(57)【要約】回路パターンが形成されたプリント配線基板上にパターン間を埋めるように熱硬化性の樹脂層を形成し、その樹脂層を減圧した減圧室内で平滑板を押し付けながら加熱硬化させた後、回路パターンを覆って硬化した樹脂層を研磨することにより回路パターンを露出させるプリント配線基板の製造方法であって、樹脂層を減圧室内で加熱硬化させる工程において、次の工程を順に実行する。工程１：減圧室内で平滑板を介して樹脂層を加圧した状態で、その樹脂層が硬化しない非硬化温度で保持する。工程２：加圧状態で樹脂層が硬化する硬化温度まで樹脂層を加熱する。工程３：加圧状態および硬化温度を保持した状態で減圧室内に外気を流入させる。工程４：硬化温度を保持した状態で平滑板への加圧力を減少させる。工程５：樹脂層を冷却する。
2004054336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成されたプリント配線基板上にパターン間を埋めるように熱硬化性の樹脂層を形成し、その樹脂層を減圧した減圧室内で平滑板を押し付けながら加熱硬化させた後、前記回路パターンを覆って硬化した前記樹脂層を研磨することにより前記回路パターンを露出させるプリント配線基板の製造方法であって、前記樹脂層を前記減圧室内で加熱硬化させる工程において、
前記減圧室内で前記平滑板を介して前記樹脂層を加圧した状態で、その樹脂層が硬化しない非硬化温度で保持する工程（工程１）と、
前記加圧状態で前記樹脂層が硬化する硬化温度まで前記樹脂層を加熱する工程（工程２）と、
前記加圧状態および前記硬化温度を保持した状態で前記減圧室内に外気を流入させる工程（工程３）と、
前記硬化温度を保持した状態で前記平滑板への加圧力を減少させる工程（工程４）と、
前記樹脂層を冷却する工程（工程５）とを順に実行することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記工程１において、加圧力を段階的に上昇させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂層は液状の樹脂を前記パターン間を埋めるようにして前記プリント配線基板上に付着させて形成すると共に、その上に前記樹脂層に対向する面が粗面化された金属箔が重ねられることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂層は半硬化状態の樹脂シートをプリント配線基板に重ねて形成すると共に、その上に前記樹脂層に対向する面が粗面化された金属箔が重ねられることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記金属箔は前記回路パターンとは異種の金属によって形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項又は第４項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明はプリント配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】  例えばビルドアップ法にて多層プリント配線板を製造するには、配線の高密度化のために下層基板の表面を平坦化することが必要である。ところが、プリント基板の回路パターンは一般に銅箔の不要部分をエッチングにより除去するサブトラクト法によって製造されるから、回路パターン部分が基材表面から盛り上がった凹凸状に形成されてしまう。
そこで、このように表面が凹凸状に形成されたプリント基板を平坦化するために、例えば回路パターン間に熱硬化性の樹脂を埋め込んで加熱硬化させ、その後に、樹脂表面を平面研磨する方法が従来より提案されている。
ところで、上述したように樹脂を回路パターン間に埋め込む方法としては、例えばスクリーン印刷によって樹脂を塗布したり、半硬化状態の樹脂シートを積層させたりする方法がある。しかし、スクリーン印刷によって樹脂を塗布する場合には、印刷の際に樹脂内に空気が巻き込まれることを避け得ず、巻き込まれた空気が微小な気泡となって樹脂層にボイドを生成させるという問題がある。また、樹脂シートを積層させる場合には、樹脂シートと基板との間に入り込んだ空気が気泡となって、同じく樹脂層にボイドを生成させるという問題がある。これらのボイドは、後工程の加熱の段階で破裂したり、基板の電気的特性を劣化させたりするおそれがあり、好ましくない。
ボイドの原因となる樹脂中の気泡を除去する方法として、近年、樹脂層を減圧雰囲気中でプレスする技術が提案されている。樹脂中の気泡は、減圧雰囲気中でプレスされることにより、樹脂層の表面に移動してやがて外部に放出されるが、この場合、樹脂の粘度が低いほど気泡は樹脂中を移動し易くなり、効果的に除去される。しかし一方では、樹脂の粘度を低くすると、樹脂層をプレスする際に樹脂が回路パターン間から流れ出してしまうという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、樹脂中の気泡を充分に取り除くことができ、かつ、全体に良好な樹脂の硬化状態が得られるプリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記課題を解決するためになされた本発明は、回路パターンが形成されたプリント配線基板上にパターン間を埋めるように熱硬化性の樹脂層を形成し、その樹脂層を減圧した減圧室内で平滑板を押し付けながら加熱硬化させた後、前記回路パターンを覆って硬化した前記樹脂層を研磨することにより前記回路パターンを露出させるプリント配線基板の製造方法であって、前記樹脂層を前記減圧室内で加熱硬化させる工程において、前記減圧室内で前記平滑板を介して前記樹脂層を加圧した状態で、その樹脂層が硬化しない非硬化温度で保持する工程（工程１）と、前記加圧状態で前記樹脂層が硬化する硬化温度まで前記樹脂層を加熱する工程（工程２）と、前記加圧状態および前記硬化温度を保持した状態で前記減圧室内に外気を流入させる工程（工程３）と、前記硬化温度を保持した状態で前記平滑板への加圧力を減少させる工程（工程４）と、前記樹脂層を冷却する工程（工程５）とを順に実行するところに特徴を有する。
本発明の工程１において、加圧力を段階的に上昇させてもよい。また、樹脂層は液状の樹脂をパターン間を埋めるようにしてプリント配線基板上に付着させたり、半硬化状態の樹脂シートをプリント配線基板に重ねたりし、その上に樹脂層に対向する面が粗面化された金属箔を重ねてもよい。この場合、金属箔は回路パターンとは異種の金属によって形成することができる。
本発明によれば、基板上に形成された樹脂層を減圧した減圧室内で平滑板を押し付けながら加熱硬化させる工程において、まず、減圧室内で平滑板を介して樹脂層を加圧した状態で、その樹脂層が硬化しない非硬化温度で保持する（工程１）。この場合の非硬化温度としては、樹脂の粘度が下がりすぎて樹脂が回路パターン間からが流れ出さない程度の温度が好ましく、例えばエポキシ系樹脂では１００〜１４０℃程度が好ましい。また、非硬化温度で保持する時間としては、樹脂層の温度が表面付近の温度と内部温度との温度差が実質的に問題にならなくなるような時間であることが好ましい。配線基板上にパターン間を埋めるように熱硬化性の樹脂層を形成した場合に、その樹脂層が回路パターンの形成部分で盛り上がっていても、工程１で樹脂層が軟化して平滑板を介して加圧されることにより押し潰され、樹脂層全体が平滑板と基板との隙間に薄く広がる。また、仮に樹脂層内に気泡が含まれていたとしても、樹脂層に対する加圧は減圧された減圧室内で行われるから、樹脂中の気泡は除去される。またこの時、樹脂は適度に軟化しているから、気泡は樹脂中を容易に移動することができる。
このように、樹脂層が平坦化され、樹脂中の気泡が充分に除去されたら、次に加圧状態を保持したまま樹脂層が硬化する硬化温度まで樹脂層を加熱する（工程２）。これにより、樹脂層は気泡を含まない状態のまま硬化される。また、樹脂に硬化による収縮が生じた場合でも、樹脂層は平滑板によってプレスされた状態にあるので、樹脂層表面を平坦に保つことができる。
次に、加圧状態および硬化温度を保持した状態で、減圧室内に外気を流入させる（工程３）。すると、樹脂層の表面は流入された外気によって冷やされるから、樹脂層表面の硬度が高くなって、樹脂の過剰な流出を抑制することができる。
次に、樹脂の硬化温度を保持した状態で平滑板への加圧力を減少させる（工程４）。これにより、さらに樹脂の過剰な流出を防止することができる。
その後、加熱を中止して樹脂層を冷却する（工程５）。
以上の工程を順に実行することにより、回路パターン上には極めて薄い樹脂層だけが残り、回路パターン間は気泡をほとんど含まない樹脂層で埋め込まれた平坦基板が得られる。そこで、回路パターンを傷つけない強さで研磨を行えば、回路パターン上の極薄の樹脂層は容易に研磨され、回路パターンが露出した平滑な基板を得ることができる。
なお、平滑板を基板上の樹脂層に押し付ける際に、平滑板と樹脂層との間に樹脂層に対向する面が粗面化された金属箔を介在させると、樹脂層はより薄く広がり易くなり、しかも、その樹脂層の表面は金属箔の粗面化表面に倣って微細な凹凸状となる。この結果、残留樹脂層の研磨をより容易に行うことができる。
さらに、平滑板と樹脂層との間に介在させる金属箔が、回路パターンとは異種の金属で形成した場合には、金属箔のみを溶解させて回路パターンの金属には影響を与えない選択的なエッチングによって金属箔を除去することができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は銅張り積層板の断面図である。
第２図は同じくスルーホールを形成した配線基板の断面図である。
第３図は同じくメッキ層を形成した配線基板の断面図である。
第４図は同じく回路パターンを形成した配線基板の断面図である。
第５図は本発明の第１実施形態に係る樹脂層を形成した配線基板の断面図である。
第６図は同じく減圧プレス時のレイアウトを示す配線基板の断面図である。
第７図は同じく樹脂を硬化させる際の温度−圧力−真空度の関係を表すグラフである。
第８図は同じく樹脂硬化後の配線基板の断面図である。
第９図は同じく金属箔を除去した後の配線基板の断面図である。
第１０図は同じく研磨した後の配線基板の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本実施形態では、第１図に示すように、基材として、例えば厚さ１００〜３０００μｍのガラスエポキシ基板１１の両面に銅箔１２を貼り付けてなる銅張り積層板１０を使用している。この銅張り積層板１０の所要箇所に、周知のドリル等を用いてスルーホール１３を孔あけ加工し（第２図参照）、化学メッキおよび電解メッキを行ってスルーホールの１３の内周面も含めた全域に銅のメッキ層１４を形成して、基板表面の導体層の厚みを約２０μｍとする（第３図参照）。そしてスルーホール１３内に樹脂を充填して硬化させ、基板表面にはみ出した樹脂を研磨して平坦化する。その後、その平滑基板上に周知のフォトエッチング法により回路パターン１５を形成する（第４図参照）。
次に、第５図に示すように、配線基板に例えばスクリーン印刷等により液状の熱硬化性エポキシ樹脂を約３０〜８０μｍの厚みとなるように付着させ、回路パターン１５を樹脂層１６によって完全に埋め込む。そして、１４０℃で加熱して樹脂層１６を半硬化の状態とする。この時、樹脂層１６中には微小な気泡が含まれている場合がある。また、樹脂層１６表面は回路パターン１５部分が盛り上がった緩やかな起伏状態となっている。次に、第６図に示すように、片面が針状メッキによって粗面化された厚さ１８μｍのニッケル箔１７を、粗面が樹脂層１６と対向するようにして樹脂層１６上に載せる。
以上のように、配線基板上に樹脂層１６およびニッケル箔１７を重ねた積層体を１３組用意し、各積層体を離型フィルムとしてのテフロンシート１８を介在させて重ね合わせる。さらにその外側から、厚さ約１ｍｍの平滑なステンレス板１９をテフロンシート１８を介在させて重ねる。なお、第６図では、一組の積層体をステンレス板１９で挟んだ概略図を示す。この積層体に対して以下の工程が順次実行される（第７図参照）。
まず、減圧した減圧室（図示せず）内で樹脂層１６に対し１４０℃で３０分加熱を行いつつ、ステンレス板１９に対する加圧力を段階的に上昇させ、最終的に３０Ｋｇ／ｃｍ２の加圧力とする（工程１）。すると、緩やかな起伏状態にある樹脂層１６表面は、平滑なステンレス板１９に押し潰されるようにして平坦化されるとともに、樹脂層１６全体が基板上に薄く広がる。また、樹脂層１６中の気泡は樹脂層１６の表面付近に浮き上がって樹脂内部から除去される。
次に、ステンレス板１９に対する加圧力を保持したままの状態で、樹脂層１６に対し１８０℃で加熱を行い、樹脂層１６を本硬化させる（工程２）。これにより、樹脂層１６は気泡を含まない状態のまま硬化される。また、樹脂層１６が１８０℃に到達し、本硬化が開始した後、上記加圧状態および温度を保持したまま減圧室内に外気を流入させる（工程３）。この外気の流入により、樹脂層１６の露出された表面の温度が下がり、硬度が上がるから、回路パターンから樹脂が過剰に流れ出すことが抑制される。
その後、樹脂層１６全体がほとんど硬化されたところで、ステンレス板１９に対する加圧力減少させる（工程４）。これにより、樹脂層が過剰に潰されることが防止され、さらに樹脂が流れ出すことを防止することができる。そして、樹脂層１６が充分に硬化した後、積層体１６全体を冷却する（工程５）。
次に、樹脂層１６表面に付着しているニッケル箔１７をニッケル専用のエッチング液によって除去する（第８図および第９図参照）。すると、銅の回路パターン１５上の残査樹脂層は５μｍ以下となっているとともに、その表面は粗化された状態となっている。そこで最後に、セラミックバフによって回路パターン１５上の樹脂層１６を取り除く一次平滑表面研磨と、平面研削機によって面内平均粗さ精度を３μｍ以下とする二次仕上げ研磨によって、基板を平坦化させる（第１０図参照）。この表面研磨の際には、回路パターン１５上に残っている樹脂層１６は５μｍと非常に薄い上、その表面が粗化されているので、研磨は容易に行われる。
このように、本実施形態のプリント配線基板の製造方法によれば、樹脂層を減圧室内で加熱硬化させる工程において、上記工程１から工程５を順に実行することにより、樹脂内に気泡を含まず、かつ全体に良好な樹脂の硬化状態を得ることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、液状の樹脂をスクリーン印刷で基板上に付着させることにより樹脂層を形成する構成としたが、これに限らず、コーティングやカーテンコート法等を使用してもよい。また、半硬化状態の樹脂シートを積層させる構成としてもよい。その場合も、樹脂層を減圧室内で加熱硬化させる工程において、上記実施形態と同様に、工程１から工程５を順に実行することにより、樹脂内に気泡を含まず、かつ全体に良好な樹脂の硬化状態を得ることができる。
（２）上記実施形態では、回路パターンをサブトラクティブ法によって形成したが、アディティブ法によって形成する構成としてもよい。
（３）上記実施形態では、樹脂層の材料として熱硬化性エポキシ樹脂を使用したが、これに限らず、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を使用してもよい。
（４）上記実施形態では、金属箔材料としてニッケルを使用したが、これに限らず、銅等の他の金属を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】  以上述べたように、本発明によれば、樹脂中の気泡を充分に取り除くことができ、かつ、全体に良好な樹脂の硬化状態が得られるプリント配線基板を製造することができる。
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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