構造から超高密度化と高速化に適したものと考えられているが、導体回路と絶縁層との相互間の密着性を確保することと、配線板同士の導通信頼性を確保することが大きな問題とされている。即ち、絶縁層とこれの上に形成した導電材との密着性と、電気的導通の確実性の二点であるが、これらの密着性と電気的導通の確実性が確保されないと、多層配線板、即ち、配線板の信頼性の上で望ましくない。
【０００５】
それに対応するため、近年では、絶縁フィルムの少なくとも片面に配線パターンを有し、絶縁フィルムの表裏面を貫通して導電性のビア穴を有し、そのビア穴と電気的に接続された表裏面の任意の場所に接続用電極を設けた回路基板同士を、絶縁層を介して複数枚積層した構造の多層回路基板が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。ここで用いる回路基板は、表面に銅被膜が形成された絶縁フィルムの裏面からビア穴を形成し、貫通させずにビア穴内から銅被膜を露出させる工程と、銅めっきにより、前記ビア穴内を埋め込み、絶縁フィルム裏面から突出するまで、めっきを続けて、ビア穴に突起電極を形成する工程により形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２９４９３３号公報（第５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の工法においては、銅めっきによりビア穴に埋め込まれた突起電極（以下、導体ポストという）と絶縁層とは、密着（接着）しているわけではなく、接しているだけであって、微小な隙間が存在する。この隙間に、めっき液の残渣などが存在すると、回路基板を積層する加熱・加圧時に、めっき液の残渣などがガス成分となり、得られる多層回路基板にボイドが生じるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、導体ポストと絶縁層との隙間の問題を克服できる配線板およびその製造方法、並びに、多層配線板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、
１．  絶縁層の一方の面にのみ形成された導電層と、絶縁層を貫通し、導電層まで達するビアホール内に充填された導体ポストとを有する配線板であって、導体ポスト側面とビアホール側面とが導電性被膜により密着または接着されてなることを特徴とする配線板、
２．  前記導体ポストが、電解めっきにより形成された銅からなる第１項記載の配線板、
３．  前記導電性被膜が、カーボンブラック、グラファイト、ニッケル、錫、クロム、チタン、銀、金、およびパラジウムのいずれかを含むものである第１項または第２項に記載の配線板、
４．  前記導体ポスト表面に、半田層が形成されてなる第１項〜第３項のいずれかに記載の配線板、
５．  絶縁層の一方の面に導電層を有し、もう一方の面に金属層および絶縁層露出部を有する３層材に対して、前記絶縁層露出部にレーザー照射またはドライエッチングにより、絶縁層を貫通して導電層に達するビアホールを形成する工程と、金属層表面、ビアホール側面および底面に導電性被膜を形成する工程と、前記導電性被膜をエッチングしない薬液により金属層をエッチングして除去する工程と、前記導電層を給電用電極として電解めっきによりビアホール内に導体ポストを形成する工程とを含むことを特徴とする配線板の製造方法、
６．  絶縁層の一方の面に導電層を有し、もう一方の面に金属層を有する３層材に対して、前記金属層側からレーザーを照射することにより、金属層および絶縁層を貫通して導電層に達するビアホールを形成する工程と、金属層表面、ビアホール側面および底面に導電性被膜を形成する工程と、前記導電性被膜をエッチングしない薬液により金属層をエッチングして除去する工程と、前記導電層を給電用電極として電解めっきによりビアホール内に導体ポストを形成する工程とを含むことを特徴とする配線板の製造方法、
７．  前記導体ポストが銅からなる第５項または第６項に記載の配線板の製造方法、
８．  前記導電性被膜が、カーボンブラック、グラファイト、ニッケル、錫、クロム、チタン、銀、金、およびパラジウムのいずれかを含むものである第５項〜第７項のいずれかに記載の配線板の製造方法、
９．  前記導電性被膜が、スパッタリング、蒸着、または、薬液浸漬のいずれかの方法により形成される第５項〜第８項のいずれかに記載の配線板の製造方法、
１０．  前記導体ポスト表面に、半田層を形成する工程を含む第５項〜第９項のいずれかに記載の配線板の製造方法、
１１．  第１項〜第４項のいずれかに記載の配線板、あるいは、第５項〜第１０項のいずれかに記載の配線板の製造方法により得られる配線板を、複数枚積層して得られることを特徴とする多層配線板、
である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、絶縁層１０２の一方の面にのみ形成された導電層１０１と、絶縁層１０２を貫通し、導電層１０１まで達するビアホール１０４内に充填された導体ポスト１０６とを有するとともに、導体ポスト１０６の側面とビアホール１０４の側面とが導電性被膜１０５により、密着または接着された配線板１１０を形成することで、導体ポスト１０６と絶縁層１０２との間の空隙を無くするものであり、さらには、このような配線板１１０を複数枚積層して多層配線板３３０を得る際に、ボイドの発生を防止することができるものである。
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。図１は、本発明の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図１（ｆ）および図１（ｇ）は、得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００１２】
本発明の配線板の製造方法としては、まず、導電層１０１と絶縁層１０２と金属層１０３とからなる３層材を用意し、金属層１０３を部分的に除去して、絶縁層露出部１０９を形成する（図１（ａ））。
次に、絶縁層露出部１０９にレーザー照射またはドライエッチングすることで、ビアホール１０４を形成する（図１（ｂ））。
【００１３】
前記金属層を部分的に除去して絶縁層露出部を形成する工程に続き、ビアホール１０４を形成する方法は、コンフォーマル方式によるもので、金属層１０３と絶縁層１０２とのエッチングレートが異なることを利用し、金属層１０３をマスクとして絶縁層１０２をエッチングするものである。
ビアホール形成におけるレーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、エキシマレーザなどを使用することができる。絶縁層１０２が、ガラスエポキシのように補強繊維を含む場合には、樹脂とガラスクロスを貫通してビア１０３を形成することができる炭酸ガスレーザーを使用することが好ましい。絶縁層１０２が、ポリイミドなどの補強繊維を含まない場合には、より微細なビア１０３を形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。また、ドライエッチングとしては、Ｏ2プラズマなどを使用することができる。
【００１４】
前記３層材は、導電層１０１上に、樹脂ワニスを、印刷、カーテンコート、バーコートなどの方法で直接塗布して、絶縁層１０２を形成し、絶縁層１０２表面に、金属層１０３をラミネートして形成することにより得ることができる。あるいは、導電層１０１と絶縁層１０２の２層材を得た後、絶縁層１０２の表面に、スパッタリング、蒸着、または、無電解めっきなどの方法により、金属層１０３を形成することもできる。さらには、フィルム状の絶縁層１０２に、導電層１０１と金属層１０３をラミネートする方法もある。金属層１０３は、最終的にエッチングして除去するため、比較的容易にエッチング可能な銅であることが好ましい。
【００１５】
前記絶縁層１０２としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ビスマレイミド、ビスマレイミド・トリアジン、トリアゾール、シアネート、イソシアネート、ベンゾシクロブテンなどの樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマーなどの樹脂が挙げられる。これらを一種または複数種混ぜ合わせて用いても良く、また、シリカフィラーなどの無機フィラー、レベリング剤、カップリング剤、消泡剤、硬化触媒などを添加しても良い。または、ガラスエポキシ基材に代表されるようなガラスクロスやアラミド不織布などの補強繊維に樹脂を含浸させて、硬化あるいは半硬化させたものを、絶縁層１０２として使用することもできる。
【００１６】
次に、金属層１０３の表面とビアホール１０４の側面および底面に、導電性被膜１０５を形成する（図１（ｃ））。導電性被膜１０５の形成方法としては、例えば、スパッタリング、蒸着、または、薬液浸漬などが挙げられる。スパッタリングおよび蒸着により得られる導電性被膜１０５としては、ニッケル、錫、クロム、チタン、銀、金、パラジウムなどが挙げられ、薬液浸漬により得られる導電性被膜１０５としては、カーボンブラック、グラファイト、パラジウム（無電解めっき用触媒）などが挙げられる。
ビアホール１０４の側面および底面に存在する導電性被膜１０５は、最終的に配線板の中に残るため、絶縁層１０２との充分な密着性が必要である。また、絶縁信頼性や吸湿耐熱性などの諸特性を有する必要もある。
【００１７】
次に、導電性被膜１０５をエッチングしない薬液により金属層１０３をエッチングして除去する（図１（ｄ））。ここで、金属層１０３の表面および側面（端面）に形成された導電性被膜１０５が、金属層１０３のエッチングを阻害しない程度の厚みで形成されていることが重要である。これにより、ビアホール１０４の側面および底面に形成された導電性被膜１０５のみが残り、それ以外は除去することが可能となる。しかしながら、導電性被膜１０５を、あまりにも薄くした場合には、金属層１０３のエッチングはできるが、導電性被膜１０５そのものの導電性が低くなってしまうため、それらを両立する条件にて導電性被膜１０５を形成することが重要である。また、導電性被膜１０５を形成する際に、部分的にメカニカルマスクを介することで、金属層１０３が導電性被膜１０５に覆われない露出部を確保しておき、その露出部から金属層１０３のエッチングを進行させる方法もある。
【００１８】
次に、導電層１０１を給電用電極として、導体ポスト１０６を電解めっきにより形成する（図１（ｅ））。この電解めっきにより、ビアホール１０４内に導体ポスト１０６が形成される。電解めっきにより導体ポスト１０６を形成すれば、導体ポスト１０６の先端の形状を自由に制御することができる。導体ポスト１０６の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウムなどが挙げられる。さらには、銅を用いることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０６が得られる。
【００１９】
最後に、導電層１０１を選択的にエッチングすることにより、導体回路１０７を形成して、配線板１１０を得る（図１（ｆ））。
【００２０】
以上のようにして得られる配線板１１０は、導体ポスト１０６の側面とビアホール１０４の側面とが、導電性被膜１０５により密着または接着されており、導体ポスト１０６と絶縁層１０２との隙間は存在しない。
【００２１】
なお、必要に応じて、導体ポスト１０６の先端表面に半田層１０８を形成しても良い（図１（ｇ））。半田層１０８の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、導電層１０１を給電用電極として電解めっきにより形成する方法、半田を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを、導体ポスト１０６に対して精度良く位置合せする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト１０６の先端表面以外に、半田層１０８が形成されることがないため、導体ポスト１０６の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また、薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。半田層１０８の材質としては、ＳｎやＩｎ、もしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。
【００２２】
続いて、本発明の他の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図２（ｆ）および図２（ｇ）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００２３】
第２の配線板の製造方法が、第１の製造方法と異なるのは、金属層２０３に絶縁層露出部が形成されていない点であり、それに伴い、ビアホール２０４の形成方法が異なるが、それ以外は第１の製造方法と同様である。以下、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２４】
まず、導電層２０１と絶縁層２０２と金属層２０３からなる３層材を用意する（図２（ａ））。ここで、金属層２０３には、絶縁層露出部を形成しておかないのが、第１の製造方法と異なる点である。なお、３層材を得る方法、絶縁層２０２の材質、金属層２０３の材質などは、第１の製造方法と同様である。
【００２５】
次に、金属層２０３にレーザーを照射して、ビアホール２０４を形成する（図２（ｂ））。ここでは、金属層２０３そのものをレーザーでエッチングするとともに、絶縁層２０２のエッチングも行う方法である。このようなビアホール２０４の形成方法においては、金属層１０３を極力薄くしておくことで、金属層１０３のレーザー加工ができ、例えば、３〜５μｍの銅箔を、直接穴あけすることができる。金属層１０３を直接穴あけするためには、炭酸ガスレーザーを用いることが好ましいが、紫外線レーザーを使用することも可能である。
【００２６】
図２（ｃ）以降の工程は第１の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
【００２７】
続いて、本発明の実施形態である多層配線板について説明する。図３は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の一例を説明するための図で、図３（ｃ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【００２８】
まず、図１（ｇ）で得られた配線板１１１の絶縁層１０２表面に、接着剤層３０１を形成するとともに、被接続基板３２０と位置合わせする（図３（ａ））。接着剤層３０１の形成方法としては、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコートなどの方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレスなどの方法で積層する方法などが挙げられる。接着剤層３０１の機能としては、半田層１０８の酸化膜を除去するために、表面清浄化機能（フラックス機能）を有することが好ましい。なお、図３（ａ）では、絶縁層１０２の表面に接着剤層３０１を形成する例を示したが、被接続基板３２０の表面に接着剤層３０１を形成しても構わない。もちろん、絶縁層１０２と被接続基板３２０の両表面に形成しても構わない。
【００２９】
位置合わせは、配線板１１１および被接続基板３２０に予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピンなどで位置合わせする方法などを用いることができる。
【００３０】
次に、接着剤層３０１により、配線板１１１と被接続基板３２０とを仮圧着する（図３（ｂ））。仮圧着する方法としては、例えば、真空プレスまたは加圧式真空ラミネータを用いて、加熱・加圧することにより、接着剤層３０１を軟化させる方法が挙げられる。仮圧着工程においては、半田層１０８と層間接続用ランド３０２とを非接触に保つことが好ましい。
【００３１】
最後に、配線板１１１と被接続基板３２０とを本圧着する（図３（ｃ））。本圧着工程では、例えば、真空プレスを用いて、半田層１０８の半田が溶融するまで加熱した後、加圧して半田層１０８と層間接続用ランド３０２とを半田接合させるとともに、更に加熱して接着剤層３０１を硬化させて、配線板１１１と被接続基板３２０とを接着することができる。
【００３２】
以上の工程により、本発明の多層配線板３２０を得ることができる。ここで使用する配線板１１１は、絶縁層１０２と導体ポスト１０６とが密着または接着されており、その隙間が無いため、めっき液の残渣などが生じることはない。したがって、配線板１１１と被接続基板３２０とを熱圧着する際、ボイドとなるようなガス成分が発生しないため、多層配線板３２０内にボイドが存在することがなく、非常に好適である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ビアホールの側面と導体ポストの側面とを導電性被膜により密着（接着）させることで、隙間を無くした配線板を提供することができ、さらにそのような配線板を複数枚積層することで、ボイドが存在しない多層配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による配線板の製造方法の第１の例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態による配線板の製造方法の第２の例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１、２０１    導電層
１０２、２０２    絶縁層
１０３、２０３    金属層
１０４、２０４    ビアホール
１０５、２０５    導電性被膜
１０６、２０６    導体ポスト
１０７、２０７    導体回路
１０８、２０８    半田層
１０９            絶縁層露出部
１１０、２１０    配線板
１１１、２１１    配線板
３０１            接着剤層
３０２            層間接続用ランド
３２０            被接続基板
３３０            多層配線板
【図１】
2004193370.tif 000003
【図２】
2004193370.tif 000004
【図３】
2004193370.tif 000005