(57)【要約】【課題】  低コストで、絶縁性能を低下させず、また、適用範囲の制約も受けずに、さらに、回路部分への影響を抑えることを可能としつつ、高密度配線および高密度実装を可能とする、電子部品埋込み用の窪みとスルーホールとを備える多層プリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】  埋め込まれる電子部品用の回路（９）を有する下側プリント配線板の上側に、前記電子部品を実装する箇所に、所望の大きさの孔を明けた上側プリント配線板（１６）を、接着シート（１１）を介して加熱圧着し、さらに、スルーホール（４）および外層配線（８）を形成したのち、レーザー加工または化学的処理により、多層プリント配線板の電子部品埋込み用の窪み（１３）の底部の接着シート（１１）を除去し、前記電子部品用の回路（９）を露出させる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）電子部品用の回路を有する下側プリント配線板と、前記電子部品を埋め込むための孔を設けた上側プリント配線板とを、接着剤層を介して接合して、多層プリント配線板を形成するステップ、（２）該多層プリント配線板にスルーホール用の貫通孔を設けるステップ、（３）無電解めっきおよび該無電解めっきの上に電解めっきを施し、エッチングして、前記多層プリント配線板に最外層回路を形成するステップ、（４）レーザー照射、薬液処理およびプラズマデスミア処理からなる群から選ばれる少なくとも一つの方法により、前記上側プリント配線板の孔により形成された前記多層プリント配線板の前記電子部品埋込み用の窪みの底部に露出した前記接着剤層の一部または全部を除去するステップ、からなる電子部品埋込み用の窪みとスルーホールとを備える多層プリント配線板を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品埋込み用の窪みを備える多層プリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の軽薄短小化および多機能化に伴い、電子機器に使用するプリント配線板にも、高速度化、薄板化の要求が高まっている。また、電子機器に使用する電子部品の再配線用に、プリント配線板を用いることが増えているが、その場合には、一層の高密度化、薄板化が求められている。
【０００３】
そのため、比較的、厚い電子部品および半導体のベアチップ等をプリント配線板の窪みに搭載したり、挟み込むことにより、層厚を抑えたり、面積を低減することが可能な多層プリント配線板に対する要求が、年々増加している。
【０００４】
たとえば、特開平７−２２５３６号公報には、多層プリント配線板の内層回路を削り出して形成した窪みの内部に半導体を搭載する多層プリント配線板が記載されている。
【０００５】
従来、電子部品埋込み用の窪みを備える多層プリント配線板を製造する場合、積層後に内層パターンを削り出す方法が用いられてきた。内層パターンを刃物によって削り出す場合、切削装置の上下方向位置精度と、プリント配線板の厚さバラツキを吸収するために、７０〜１００μｍの厚さの内層銅厚が必要となるが、この厚さでは、近年増加しているフリップチップ実装に対応する１２０μｍピッチ以下のパターンを形成することは、薄くて困難である。また、削り出し加工は、配線板を重ねて加工することができず、１枚ごとの加工となり、作業効率が悪いこと、および刃物の先端部分しか使用しないことから、コスト高となる問題がある。
【０００６】
この対策として、電子部品を埋め込むための孔を設けた上側プリント配線板と、この孔に埋め込まれる電子部品用の回路を有する下側プリント配線板とを、前記上側プリント配線板の孔に対応する位置に孔を有する接着剤層を介して、接着して形成した電子部品埋込み用の窪み備える多層プリント配線板がある。このように形成した電子部品埋込み用の窪みを備える多層プリント配線板では、上側プリント配線板と下側プリント配線板の電気的接続を取るために、スルーホールを用いる。
【０００７】
たとえば、かかるスルーホール付きの多層プリント配線板を製造するためには、（１）電子部品埋込み用の孔を設けた上側プリント配線板と、電子部品用の回路を有する下側プリント配線板とを、該電子部品埋込み用の孔に対応する位置に孔を有する接着剤層を介して接合し、窪み開口部を形成する。（２）スルーホール用の貫通孔を開口し、その後、窪み開口部に保護膜を形成し、表面全面に無電解銅めっき層を設けて、スルーホール用の貫通孔の内面に導電性を付与する。（３）窪み開口部の保護膜を除去してソフトエッチングして、配線部とスルーホール内面以外の無電解銅めっき層を除去する。（４）窪み開口部に保護膜を形成し、配線部とスルーホールの無電解銅めっき層の上に電解銅めっきを行い、スルーホールを完成する。（５）配線部の厚さの調整と無電解めっき層残存部の完全除去のためのソフトエッチングを行う。（６）窪み開口部の保護膜を除去する。
【０００８】
このような製造方法を採ると、製造工程が複雑で、コストが高くなるばかりか、スルーホール形成のための無電解銅めっき工程では、パラジウム触媒が必要であり、該触媒を付与するときに、保護膜と下側プリント配線板との間に液が滲入し、パラジウムが析出して、絶縁性能が低下する問題があった。また、保護膜を張れる窪み開口部の大きさに限界があり、このような方法を適用できる範囲に制約が生じるという問題があった。
【０００９】
さらに、電子部品用の回路部分に、無電解銅めっきを除去するためにソフトエッチング工程が二回加わるため、回路幅が細くなってしまい、電子部品の実装がやり難くなるという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−２２５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、低コストで、絶縁性能を低下させることなく、適用範囲の制約を受けず、さらに、回路部分への影響を抑えることを可能としつつ、高密度配線および高密度実装を可能とする、電子部品埋込み用の窪みとスルーホールとを備える多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電子部品埋込み用の窪みとスルーホールとを備える多層プリント配線板を製造する方法は、（１）電子部品用の回路を有する下側プリント配線板と、前記電子部品を埋め込むための孔を設けた上側プリント配線板とを、接着剤層を介して接合して、多層プリント配線板を形成するステップ、（２）該多層プリント配線板にスルーホール用の貫通孔を設けるステップ、（３）無電解めっきおよび該無電解めっきの上に電解めっきを施し、エッチングして、前記多層プリント配線板に最外層回路を形成するステップ、（４）レーザー照射、薬液処理およびプラズマデスミア処理からなる群から選ばれる少なくとも一つの方法により、前記上側プリント配線板の孔により形成された前記多層プリント配線板の前記電子部品埋込み用の窪みの底部に露出した前記接着剤層の一部または全部を除去するステップ、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従来技術において、前記窪みの底部の電子部品用の回路を保護膜により保護しながら、スルーホールめっきおよびエッチングを行なうために、コストが高くなり、絶縁性能が低下し、該回路の幅が細くなるという諸問題点を、本発明により解消することができる。その結果、本発明の製法により、低コストかつ簡易に、また様々な電子部品埋め込み用窪みを備える多層プリント配線板を対象として、高密度配線および高密度実装を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の電子部品埋込み用の窪みとスルーホールとを備える多層プリント配線板の製造方法においては、まず、該多層プリント配線板の窪みに埋め込まれる電子部品用の回路を有する下側プリント配線板と、前記電子部品が埋め込まれる孔を設けた上側プリント配線板とをそれぞれ作製し、これらのプリント配線板を接着剤層を介して加熱圧着により接合して、多層プリント配線板を形成する。接着剤層としては、無機フィラー、短繊維等の含有率が少なく、レーザー加工性に優れた薄い接着シート、たとえば、日立化成製または巴川製紙所製エポキシ接着フィルムを使用する。なお、接着剤層には、前記上側プリント配線板に設けられた孔に対応する孔を設ける必要はない。本発明の場合、接着剤層は導電性を付与されておらず、また、この接着剤層に前記窪みに対応する孔は設けられていないため、上側と下側のプリント配線板を電気的に完全に遮断している。
【００１４】
次に、形成された該多層プリント配線板に、上側と下側のプリント配線板を電気的に接続するためのスルーホール用の貫通孔を設ける。
【００１５】
その後、たとえば、浸漬などにより無電解めっき触媒としてパラジウムを沈着させた後に、多層プリント配線板の表面全体に無電解銅めっき層を設けて、スルーホール用の貫通孔の内面に導電性を付与する。それから、ソフトエッチングを施して、配線部と前記貫通孔の内面以外の無電解めっき層を除去し、電気銅めっきにより配線部と貫通孔のめっき層を必要な厚みまで成長させて、スルーホールを完成させ、多層プリント配線板に最外層回路を形成する。
【００１６】
本発明では、接着剤層に前記窪みに対応する孔を設けておらず、当該接着剤層によって下側プリント配線基板にある電子部品用の回路が保護されているため、スルーホール形成時に前記保護膜を設ける必要ない。
【００１７】
次に、多層プリント配線板の電子部品埋込み用の窪みの底部に露出している前記接着シートの一部または全部を、レーザー加工により除去し、下側プリント配線板に設けられた該電子部品用の回路を露出させる。
【００１８】
上記態様では、接着剤層としてレーザー加工性のよい接着シートを用い、その除去に際してレーザー加工を施しているが、前記下側プリント配線板と上側配線板との加熱圧着において、化学的に容易にエッチングされうる薄い接着シート、たとえば、熱融着性ポリイミドフィルムまたは熱可塑性ポリイミドフィルムを使用してもよく、この場合、スルーホールめっきおよび最外層回路のエッチング後に、前記電子部品埋込み用の窪みの底部に露出した接着シートの一部または全部を、薬液処理またはプラズマデスミア処理により除去し、下側プリント配線板に設けられた電子部品用の回路を露出させる。
【００１９】
なお、薬液処理は、エッチング液の吹き付け、エッチング液への浸漬等による処理を意味する。また、プラズマデスミア処理としては、酸素プラズマ、四フッ化炭素プラズマ等を用いることができる。
【００２０】
本発明による工程では、電子部品埋込み用の窪みに位置する下側プリント配線板の該電子部品用の回路は、電気銅めっき工程が終了し、接着剤層を除去するまで、当該接着剤層に保護されており、無電解銅めっき工程でパラジウム触媒を付与する際に、溶液が滲入することがなく、前記回路の絶縁性能が低下する問題はない。また、同様に、前記接着剤層の保護により、下側プリント配線板の電子部品用の回路部分にソフトエッチングによる影響が及ばず、その回路幅が細くなるという問題を有しない。さらに、電子部品埋込み用の窪みの底部に露出する接着剤層を除去するためのレーザー加工、薬液処理またはプラズマデスミア処理は、該窪みの開口部の大きさに制約されないので、広範な多層プリント配線板に適用しうる。
【００２１】
本発明の方法において、加熱圧着工程、ドリリング工程、無電解銅めっき工程、電解銅めっき工程、エッチング工程およびレーザー加工は、公知の技術を採用しうる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
図１は、下側プリント配線板の製造工程を示す一連の断面図である。
【００２３】
まず、（Ａ）絶縁体基板（１）の表裏両面または片面（図示では両面）に、銅箔（２）を設けて積層板を形成し、
（Ｂ）該積層板の所望の部位に開口部（３）を設け、
（Ｃ）該開口部内面にめっき（４）を施してスルーホールを完成させ、
（Ｄ）該積層板の銅箔を選択エッチングすることにより内層配線層（５）とし、内層配線層（５）が表裏両面に形成された第１の内層配線板を形成する。
【００２４】
次に、（Ｅ）第１の内層配線板に、接着シート（６）、プリプレグ（ガラス繊維布に絶縁樹脂を含浸させ、半硬化させたもの）等を介して、銅箔（２）を両面に加熱加圧接着をする。
【００２５】
そして、（Ｆ）該銅箔（２）の所望部位にエッチングを施して、銅箔に形成された開口部に露出する接着シートやプリプレグを除去し、
（Ｇ）開口部（７）にめっきを施してマイクロビア接続を形成し、また、該銅箔（２）を選択的にエッチングして、配線層（５）を形成する。
【００２６】
この配線層（５）を形成する際、電子部品埋込み用の窪みに対応する箇所には、電子部品実装用の電極パターン（９）を備えておく。以上の工程により、下側プリント配線板（１４）が形成される。
【００２７】
絶縁体基板（１）としては、ガラスエポキシ積層板以外に、各種機能性繊維をコア剤とした基板や長短の有機分子を組み合わせた有機フィルム基板等も利用できる。たとえば、ガラス基材−エポキシ樹脂積層板（前記ガラスエポキシ積層板）、ガラス基材−ポリイミド樹脂積層板、ガラス基材−テフロン（登録商標）樹脂積層板、アラミド基材-エポキシ樹脂積層板、エチレン・フッ素基材−エポキシ樹脂積層板、ポリフェニレンエーテル樹脂積層板、ポリエステルエステル・ポリエーテルイミド共重合体基板（シート）、アクリル共重合体基板（シート）、ポリイミドシートなどを用いることができる。
【００２８】
下側プリント配線板（１４）は、単独でも用いることができるが、導体層表面を化学処理した後に、接着シートを介して、複数枚の絶縁体基板と銅箔を組み合せ、前記と同様な手順で、多層化することもできる。
【００２９】
図２は、上側プリント配線板の製造工程を示す一連の断面図である。
【００３０】
（Ａ）下側プリント配線板（１４）と同様に、上側プリント配線板用積層体を形成する。
【００３１】
（Ｂ）上側プリント配線板用積層体において、電子部品を埋め込む箇所に、パンチング加工、ルーター加工またはドリリング加工などにより、所望の大きさの孔（１２）を設けて、上側プリント配線板（１６）を形成する。上側プリント配線板（１６）にも、接着シートとの密着向上のために、導体層表面の化学処理を行うことが可能である。
【００３２】
図３は、上記の下側プリント配線板および上側プリント配線板を用いて、多層プリント配線板を形成する製造工程を示す一連の断面図である。
【００３３】
（Ａ）接着シート（１１）を介して、下側プリント配線板（１４）と、上側プリント配線板（１６）とを、電極の位置や窓の位置などを位置合わせしながら重ね合わせた後、加熱圧着して、電子部品埋込み用の窪みを備える多層プリント配線板（１７）を形成する。接着シート（１１）として、無機フィラー、短繊維等の含有率が少ないレーザー加工性がよい絶縁体、たとえば、日立化成製または巴川製紙所製エポキシ接着フィルムを選択する。
【００３４】
このままでは、上側プリント配線板（１６）と、下側プリント配線板（１４）との電気的接続が取れていないため、
（Ｂ）ドリリング加工により、貫通孔（３）を開口し、
（Ｃ）下側プリント配線板（１４）と上側プリント配線板（１６）との電気的接続のために貫通孔（３）の内面を無電解めっきを施し、引き続き電解めっきを施して、スルーホール（４）を形成する。
【００３５】
次に、（Ｄ）配線板（１７）の上面と下面の銅箔を選択的にエッチングして外層配線（８）を形成し、多層プリント配線板（１８）を得る。この際、電子部品埋込み用窪み（１３）の底部の銅も同時に除去する。
【００３６】
さらに、（Ｅ）電子部品埋込み用の窪み（１３）の底部をレーザー加工によって座ぐり、電子部品実装用の電極パターン（９）を露出させ、多層プリント配線板（１９）を得る。
【００３７】
以上の工程により、図４に断面図を示すように、電子部品を埋め込む窪み（１３）を備える多層プリント配線板（１９）を製造する。
【００３８】
このようにして得られた多層プリント配線板の窪み部に半導体素子を実装し、半導体装置を２００個製造し、これら２００個につき導通試験を行ったところ、不良品は検出されなかった。
【００３９】
また、多層プリント配線板１０個について、８５℃、相対湿度８５％の環境下で、窪みの底の１００μｍピッチのパターン間に、直流１０Ｖの電圧を１０００時間にわたって印加した結果、１×１０11Ω以上の絶縁抵抗が維持された。
【００４０】
（実施例２）
本発明の他の態様による実施例を説明する。製造工程は実施例１と同様であり、図１〜図４を参照しうる。
【００４１】
まず、実施例１と同様に、下側プリント配線板（１４）、および上側プリント配線板（１６）を製造し、接着シート（１１）を介して加熱圧着する。接着シート（１１）として、ポリイミド、アルカリ可溶化したエポキシ樹脂等の化学薬品により容易にエッチングされうる絶縁体、たとえば、熱融着性ポリイミドフィルムまたは熱可塑性ポリイミドフィルムを無孔のまま用いる。
【００４２】
次に、貫通孔（３）を開口し、下側プリント配線板（１４）と上側プリント配線板（１６）との電気的接続のために貫通孔（３）の内面にめっきを施して、スルーホール（４）を形成する。
【００４３】
さらに、上面と下面の銅箔を選択的にエッチングして外層配線（８）を形成し、多層配線層（１８）を得る。この際、電子部品埋込み用窪み（１３）の底部の銅も同時に除去する。
【００４４】
そして、ヒドラジンのような強アルカリ溶液によりエッチング処理を施して、電子部品埋込み用の窪み（１３）の底部の樹脂を除去し、電子部品実装用の電極パターン（９）を露出させる。
【００４５】
なお、この工程では、薬液によるエッチング処理のほか、薄い接着シート（１１）を使用し、さらに、電子部品実装用の電極パターン付近の樹脂を加熱圧着時の樹脂フローにより減少させることにより、プラズマデスミア処理による除去も可能である。
【００４６】
以上により、図４に断面図を示すように、電子部品を埋め込む窪み（１３）を備える多層プリント配線板を製造する。
【００４７】
このようにして得られた多層プリント配線板の窪み部に半導体素子を実装し、半導体装置を２００個製造し、これら２００個につき導通試験を行ったところ、不良品は検出されなかった。
【００４８】
また、多層プリント配線板１０個について、８５℃、相対湿度８５％の環境下で、窪みの底の１００μｍピッチのパターン間に、直流１０Ｖの電圧を１０００時間にわたって印加した結果、１×１０11Ω以上の絶縁抵抗が維持された。
【００４９】
（比較例１）
比較として、従来の製造方法により、下側プリント配線板と上側プリント配線板を製造し、上側プリント配線板に設けられた孔に対応する位置に孔を有する接着シート、たとえば、日立化成製ＧＥＡ−６７９Ｎを介して、上下のプリント配線板を接合し、電子部品埋込み用の窪みを有する多層プリント配線板を形成し、次に、スルーホール用の貫通孔を開口し、その後、前記窪みに保護膜を形成し、表面全面に無電解銅めっき層を設けて、貫通孔の内面に導電性を付与し、その後、前記保護膜を除去してソフトエッチングを施し、配線部とスルーホール内面以外の無電解銅めっき層を除去した後、窪みに保護膜を形成し、電解銅めっきによりスルーホールを完成した。さらに、配線部の厚さの調整と無電解めっき層残存部の完全除去のためのソフトエッチングを行った後、前記保護膜を除去した。
【００５０】
このようにして得られた多層プリント配線板１０個について、８５℃、相対湿度８５％の環境下で、窪みの底の１００μｍピッチのパターン間に直流１０Ｖの電圧を１０００時間にわたって印加した結果、８／１０のサンプルで絶縁抵抗値が１×１０8 以下に低下した。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明における、下側プリント配線板の製造方法を示す一連の断面図である。
【図２】本発明における、上側プリント配線板の製造方法を示す一連の断面図である。
【図３】本発明における、多層プリント配線板の製造方法を示す一連の断面図である。
【図４】本発明の多層プリント配線板の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  絶縁体基板
２  銅箔
３  貫通孔
４  スルーホール
５  内層配線
６  接着シート
７  マイクロビア
８  外層配線
９  電子部品実装用の回路
１１  接着シート
１２  電子部品埋込み用の孔
１３  電子部品埋込み用の窪み
１４  下側プリント配線板
１６  上側プリント配線板
１７、１８、１９  多層プリント配線板
【図１】
2005101043.tif 000003
【図２】
2005101043.tif 000004
【図３】
2005101043.tif 000005
【図４】
2005101043.tif 000006