(57)【要約】【目的】プリント配線板の剛性を増大させることで製造工程及び実装工程における生産性を向上させ、耐熱性及び寸法安定性に優れた金属ベースプリント配線板及びその製造方法を提供することである。【構成】金属板１に電極３を設け、その上から半硬化の熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布を重ねて加圧加熱して絶縁樹脂層７を形成し、バイアホールを穿設して導通ビア９を設け、導体パターンに、ニッケルメッキ６１、金メッキ５１を施して絶縁樹脂層７に突出する電極３１を形成し、ソルダーレジスト１１で封止して金属ベースプリント配線板を形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、基材に接合された１層又は２層以上の絶縁層とを備えたプリント配線板において、基材を金属板で形成し、金属板（基材）に電極を設け、絶縁層の両面を導通バイアホールで導通させ、最外層絶縁層に電極を設けたことを特徴とする金属ベースプリント配線板。
【請求項２】
金属板を銅板としたことを特徴とする請求項１記載の金属ベースプリント配線板。
【請求項３】
電極をニッケル及び金で形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属ベースプリント配線板。
【請求項４】
絶縁層を熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布基材で形成したことを特徴とする請求項１，２又は請求項３記載の金属ベースプリント配線板。
【請求項５】
金属板に電極を形成する工程、絶縁層を形成する工程、絶縁層にバイアホールを穿設する工程、バイアホールを導通させる工程、及び最外層絶縁層に電極を形成する工程とから成ることを特徴とする金属ベースプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
電極を、２層の銅メッキ層と、銅メッキ層の間に金メッキ及びニッケルメッキを積層して配設することを特徴とする請求項５記載の金属ベースプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵ、メモリ等の半導体チップを実装するため使用され、導通バイアホールを有するインタポーザモジュール基板として用いられる金属ベースプリント配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化、高性能化に伴い、半導体チップを実装するプリント配線板は、小型薄型化、高性能化、高信頼性が要求されている。
このような状況の下でパッケージの小型化が進められ、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれるチップと略同じ大きさの半導体装置が開発されている。
このＣＳＰに使用されるプリント配線板は、インタポーザモジュール基板と称し、薄型化、高性能化、高機能化が要求され、ポリイミドフレキシブル基板や、エポキシ樹脂ビルドアップ基板等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の基板においては、その絶縁樹脂層の厚さが０．０５ｍｍ乃至０．１５ｍｍと薄いため、柔らかく、曲がりが発生しやすく、プリント配線板製造工程で用いられるローラ等への巻きつきを発生する等して製造工程の生産性を低下させるという問題があった。
また曲がりが発生しやすいために、実装工程での接続不良等を生じる恐れがあるという問題があった。
また材質としても、さらなる耐熱性、寸法安定性の向上が求められている。
【０００４】
本発明の目的は、プリント配線板の剛性を増大させることで製造工程及び実装工程における生産性を向上させ、耐熱性及び寸法安定性に優れた金属ベースプリント配線板及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１において、基材と、基材に接合された１層又は２層以上の絶縁層とを備えたプリント配線板において、基材を金属板で形成し、金属板（基材）に電極を設け、絶縁層の両面を導通バイアホールで導通させ、最外層絶縁層に電極を設けたことにより、プリント配線板の基材として金属板を用いたことで、剛性が高まることになり、曲がり、反り、捩じれ等の発生を抑制し、曲がり、反り、捩じれ等によるローラ類への巻き付きを防止することができ、生産性を向上させることができる。
請求項２において、金属板を銅板としたことにより、安価に導電性を確保しながら、剛性及び強度を増大させることができる。
請求項３において、電極をニッケル及び金で形成したことにより、電極と電子部材との接続信頼性を確保することができる。
請求項４において、絶縁層を熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布基材で形成したことにより、耐熱性が向上し、寸法変化を小さくすることができ、高性能、高機能のプリント配線板を得ることができる。
請求項５において、金属板に電極を形成する工程、絶縁層を形成する工程、絶縁層にバイアホールを穿設する工程、バイアホールを導通させる工程、及び最外層絶縁層に電極を形成する工程とから成る金属ベースプリント配線板の製造方法であることにより、容易に且つ確実に製造することができる。
請求項６において、電極を、２層の銅メッキ層と、銅メッキ層の間に金メッキ及びニッケルメッキを積層して配設することにより、電極と電子部材との接続信頼性を向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例を、図を参照して説明する。
図２（ａ）は基材として用いられる金属板１（本実施例では、銅板）を示しており、金属板（基材）１の板厚を０．１５ｍｍ以上とするもので、特に剛性を確保するとともに、後の工程での処理を考慮すると、０．２〜０．４ｍｍの板厚が望ましい（本実施例では、０．２５ｍｍ）。
なお、金属板（基材）１としては、鉄、ニッケル、ＳＵＳ、アルミニウムの板を用いることもできる。
【０００７】
図２（ｂ）において、金属板（基材）１に、バフ研磨または硫酸、過酸化水素等による表面の粗化処理を施し、ドライフィルムを貼着して、露光させ現像してドライフィルムを硬化させてメッキレジスト２を形成する。
【０００８】
図３（ａ）において、メッキレジスト２を形成した金属板１の表面にメッキを施してメッキレジスト２の無い位置２１に電極３を形成する。
電極３は、図３（ｂ）に示すように、メッキレジスト２の間の金属板１に接触して最内層の銅メッキ層４を設け、銅メッキ層４の上に金メッキ層５を設け、金メッキ層５の上にニッケルメッキ層６を設け、ニッケルメッキ層６の上に最外層の銅メッキ層４１を設けて形成する。
【０００９】
最内層の銅メッキ層４の厚さを３〜１０μｍ、金メッキ層５の厚さを０．５〜２μｍ、ニッケルメッキ層６を２〜６μｍ、最外層の銅メッキ層４１の厚さを１０〜２０μｍの範囲で形成する。
【００１０】
上記金属板１を２〜５重量％苛性ソーダで洗浄してメッキレジスト２を除去した後、図４（ａ）に示すように、金属板１の電極３を設けた側の表面を粗化処理し、半硬化の熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布を重ねて加圧加熱して絶縁樹脂層７を形成する。
【００１１】
アラミド不織布は耐熱性を有し、且つ寸法安定性に優れており、アラミド不織布に含浸させる熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等が使用可能である。
本実施例においては、厚さが０．０５ｍｍのエポキシ樹脂含浸アラミド不織布を使用し、金属板（例、銅板）１に積み重ねて、温度１８０〜２２０℃、圧力１〜５ＭＰａで加熱、加圧積層して絶縁樹脂層７を形成する。
【００１２】
図４（ｂ）において、上記金属板１に積層した絶縁樹脂層７に炭酸ガスレーザ光、エキシマレーザ光等を照射してレーザ加工を施し、底に電極３を露出させたバイアホール（非貫通穴）８を形成するが、このレーザ加工時には、レーザ光の出力及び照射時間等を調整して電極３に損傷を与えないようにしている。
【００１３】
本実施例では、炭酸ガスレーザを用いて、パルス幅９μｓｅｃ　で３ショット照射することで、１００μｍ径のバイアホール８を形成している。
バイアホール８の形成には、ドリル加工を用いることもできるが、レーザ加工を用いることで微小な径の穴を正確に穿設することができるとともに、電極３の表面に損傷を与えることも少ないものである。
【００１４】
図５（ａ）において、電極３の表面の残渣除去、並びに絶縁樹脂層７の表面の粗化を行うために過マンガン酸カリ溶液で処理し、その後無電解銅メッキを施して０．３〜３μｍ厚の無電解銅メッキ膜を設ける。
その後、金属板１側と絶縁樹脂層７側との両面にメッキレジストとなるドライフィルムを貼着し、露光現像を行ってメッキレジスト膜を形成した後、厚さ１０〜１５μｍの銅メッキを施し、３〜５重量パーセントの苛性ソーダで洗浄してメッキレジスト膜を除去し、硫酸または過酸化水素水を用いて洗浄し、無電解銅メッキの不要部分を除去することで、電極３とバイアホール８とを導通させる導通ビア９及び導体パターン１０を形成する。
【００１５】
図５（ｂ）において、少なくとも絶縁樹脂層７の電極となる導体パターン１０を除き、所定の範囲に耐金メッキ性を有する感光性ソルダーレジストを塗布し、露光、現像してソルダー（メッキ）レジスト膜１１を形成する。
【００１６】
図１において、金属板１に保護フィルムを貼着し、導体パターン１０に、ニッケルメッキ６１を施し、その上から金メッキ５１を施した後、保護フィルムを除去して、絶縁樹脂層７に突出する電極３１をして金属ベースプリント配線板を形成する。
【００１７】
各メッキ層は、金メッキ５１の厚さを０．３〜１．０μｍ、ニッケルメッキ６１の厚さを３〜６μｍに形成するもので、メッキ方法は、無電解メッキまたは電気メッキの何れを採用しても良いが、本発明は金属ベースであるから、電気供給パターンが形成でき、電気メッキの採用が容易になる。
【００１８】
この構成によると、プリント配線板の基材として金属板を用いたことで、剛性が高まることになり、曲がり、反り、捩じれ等の発生を抑制し、曲がり、反り、捩じれ等によるローラ類への巻き付きを防止することができ、生産性を向上させることができる。
熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布を用いることにより、耐熱性が向上し、寸法変化を小さくすることができ、高性能、高機能のプリント配線板を得ることができる。
【００１９】
本発明の第２実施例について、図６を参照して説明する。
金属ベース板（図５（ａ）参照）において、絶縁樹脂層７の金属板１と反対側に、中間絶縁樹脂層７１を設け、図４（ａ），（ｂ），図５（ａ）に示す工程を繰り返して中間導通ビア９２を設け、さらに、外層絶縁樹脂層７２を設けて外層導通ビア９３を形成し、ソルダー（メッキ）レジスト膜１１０を形成する。
【００２０】
最内層の絶縁樹脂層７の導通ビア９１の接触片を大きくして中間導通ビア９２を接触させ、中間導通ビア９２に外層導通ビア９３を接触させ、各導通ビア９１〜９３の導通を確保する。
その後、図１に示すように、金属板に保護フィルムを貼着し、導体パターンにニッケルメッキを施し、その上から金メッキを施した後、保護フィルムを除去して絶縁層７２に突出する電極３１を形成して金属ベースプリント配線板を形成する。
【００２１】
なお、図１〜５と同じ符号は、同じもの又は部材を示す。
この構成によると、多層の金属ベースプリント配線板を容易且つ高密度で形成することができる。
【００２２】
本発明の第３実施例について、図７を参照して説明する。
図７（ａ）において、基準金属ベース板（図５（ａ）参照）において、電極３の表面の残渣除去、並びに絶縁樹脂層７の表面の粗化を行うために過マンガン酸カリ溶液で処理して、無電解銅メッキを施して０．３〜３μｍ厚の無電解銅メッキ膜を設けた後、ドライフィルムを貼着してメッキレジスト膜を形成し、ビアフィリング電気銅メッキを施してバイアホール８に銅を析出させ、バイアホール８内に銅を満たして、電極３の表面に接続された穴埋めビア１２を形成し、穴埋めビア１２の頂部を絶縁樹脂層７の表面から突出させると同時に導体パターン１０を形成する。
【００２３】
本実施例では、ビアフィリング電気銅メッキは、硫酸銅２００ｇ／リットル、硫酸５０ｇ／リットル、塩素イオン５０ｍｇ／リットル、及び添加剤から成る溶液を使用し、電流密度２Ａ／ｄｍ２　、通電（メッキ）時間６０分で行った。
ビアフィリング電気銅メッキの終了後に、メッキレジスト膜を剥離させ、次いで不要部の無電解銅メッキ膜をエッチングにより除去する。
【００２４】
図７（ｂ）において、半硬化の熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布を積み重ねて加熱、加圧し、外側絶縁樹脂層１３を形成する。
次に、図８（ａ）に示すように、外側絶縁樹脂層１３に、レーザ加工によりバイアホール１４を穿設し、穴埋めビア１２の頂部をバイアホール１４の底部に電極として露出させる。
【００２５】
図７（ａ），（ｂ）に示される工程を繰り返して図８（ｂ）に示すように、穴埋めビア１２の表面の残渣除去、並びに外側絶縁樹脂層１３の表面の粗化を行うために過マンガン酸カリ溶液で処理して、無電解銅メッキを施して０．３〜３μｍ厚の無電解銅メッキ膜を設けた後、ドライフィルムを貼着してメッキレジスト膜を形成し、ビアフィリング電気銅メッキを施してバイアホール１４内に銅を析出させ、バイアホール１４内に銅を満たして、穴埋めビア１２の表面に接続された外側穴埋めビア（電極）１５を形成し、外側穴埋めビア１５の頂部を外側絶縁樹脂層１３の表面から突出させると同時に導体パターン１０を形成する。
【００２６】
図９に示すように、ソルダレジスト膜１７を形成した後、ニッケルメッキ及び金メッキをこの順序で施し、電極３１を形成することにより、多層の金属ベースプリント配線板を形成する。
【００２７】
この構成によると、バイアホール内に銅を満たして、穴埋めビアを形成して穴埋めビアを電極として用いるから、電極（穴埋めビア）の強度を増大させ、電気的接続を確実にすることができる。
【００２８】
第１〜第３実施例（図１，図６，図９参照）に示す金属ベースプリント配線板は、半導体チップを実装して樹脂で封止した後、金属板１を除去し、金属板１を除去した後に露出する絶縁樹脂層７の電極３に半田ボールを形成し、その後所定の大きさにカットを行い、ＣＳＰを形成する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているから次に述べる効果を奏する。
請求項１において、基材と、基材に接合された１層又は２層以上の絶縁層とを備えたプリント配線板において、基材を金属板で形成し、金属板（基材）に電極を設け、絶縁層の両面を導通バイアホールで導通させ、最外層絶縁層に電極を設けたことにより、プリント配線板の基材として金属板を用いたことで、剛性が高まることになり、曲がり、反り、捩じれ等の発生を抑制し、曲がり、反り、捩じれ等によるローラ類への巻き付きを防止することができ、生産性を向上させることができる。
請求項２において、金属板を銅板としたことにより、安価に導電性を確保しながら、剛性及び強度を増大させることができる。
請求項３において、電極をニッケル及び金で形成したことにより、電極と電子部材との接続信頼性を確保することができる。
請求項４において、絶縁層を熱硬化性樹脂含浸アラミド不織布基材で形成したことにより、耐熱性が向上し、寸法変化を小さくすることができ、高性能、高機能のプリント配線板を得ることができる。
請求項５において、金属板に電極を形成する工程、絶縁層を形成する工程、絶縁層にバイアホールを穿設する工程、バイアホールを導通させる工程、及び最外層絶縁層に電極を形成する工程とから成る金属ベースプリント配線板の製造方法であることにより、容易に且つ確実に製造することができる。
請求項６において、電極を、２層の銅メッキ層と、銅メッキ層の間に金メッキ及びニッケルメッキを積層して配設することにより、電極と電子部材との接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である金属ベースプリント配線板の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例である金属ベースプリント配線板の製造工程説明図である。
【図３】本発明の実施例である金属ベースプリント配線板の製造工程説明図である。
【図４】本発明の実施例である金属ベースプリント配線板の製造工程説明図である。
【図５】本発明の実施例である金属ベースプリント配線板の製造工程説明図である。
【図６】本発明の第２実施例である金属ベースプリント配線板の概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施例の製造工程説明図である。
【図８】本発明の第３実施例の製造工程説明図である。
【図９】本発明の第３実施例である金属ベースプリント配線板の概略構成図である。
【符号の説明】
１　金属板（基材）、２　メッキレジスト、３，３１　電極
４，４１　銅メッキ、５，５１　金メッキ、６，６１　ニッケルメッキ
７，１３，７１，７２　絶縁樹脂層
８　バイアホール、９，９１，９２，９３　導通ビア、
１０，１６　導体パターン、１１，１７，１１０　ソルダーレジスト
１２，１５　穴埋めビア
【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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