(57)【要約】【課題】ファインピッチにして形成される配線パターン層やビア導体とこれらに隣接する樹脂絶縁層との間で確実な密着性を得ることが可能な配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】平均粒径が１．０μｍ以上で且つ１０．０μｍ以下のＳｉＯ２からなる無機フィラを３０wt％以上で且つ５０wt％以下含むエポキシ樹脂を主成分とする樹脂絶縁層６の表面を粗化する粗化工程を含み、かかる粗化工程は、７０℃以上で且つ８５℃以下において過マンガン酸液(例えば、過マンガン酸ナトリウム溶液)に２０分間以上浸漬する粗化処理を含む、配線基板Ｋの製造方法。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径が１．０μｍ以上で且つ１０．０μｍ以下のＳｉＯ２からなる無機フィラを３０wt％以上で且つ５０wt％以下含むエポキシ樹脂を主成分とする樹脂絶縁層の表面を粗化する粗化工程を含み、
上記粗化工程は、７０℃以上で且つ８５℃以下において過マンガン酸液に２０分間以上浸漬する粗化処理を含む、
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記粗化工程の後における前記樹脂絶縁層の表面粗さは、Ｒａにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下の範囲にある、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファインピッチで形成される配線パターン層(ビルドアップ配線層)とこれに隣接する樹脂絶縁層との間で確実な密着性を得ることが可能な配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高性能化および信号処理速度の高速度化の趨勢に応じて、配線基板の小型化および配線パターン層(ビルドアップ配線層)のファインピッチ化の要請が高まっている。
例えば、１つの配線パターン層および隣接する２つの配線パターン層同士間の樹脂絶縁層は、一般に断面の縦×横：２５μｍ×２５μｍが実用的な限界であったが、これらをそれぞれ２０μｍ以下にすることが求められている。
かかる要請に応じるためには、配線パターン層を形状および寸法精度良く形成するだけでなく、かかる配線パターン層と隣接する樹脂絶縁層との密着性を一層高めることが必要となる。かかる密着性を高めるために、樹脂絶縁層の表面を粗化処理した上で、かかる粗化された表面に銅メッキなどによる配線パターン層が形成されている。上記粗化処理は、樹脂絶縁層の表面を膨潤処理した後、過マンガン酸処理する工程で行われている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０５４３８８号公報（第３〜４頁、段落番号(００１７)）
【０００４】
しかし、ファインピッチな配線パターン層を形成したり、上層の配線パターン層と下層の配線パターン層とを接続するビア導体を小径化する際し、これまでの樹脂絶縁層やその表面の粗化処理では、ファインピッチ化した配線パターン層とこれに隣接する樹脂絶縁層との密着性が不十分になるおそれがあった。
因みに、これまでの樹脂絶縁層は、約１８wt％のＳｉＯ２フィラを含むエポキシ系樹脂からなり、伸び率：７．６％、ヤング率：３．５ＧＰａ、平面(Ｘ−Ｙ)方向の熱膨張率：約６０ｐｐｍ／℃の特性を有している。また、これまでの粗化処理は、約８０℃×５分間の膨潤処理を行った後でＮａＭｎＯ４・３Ｈ２ＯまたはＫＭｎＯ４中に約８０℃×約１０分間浸漬するものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記背景技術の問題点を解決し、ファインピッチにして形成される配線パターン層やビア導体とこれらに隣接する樹脂絶縁層との間で確実な密着性を得ることが可能な配線基板の製造方法を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、樹脂絶縁層の組成および特性とその表面に対する粗化処理とを最適化する、ことに着目して成されたものである。
即ち、本発明の配線基板の製造方法(請求項１)は、平均粒径が１．０μｍ以上で且つ１０．０μｍ以下のＳｉＯ２からなる無機フィラを３０wt％以上で且つ５０wt％以下含むエポキシ樹脂を主成分とする樹脂絶縁層の表面を粗化する粗化工程を含み、上記粗化工程は、７０℃以上で且つ８５℃以下において過マンガン酸液に２０分間以上浸漬する粗化処理を含む、ことを特徴とする。
【０００７】
これによれば、比較的多くの無機フィラを含む樹脂絶縁層の表面に対し、過マンガン酸液を長時間にわたり接触させるため、上記樹脂絶縁層の表面には多数の連続的な凹凸面が形成される。従って、かかる凹凸面の上にファインピッチに形成する配線パターン層を強固に密着させることが可能となる。
付言すれば、前記樹脂絶縁層の表面は、かかる樹脂絶縁層を貫通するビアホールの内壁面を含む、配線基板の製造方法も含み得る。これによる場合、上記樹脂絶縁層を貫通するビアホールの内壁面にも、上記凹凸面が形成されるため、かかるビアホール内に形成するビア導体を強固に密着させることが可能となる。
尚、過マンガン酸液には、過マンガン酸ナトリウム(ＮａＭｎＯ４・３Ｈ２Ｏ)や、過マンガン酸カリウム(ＫＭｎＯ４)などが含まれる。
【０００８】
また、本発明には、前記粗化工程の後における前記樹脂絶縁層の表面粗さは、Ｒａにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下の範囲にある、配線基板の製造方法(請求項２)も含まれる。
これによれば、粗化工程後における前記樹脂絶縁層の表面粗さは、適切な範囲の凹凸であるため、当該樹脂絶縁層の表面上に形成される配線パターン層を強固に密着させることができる。尚、上記樹脂絶縁層の表面粗さは、Ｒａにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下の範囲にあり且つＲｚにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。ここで、Ｒａは中心線平均粗さを、Ｒｚは十点平均粗さを示す。
【０００９】
付言すれば、本発明には、前記樹脂絶縁層は、伸び率が６％以下(但し、０を含まず)である、配線基板の製造方法も含み得る。
これによる場合、従来の樹脂絶縁層に比べて伸び率が低いため、前記粗化工程により形成される樹脂絶縁層の表面における凹凸面に配線パターン層を強固に密着させた状態を安定して保つことが可能となる。
更に、本発明には、前記樹脂絶縁層は、ヤング率が３．６Ｇｐａ以上で且つ５．０Ｇｐａ以下である、配線基板の製造方法も含み得る。
これによる場合、従来の樹脂絶縁層よりもヤング率が高くなるため、凹凸面化された樹脂絶縁層の表面上に形成される配線パターン層を強固に密着した状態で、外力などによる影響を抑制することが可能となる。
また、本発明には、前記樹脂絶縁層の平面方向(Ｘ−Ｙ方向)における熱膨張率は、５０ｐｐｍ／℃以下(但し、０を含まず)である、配線基板の製造方法も含み得る。これによる場合、従来の樹脂絶縁層よりも熱膨張率が低いため、樹脂絶縁層の表面上に形成される配線パターン層を強固に密着した状態で、熱的変化による影響を抑制することが可能となる。
【００１０】
加えて、本発明には、前記粗化工程の後に、表面が粗化された前記樹脂絶縁層の表面に所定パターンの配線パターン層を形成する工程を有する、配線基板の製造方法も含み得る。
これによる場合、配線パターン層は、樹脂絶縁層の粗化された表面に強固に密着して形成されるため、狭小な配線を含むファインピッチなパターンで形成されても、その形状および寸法精度を高く保つことが可能となる。
【００１１】
更に付言すれば、前記粗化工程の後に、予め前記樹脂絶縁層を貫通して形成されたビアホールの粗化された内壁面にビア導体を形成する工程を有する、配線基板の製造方法も含み得る。これによる場合、ビアホール内に形成されるビア導体を隣接する樹脂絶縁層に強固に密着させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、厚さ約０．７ｍｍのビスマレイミドトリアジン(ＢＴ)樹脂からなるコア基板１の断面を示し、その表面２および裏面３には、厚さ約７０μｍの銅箔４，５が個別に被覆されている。かかる銅箔４，５の上に図示しない感光・絶縁性のドライフィルムを形成し、所定パターンの露光および現像を施した後、得られたエッチングレジストを剥離液で除去する(公知のサブトラクティブ法)。
尚、製品単位のコア基板１を複数有する多数個取りのパネルを用い、各コア基板１に対して同様な工程を行っても良い(以下の各工程についても同じ)。
その結果、図２に示すように、銅箔４，５は、上記パターンに倣った配線層４，５となる。
【００１３】
次に、図３に示すように、コア基板１の表面２および配線層４の上方と、裏面３および配線層５の上方(図示で下方)とに、無機フィラを含むエポキシ樹脂からなる絶縁性フィルムを個別に被覆して、樹脂絶縁層６，７を形成する。
かかる樹脂絶縁層６，７は、約４０μｍの厚みで且つほぼ球形であるＳｉＯ２からなる無機フィラを３０〜５０wt％(本形実施態では、３６wt％)含有すると共に、伸び率：６％以下(本形実施態では、５．０％)、ヤング率：３．６〜５ＧＰａ(本形実施態では、４．０ＧＰａ)、平面(Ｘ−Ｙ)方向の熱膨張率：約５０ｐｐｍ／℃以下(本形実施態では、４６ｐｐｍ／℃)の特性を有している。
上記無機フィラの平版粒径は、１．０μｍ以上で且つ１０．０μｍ以下である。尚、上記ほぼ球形には、楕円球形や長円球形などが含まれる。
【００１４】
次いで、図４に示すように、コア基板１、配線層４，５、および樹脂絶縁層６，７の所定の位置にドリルによる孔明け加工を行い、内径が約２００μｍのスルーホール８を形成する。
更に、樹脂絶縁層６，７の表面における所定の位置に対し、その厚み方向に沿って図示しないレーザ(本実施形態では、炭酸ガスレーザ)を照射する。その結果、図５に示すように、上記樹脂絶縁層６，７を貫通し且つ底面には配線層４，５が露出するほぼ円錐形状のビアホール１０，１１が形成される。
【００１５】
次に、図５中の一点鎖線部分Ｘの拡大図である図６，７を例として、本発明の粗化工程(デスミア処理)を説明する。
ビアホール１０，１１が形成された樹脂絶縁層６，７に対し、その表面を６０〜８０℃で５〜１０分間にわたって膨潤処理を施す。具体的には、コア基板１またはこれを複数有するパネルを予め水洗した後、例えばジエチレングリコール−ｎ−ブチルエーテル、アニオン系界面活性剤、および水酸化ナトリウムを含む上記温度帯の溶液中に浸漬する。
その結果、図６で例示するように、樹脂絶縁層６(７)の表面およびビアホール１０(１１)の内壁面には、上記溶液が浸透した脆弱な膨潤状態の表層部６ａ(７ａ)が約３０μｍの厚みで形成される。
尚、図６，７中の符号ｆは、ＳｉＯ２からなる無機フィラを示す。
【００１６】
次いで、前記膨潤処理されたコア基板１などまたはパネルを水洗した後、ビアホール１０，１１が形成された樹脂絶縁層６，７の表層部６ａ(７ａ)を、７０〜８５℃(例えば８０℃)のＮａＭｎＯ４・３Ｈ２ＯまたはＫＭｎＯ４中に２０分間以上(例えば、３０分間)浸漬する粗化処理を施す。
その結果、図７に示すように、樹脂絶縁層６(７)の表面やビアホール１０(１１)の内壁面には、表層部６ａ(７ａ)が粗化した多数の凹凸を含む粗化面６ｂ(７ｂ)が形成される。かかる粗化面６ｂ(７ｂ)の粗さは、Ｒａにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下、Ｒｚにて０．２μｍ以上で１．０μｍ以下の範囲にある。尚、この間に平行して、前記スルーホール８の内壁面も上記と同様に粗化されている。
【００１７】
更に、粗化されたビアホール１０，１１の内壁面、樹脂絶縁層６，７の粗化面６ｂ(７ｂ)、およびスルーホール８の内壁面に対し、Ｐｄを含むメッキ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。
その結果、図８に示すように、樹脂絶縁層６，７の表面全体に銅メッキ膜ｃ１がそれぞれ形成され、スルーホール８には厚みが約４０μｍでほぼ円筒形のスルーホール導体１４が形成される。同時に、ビアホール１０，１１内には、追加の銅メッキを施すことで、フィルドビア導体１２，１３が形成される。
【００１８】
次に、図９に示すように、スルーホール導体１４の内側に前記同様の無機フィラを含む充填樹脂９を充填する。尚、充填樹脂９は、金属粉末を含む導電性または非導電性の樹脂としても良い。
更に、図９に示すように、銅メッキ膜ｃ１，ｃ１の上面および充填樹脂９の両端面に電解銅メッキによる銅メッキ膜ｃ２，ｃ２を形成し、同時に充填樹脂９の両端面を蓋メッキする。尚、銅メッキ膜ｃ１，ｃ２全体の厚みは、約１５μｍである。
【００１９】
次いで、銅メッキ膜ｃ１，ｃ２の上方に、図示しない感光・絶縁性のドライフィルムを形成し、且つ所定パターンの露光および現像を施した後、得られたエッチングレジストとその直下に位置する銅メッキ膜とｃ１，ｃ２を公知の剥離液によって除去する。その結果、図１０に示すように、樹脂絶縁層６，７の表面には、上記パターンに倣った配線パターン層１６，１７が形成される。
配線パターン層１６，１７やビア導体１２，１３は、これらと隣接する樹脂絶縁層６，７の表面が粗化(６ｂ，７ｂ)されているため、当該配線パターン層１６，１７を狭小のファインピッチ化したり、ビア導体１２，１３を小径化しても、樹脂絶縁層６，７との間で強固な密着力を得ることができる。
【００２０】
更に、図１１に示すように、樹脂絶縁層６および配線パターン層１６の上方と、樹脂絶縁層７および上配線パターン層１７の上方(図示で下方)とに、前記同様の厚みの絶縁性フィルムを個別に被覆して、樹脂絶縁層１８，１９を形成する。
次に、樹脂絶縁層１８，１９の表面における所定の位置に対し、その厚み方向に沿って図示しないレーザを照射することにより、図１１に示すように、樹脂絶縁層１８，１９を貫通し且つ底面に上記配線パターン層１６，１７が露出するほぼ円錐形状のビアホール２０，２１を形成する。
上記ビアホール２０，２１の内壁面を含む樹脂絶縁層１８，１９の表面全体に対し、前途同様の膨潤処理および粗化処理からなる粗化工程を行って、それらの表面に多数の凹凸を有する前記同様の粗化面を形成する。
【００２１】
次いで、上記ビアホール２０，２１を含む粗化された樹脂絶縁層１８，１９の表面全体に対し、予め前記同様のメッキ触媒を塗布した後、無電解銅メッキを施し、厚みが約０．５μｍの銅薄膜層(図示せず)を形成する。
次に、上記銅薄膜層の表面全体に、厚みが約２５μｍのエポキシ系樹脂からなる感光・絶縁性の絶縁フィルム(図示せず)を被覆する。かかる絶縁フィルムに対して、所定パターンの露光および現像を施した後、露光部分または非露光部分を剥離液により除去する。
その結果、銅薄膜層の表面に上記パターンに倣った図示しないメッキレジストが形成される。同時に、ビアホール２０，２１上方の左右に隣接している銅薄膜層の表面には、幅広の隙間が形成される。
【００２２】
次いで、隙間の底面やビアホール２０，２１内に位置する銅薄膜層に対し、電解銅メッキを施す。その結果、図１１に示すように、ビアホール２０，２１内にはフィルドビア導体２２，２３が個別に形成され、前記隙間にはビア導体２２，２３と接続する配線パターン層２４，２５が形成される。
かかる配線パターン層２４，２５やフィルドビア導体２２，２３も、これらと隣接する樹脂絶縁層１８，１９の表面が粗化されているため、配線パターン層２４，２５を狭小にファインピッチ化して形成したり、ビア導体２２，２３を小径化した場合でも、樹脂絶縁層１８，１９との間で強固な密着力を得られる。
【００２３】
更に、図１１に示すように、配線パターン層２４が形成された樹脂絶縁層１８の表面上に前記同様の樹脂製で厚みが約２５μｍのソルダーレジスト層(絶縁層)２６を、前記配線パターン層２５が形成された樹脂絶縁層１９の表面上に上記同様のソルダーレジスト層(絶縁層)２７を形成する。
ソルダーレジスト層２６，２７の所定の位置にレーザなどにより配線パターン層２４，２５に達する孔明け加工を行い、図１１に示すように、第１主面２８に開口するランド３０または第２主面２９に開口する開口部３１を形成する。
【００２４】
上記ランド３０上には、第１主面２８よりも高く突出するハンダバンプ３２を形成し、それらの上方にハンダを介して図示しないＩＣチップなどの電子部品の実装を可能とする。尚、ハンダバンプ３２は、例えばＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、またはＳｎ−Ｚｎ系などの低融点合金から形成される。
そして、図１１に示すように、配線パターン層２５から延び且つ開口部３１の底面に位置する配線３３の表面に図示しないＮｉメッキおよびＡｕメッキを施し、図示しないマザーボードなどのプリント基板と接続する接続端子とする。
【００２５】
以上の各工程を経ることにより、図１１に示すように、コア基板１の表面２および裏面３の上方にファインピッチにして配線し得る配線パターン層１６，２４を含むビルドアップ層ＢＵ１や配線パターン層１７，２５を含むビルドアップ層ＢＵ２を有する配線基板Ｋを得ることができる。
尚、配線基板Ｋは、コア基板１の表面２の上方にのみビルドアップ層ＢＵ１を設けた形態としても良い。かかる形態では、裏面３側には、配線パターン層１７およびソルダーレジスト層２７のみが形成される。
【００２６】
以上のような本発明の配線基板Ｋの製造方法によれば、配線パターン層１６，２４，１７，２５やフィルドビア導体１２，２２，１３，２３は、これらと隣接する樹脂絶縁層６，１８，７，１９の表面が前記のように粗化されているため、かかる樹脂絶縁層６，１８，７，１９との間で強固な密着性が確保される。しかも、樹脂絶縁層６，１８，７，１９は、無機フィラを多く含み、伸び率や熱膨張率が従来に比べて低く且つヤング率が従来よりも高いため、配線パターン層１６，２４などをファインピッチに形成したり、ビア導体１２，２２などを小径化しても、上記密着性を安定して保つことが可能となる。従って、配線パターン層のファインピッチ化やビア導体の小径化に対応した配線基板の提供に寄与することが可能となる。
【００２７】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
前記製造方法の各工程は、製品単位であるコア基板１を複数個有する多数個取り用の大版パネルにより行っても良い。
また、コア基板は、前記ＢＴ樹脂に限らず、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを用いても良く、連続気孔を有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフッ素系樹脂にガラス繊維などを含有させた複合材料などを用いることも可能である。
あるいは、前記コア基板の材質をセラミックとしても良い。かかるセラミックには、アルミナ、珪酸、ガラスセラミック、窒化アルミニウムなどが含まれ、更には約１０００℃以下の比較的低温で焼成が可能な低温焼成基板を用いることもできる。更には、銅合金やＦｅ−４２wt％Ｎｉ合金などからなるメタルコア基板を用い且つその全表面を絶縁樹脂で被覆したものを用いても良い。
また、コア基板のないコアレス基板の形態としても良く、かかる形態では、例えば前記樹脂絶縁層６，７などが絶縁基板となる。
【００２８】
更に、前記配線層４，５の材質は、前記Ｃｕ(銅)の他、Ａｇ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕ系などにしても良く、あるいは金属のメッキ層を用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法により形成しても良い。
また、前記樹脂絶縁層６，７などは、前記無機フィラを含有し且つ前記各特性を有していれば、前記エポキシ樹脂を主成分とするもののほか、同様の耐熱性、パターン成形性などを有するポリイミド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合材料などを用いることもできる。
更に、ビア導体は、前記フィルドビア導体１２などでなく、内部が完全に導体で埋まってない逆円錐形状のコンフォーマルビア導体とすることもできる。あるいは、各ビア導体の軸心をずらしつつ積み重ねるスタッガードの形態でも良いし、途中で平面方向に延びる配線層が介在する形態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による配線基板の製造方法の１工程を示す概略断面図。
【図２】図１に続く製造工程を示す概略断面図。
【図３】図２に続く製造工程を示す概略断面図。
【図４】図３に続く製造工程を示す概略断面図。
【図５】図４に続く製造工程を示す概略断面図。
【図６】図５中の一点鎖線部分Ｘの拡大図で且つ図５に続く製造工程を示す概略断面図。
【図７】図６に続く製造工程を示す概略断面図。
【図８】図７に続く製造工程を示す概略断面図。
【図９】図８に続く製造工程を示す概略断面図。
【図１０】図９に続く製造工程を示す概略断面図。
【図１１】図１０に続く製造工程および得られた配線基板を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００３０】
６，７，１８，１９……樹脂絶縁層
６ｂ………………………粗化面(粗化された絶縁層の表面)
１０,１１，２０,２１…ビアホール
１２,１３，２２,２３…フィルドビア導体
１６,１７，２４,２５…配線パターン層
ｆ…………………………ＳｉＯ２フィラ(無機フィラ)
Ｋ…………………………配線基板
【図１】
2005150552.tif 000003
【図２】
2005150552.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005150552.tif 000008
【図７】
2005150552.tif 000009
【図８】
2005150552.tif 000010
【図９】
2005150552.tif 000011
【図１０】
2005150552.tif 000012
【図１１】
2005150552.tif 000013