(57)【要約】【課題】導体層とフィルド導体との間のシーム発生を抑制する。又は、小さな環境負荷又は低コストで良質の給電層を得る。又は、高い生産性でフィルド導体を形成する。【解決手段】配線板の製造方法が、絶縁層と該絶縁層上に形成されている導体層とを有する基材を準備することと、導体層上及び絶縁層上に層間絶縁層を形成することと、層間絶縁層上に金属箔を形成することと、層間絶縁層及び金属箔に、導体層を底とする有底孔を形成することと、有底孔の壁面に給電層を形成することと、給電層が形成された基材を、めっき金属のイオンを含む溶液に浸し、めっき金属を析出させる析出電圧とめっき金属を分離させる分離電圧とを交互に印加しながら、有底孔をめっき金属で充填することと、を含み、給電層は、めっき金属よりも溶液に溶けにくい材料からなり、分離電圧は、めっき金属が溶液に溶け、且つ、給電層が溶液に溶けない範囲に設定される。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、該絶縁層上に形成されている導体層と、を有する基材を準備することと、
前記導体層上及び前記絶縁層上に、層間絶縁層を形成することと、
前記層間絶縁層上に、金属箔を形成することと、
前記層間絶縁層及び前記金属箔に、前記導体層を底とする有底孔を形成することと、
前記有底孔の壁面に、給電層を形成することと、
前記給電層が形成された基材を、めっき金属のイオンを含む溶液に浸し、前記めっき金属を析出させる析出電圧と前記めっき金属を分離させる分離電圧とを交互に印加しながら、前記有底孔を前記めっき金属で充填することと、
を含み、
前記給電層は、前記めっき金属よりも前記溶液に溶けにくい材料からなり、
前記分離電圧は、前記めっき金属が前記溶液に溶け、且つ、前記給電層が前記溶液に溶けない範囲に設定される、
ことを特徴とする配線板の製造方法。
【請求項２】
前記給電層は、非金属の導電性材料からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線板の製造方法。
【請求項３】
前記給電層は、炭素を含む非金属の導電性材料からなる、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線板の製造方法。
【請求項４】
前記給電層は、グラファイトからなる、
ことを特徴とする請求項３に記載の配線板の製造方法。
【請求項５】
前記給電層を形成することでは、前記給電層が、前記有底孔の壁面のみに選択的に形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項６】
前記給電層を形成することには、
前記有底孔の壁面、前記導体層上、及び前記金属箔上に一体的に、前記めっき金属よりも前記溶液に溶けにくい材料からなる導体膜を形成することと、
前記導体層及び前記金属箔のエッチャントを用いたエッチングにより、前記導体層及び前記金属箔と共に、前記導体層上及び前記金属箔上の前記導体膜を除去することと、
が含まれる、
ことを特徴とする請求項５に記載の配線板の製造方法。
【請求項７】
前記導体膜の形成と前記導体膜の除去とを交互にそれぞれ２回以上行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の配線板の製造方法。
【請求項８】
前記給電層の最小厚みは、０．３〜０．６μｍの範囲にある、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項９】
前記有底孔のアスペクト比は、０．７〜１．０の範囲にある、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加により、前記有底孔を前記めっき金属で充填するのと同時に、前記金属箔上に前記めっき金属を析出させて、前記層間絶縁層上に、最小厚みが１０〜３０μｍの範囲にある上層導体層を形成する、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項１１】
前記めっき金属のイオンを含む前記溶液には、抑制剤及び促進剤が含まれる、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項１２】
前記導体層及び前記金属箔はそれぞれ、前記めっき金属と同じ金属からなり、
前記給電層は、前記導体層及び前記金属箔のいずれとも異なる導体材料からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項１３】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加は、パルス制御される、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【請求項１４】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加では、一定の周期で極性が入れ替わる、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、層間絶縁層に孔を形成することと、その孔の壁面に無電解銅めっき膜を形成することと、その孔内に電気銅めっきを充填することと、を含む配線板の製造方法（詳しくは、層間接続としてのフィルドビアの形成方法）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される配線板の製造方法においては、下記のような条件で、孔内に電気銅めっきが充填される。すなわち、銅のめっき液として「液組成が硫酸銅１７０〜２４０ｇ／Ｌ，硫酸３０〜８０ｇ／Ｌ，塩素イオン２０〜６０ｍｇ／Ｌであり、更にここに、例えばキューブライトＶＦ−ＩＩ（商品名、荏原ユージライト社製）を添加剤としたもの」（特許文献１の段落「００３５」を参照）を用い、めっき条件として「浴温２０〜３０℃，電流密度２〜５Ａ／ｄｍ２、好ましくは２〜３Ａ／ｄｍ２に設定し、エアー方式または噴流方式でめっき液を攪拌する」（特許文献１の段落「００３６」を参照）。
【０００５】
しかしながら、こうした電気めっきでは、導体層上に形成された小径のビアホール内にめっき金属を充填してフィルド導体を形成する場合に、導体層とフィルド導体との間にシームが発生し易い。また、給電層として良質の無電解銅めっき膜を得るためには、還元剤としてはホルマリン等が、また、触媒としてレアメタルであるパラジウム（Ｐｂ）等が必要になるため、環境負荷又はコストの面で不利になり易い。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、導体層とフィルド導体との間のシーム発生を抑制することを目的とする。また、本発明は、小さな環境負荷又は低コストで良質の給電層を得ることを他の目的とする。また、本発明は、高い生産性でフィルド導体を形成することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る配線板の製造方法は、
絶縁層と、該絶縁層上に形成されている導体層と、を有する基材を準備することと、
前記導体層上及び絶縁層上に、層間絶縁層を形成することと、
前記層間絶縁層上に、金属箔を形成することと、
前記層間絶縁層及び前記金属箔に、前記導体層を底とする有底孔を形成することと、
前記有底孔の壁面に、給電層を形成することと、
前記給電層が形成された基材を、めっき金属のイオンを含む溶液に浸し、前記めっき金属を析出させる析出電圧と前記めっき金属を分離させる分離電圧とを交互に印加しながら、前記有底孔を前記めっき金属で充填することと、
を含み、
前記給電層は、前記めっき金属よりも前記溶液に溶けにくい材料からなり、
前記分離電圧は、前記めっき金属が前記溶液に溶け、且つ、前記給電層が前記溶液に溶けない範囲に設定される。
【０００８】
前記給電層は、非金属の導電性材料からなる、ことが好ましい。
【０００９】
前記給電層は、炭素を含む非金属の導電性材料からなる、ことが好ましい。
【００１０】
前記給電層は、グラファイトからなる、ことが好ましい。
【００１１】
前記給電層を形成することでは、前記給電層が、前記有底孔の壁面のみに選択的に形成される、ことが好ましい。
【００１２】
前記給電層を形成することには、
前記有底孔の壁面、前記導体層上、及び前記金属箔上に一体的に、前記めっき金属よりも前記溶液に溶けにくい材料からなる導体膜を形成することと、
前記導体層及び前記金属箔のエッチャントを用いたエッチングにより、前記導体層及び前記金属箔と共に、前記導体層上及び前記金属箔上の前記導体膜を除去することと、
が含まれる、ことが好ましい。
【００１３】
前記導体膜の形成と前記導体膜の除去とを交互にそれぞれ２回以上行う、ことが好ましい。
【００１４】
前記給電層の最小厚みは、０．３〜０．６μｍの範囲にある、ことが好ましい。
【００１５】
前記有底孔のアスペクト比は、０．７〜１．０の範囲にある、ことが好ましい。
【００１６】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加により、前記有底孔を前記めっき金属で充填するのと同時に、前記金属箔上に前記めっき金属を析出させて、前記層間絶縁層上に、最小厚みが１０〜３０μｍの範囲にある上層導体層を形成する、ことが好ましい。
【００１７】
前記めっき金属のイオンを含む前記溶液には、抑制剤及び促進剤が含まれる、ことが好ましい。
【００１８】
前記導体層及び前記金属箔はそれぞれ、前記めっき金属と同じ金属からなり、前記給電層は、前記導体層及び前記金属箔のいずれとも異なる導体材料からなる、ことが好ましい。
【００１９】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加は、パルス制御される、ことが好ましい。
【００２０】
前記析出電圧及び前記分離電圧の印加では、一定の周期で極性が入れ替わる、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、導体層とフィルド導体との間のシーム発生を抑制することができる。また、本発明によれば、この効果に加えて又はこの効果に代えて、小さな環境負荷で又は低コストで良質の給電層を得ることが可能になる場合がある。また、本発明によれば、これらの効果に加えて又はこれらの効果に代えて、高い生産性でフィルド導体を形成することが可能になる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法により製造される配線板の第１の例を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法により製造される配線板の第２の例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、絶縁層と、その絶縁層上に形成されている導体層と、を有する基材を準備する第１の工程を説明するための断面図である。
【図３】図２の工程の後の第２の工程を説明するための断面図である。
【図４】図３の工程により形成された導体層の形態の例を示す平面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、導体層上に層間絶縁層を形成するとともに、その層間絶縁層上に金属箔を形成する第１の工程を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの工程の後の第２の工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、図５Ａ及び図５Ｂの工程により形成された層間絶縁層及び金属箔に、図３の工程により形成された導体層を底とする有底孔を形成する工程を説明するための断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、有底孔の壁面に、給電層を形成する第１の工程を説明するための断面図である。
【図８】図７の工程の後の第２の工程を説明するための断面図である。
【図９】図７及び図８の工程により形成された給電層の形態の例を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、パルス電源により電気めっきを行うための装置の構成例を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、パルス電源により電気めっきを行う場合の、第１電極と第２電極との間の電圧波形の例を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、電気めっきにより有底孔がめっき金属で充填される様子を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、有底孔がめっき金属で充填された状態を示す図である。
【図１４】無電解めっき（化学銅）からなる給電層を有する配線板に直流電源により電気めっきを行う比較例において、第１電極と第２電極との間の電圧を示す図である。
【図１５】図１４の比較例において、電気めっきにより有底孔がめっき金属で充填される様子を示す図である。
【図１６】異なる材料からなる各給電層についての電気めっき特性を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、エッチングレジストを形成する工程を説明するための断面図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る配線板の製造方法において、図１７に示すエッチングレジストを用いてエッチングする工程を説明するための断面図である。
【図１９Ａ】本発明の実施形態において、パルス電源により電気めっきを行う場合の電圧波形の第１の変形例を示す図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態において、パルス電源により電気めっきを行う場合の電圧波形の第２の変形例を示す図である。
【図２０】本発明に係る実施形態の製造方法により、電子部品の電極に接続されるフィルドビアが形成される例を示す平面図である。
【図２１Ａ】本発明に係る実施形態の製造方法により形成されるフィルドビアの形状の第１の変形例を示す図である。
【図２１Ｂ】本発明に係る実施形態の製造方法により形成されるフィルドビアの形状の第２の変形例を示す図である。
【図２１Ｃ】本発明に係る実施形態の製造方法により形成されるフィルドビアの形状の第３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図中、矢印Ｚ１、Ｚ２は、それぞれ配線板の主面（表裏面）の法線方向に相当する配線板の積層方向（又は配線板の厚み方向）を指す。一方、矢印Ｘ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２は、それぞれ積層方向に直交する方向（又は各層の側方）を指す。配線板の主面は、Ｘ−Ｙ平面となる。また、配線板の側面は、Ｘ−Ｚ平面又はＹ−Ｚ平面となる。積層方向において、配線板のコアに近い側を下層（又は内層側）、コアから遠い側を上層（又は外層側）という。
【００２４】
導体層は、一乃至複数の導体パターンで構成される層である。導体層は、電気回路を構成する導体パターン、例えば配線（グランドも含む）、パッド、又はランド等を含む場合もあれば、電気回路を構成しない面状の導体パターン等を含む場合もある。
【００２５】
孔内に形成される導体のうち、孔に充填された導体をフィルド導体という。また、ビアホール内（壁面又は底面）に形成される導体をビア導体という。
【００２６】
本実施形態において製造される配線板１００は、例えば図１Ａに示すような多層プリント配線板（両面リジッド配線板）である。以下、配線板１００の表裏面（２つの主面）の一方（Ｚ１側）を第１面Ｆ１、他方（Ｚ２側）を第２面Ｆ２という。
【００２７】
配線板１００は、基板１０１（コア基板）と、絶縁層１０２、１０３、１０４、１０５（層間絶縁層）と、導体層１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ、１１５ａと、ビア導体１１１、１１２、１１３、１１４、１１５と、ソルダーレジスト１０６と、を有する。
【００２８】
導体層１１１ａは、基板１０１の両面に形成される。基板１０１の両面の導体層（導体層１１１ａ同士）は、基板１０１に形成された孔内の導体（ビア導体１１１）によって相互に電気的に接続される。
【００２９】
導体層１１２ａは絶縁層１０２上に形成され、導体層１１３ａは絶縁層１０３上に形成され、導体層１１４ａは絶縁層１０４上に形成され、導体層１１５ａは絶縁層１０５上に形成される。各導体層は、層間絶縁層に形成された孔内の導体（例えばビア導体１１２、１１３、１１４、１１５）によって相互に電気的に接続される。図１Ａに示す配線板１００では、全層のビア導体１１１、１１２、１１３、１１４、１１５がスタックされることにより、スタック導体Ｓが形成されている。
【００３０】
最外の導体層１１５ａ上には、ソルダーレジスト１０６が設けられている。ソルダーレジスト１０６には開口部１０６ａが形成され、開口部１０６ａで露出する導体層１１５ａがパッドＰ１、Ｐ２（外部接続端子）となる。パッドＰ１は第１面Ｆ１に形成され、パッドＰ２は第２面Ｆ２に形成される。配線板１００の片面又は両面に他の配線板や電子部品等が実装されることで、配線板１００は、例えば携帯機器（携帯電話等）の回路基板として使用することができる。
【００３１】
配線板１００は、例えば基板１０１に、絶縁層１０２、１０３、１０４、１０５（層間絶縁層）と導体層１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ、１１５ａとを交互にビルドアップした後、最外層にソルダーレジスト１０６を設けることで、製造することができる。
【００３２】
本実施形態に係る配線板の製造方法は、基板１０１（コア基板）に形成されたビア導体１１１に適用してもよいし、基板１０１上の導体層１１１ａとその上層の導体層１１２ａとを接続するビア導体１１２に適用してもよいし、より上層のビア導体１１３、１１４、１１５に適用してもよい。また、本実施形態に係る配線板の製造方法は、全層に適用してもよいし、外層又は内層のみに適用してもよい。
【００３３】
また、本実施形態の製造方法により、図１Ｂに示すような、コア基板を有さないコアレス配線板を製造することもできる。図１Ｂに示す配線板１００は、電子部品２００の再配線に用いられる多層プリント配線板である。
【００３４】
図１Ｂの例では、配線板１００の第１面Ｆ１に電子部品２００が実装される。最外の導体層１１４ａ上には、ソルダーレジスト１０７が設けられている。ソルダーレジスト１０７には開口部１０７ａが形成され、開口部１０７ａで露出する導体層１１４ａがパッドＰ１（外部接続端子）となる。
【００３５】
導体層１１４ａは、絶縁層１０２（層間絶縁層）上（詳しくは、第１面Ｆ１側の面）に形成され、絶縁層１０２には、ビア導体１１２が形成されている。また、絶縁層１０２の反対側（第２面Ｆ２側の面）には、絶縁層１０３（層間絶縁層）が形成され、絶縁層１０３には、ビア導体１１３が形成されている。そして、絶縁層１０３上には導体層１１３ａが形成され、導体層１１３ａ上には、ソルダーレジスト１０６が設けられている。ソルダーレジスト１０６には開口部１０６ａが形成され、開口部１０６ａで露出する導体層１１３ａがパッドＰ２（外部接続端子）となっている。各導体層は、層間絶縁層に形成された孔内の導体（ビア導体１１２、１１３）によって相互に電気的に接続される。
【００３６】
パッドＰ１は第１面Ｆ１に形成され、パッドＰ２は第２面Ｆ２に形成される。そして、パッドＰ１に電子部品２００が実装され、封止樹脂２００ａで封止されることによって、電子デバイスとなっている。パッドＰ１と電子部品２００の電極とは、例えば半田を介して、相互に電気的に接続される。配線板１００と電子部品２００との間には、熱膨張率のミスマッチ緩和のため、絶縁性のアンダーフィル材２００ｂが充填されている。
【００３７】
図１Ｂに示す配線板１００の端子ピッチは、電子部品２００側のパッドＰ１から反対側のパッドＰ２へファンアウトする。これにより、端子ピッチの密な電子部品２００を、端子ピッチの疎なプリント配線板（例えばマザーボード）等と電気的に接続することが可能になる。
【００３８】
以下、図１Ａに示す配線板１００のコア部を形成する場合を例にとって、本実施形態に係る配線板の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、絶縁層と、この絶縁層上に形成されている導体層と、を有する基材を準備する。
【００４０】
具体的には、図２に示すように、絶縁層１１を準備する。絶縁層１１は、例えば図１Ａに示す配線板１００のコア基板（基板１０１）に相当する。
【００４１】
絶縁層１１は、例えば心材を樹脂に含浸させてなる。心材は、樹脂よりも小さい熱膨張率を有する。好ましい一例では、心材を絶縁層１１の略全体に概ね均一に分散させる。また、絶縁層１１を構成する樹脂は、熱硬化性のエポキシ樹脂からなり、心材は、ガラス繊維からなる。ただしこれに限られず、絶縁層１１の材質は任意である。
【００４２】
続けて、図３に示すように、絶縁層１１上に、導体層１２を形成する。導体層１２は、例えば図１Ａに示す配線板１００の導体層１１１ａに相当する。
【００４３】
導体層１２は、例えば銅箔（下層）及び銅のめっき膜（上層）からなる。導体層１２は、例えばサブトラクティブ法により形成することができる。具体的には、銅張積層板によって絶縁層１１を準備し、絶縁層１１上の銅箔をシードとして、銅箔上に銅の電気めっき膜を形成する。そして、エッチングにより、銅箔及び電気めっき膜をパターニングする。これにより、所定のパターンを有する導体層１２が形成される。そしてその結果、絶縁層１１と、絶縁層１１上に形成されている導体層１２と、を有する基材１０００ａが完成する。なお、導体層１２は、下層から、銅箔と、無電解銅めっき（化学銅めっき）と、電解銅めっき（電気銅めっき）とが積層される３層構造でもよい。
【００４４】
導体層１２は、例えば図４に示すように、円形状のランド１２ａと、ランド１２ａに接続される配線１２ｂと、を含む。ただしこれに限られず、導体層１２のパターンは任意である。
【００４５】
導体層１２の形成方法は任意である。例えばパネルめっき法、パターンめっき法、フルアディティブ法、セミアディティブ（ＳＡＰ）法、転写法、及びテンティング法のいずれか１つ、又はこれらの２以上を任意に組み合わせた方法で、導体層１２を形成してもよい。
【００４６】
続けて、絶縁層１１上及び導体層１２上に、層間絶縁層１３（下層）及び金属箔１４（上層）を形成する。層間絶縁層１３は、例えば図１Ａに示す配線板１００の絶縁層１０２に相当する。
【００４７】
具体的には、図５Ａに示すように、プレスにより、絶縁層１１上及び導体層１２上に層間絶縁層１３を接着し、さらに層間絶縁層１３上に金属箔１４を接着する。その後、加熱により層間絶縁層１３を硬化させる。これにより、図５Ｂに示すように、基材１０００ａ（絶縁層１１及び導体層１２）上に、層間絶縁層１３及び金属箔１４が形成される。以下、これら絶縁層１１、導体層１２、層間絶縁層１３、及び金属箔１４から構成される積層体を、積層体１０００ｂという。なお、プレス及び加熱処理は、複数回に分けて行ってもよい。また、加熱処理とプレスとは別々に行っても、同時に行ってもよい。
【００４８】
層間絶縁層１３は、例えば熱硬化性のプリプレグ（半硬化状態の接着シート）からなる。詳しくは、層間絶縁層１３は、例えば心材を樹脂に含浸させてなる。心材は、樹脂よりも小さい熱膨張率を有する。心材は、例えば層間絶縁層１３の略全体に概ね均一に分散させる。本実施形態では、層間絶縁層１３を構成する樹脂が、エポキシ樹脂からなる。心材としては、例えばガラス繊維又はアラミド繊維等を用いる。ただし、プリプレグに代えて、ＲＣＦ（Resin Coated copper Foil）などを用いることもできる。
【００４９】
層間絶縁層１３を構成する樹脂は任意であり、例えばフェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、フッ素系樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ポリエステル樹脂、イミド樹脂（ポリイミド）、ＢＴ樹脂、アリル化フェニレンエーテル樹脂（Ａ−ＰＰＥ樹脂）、又はアラミド樹脂などの熱硬化性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂であれば、加熱により容易に樹脂を硬化させることができる。
【００５０】
金属箔１４は、例えば厚さ７μｍの銅箔からなる。７μｍの銅箔は、例えば１２μｍの銅箔を層間絶縁層１３上に接着した後、その銅箔を全面エッチングで７μｍまで薄くすることによって、準備することができる。厚い銅箔を層間絶縁層１３上に接着し、接着後にその銅箔を薄くすることで、接着の際に銅箔のハンドリングが容易になる。ただしこれに限定されず、最初から７μｍの銅箔を層間絶縁層１３上に接着してもよい。また、金属箔１４は、例えば銅箔以外の金属箔からなってもよい。
【００５１】
続けて、例えば黒色酸化処理法により、金属箔１４の表面（例えば全面）を黒化処理する。これにより、レーザの吸収性が高まり、レーザ工程の処理効率を向上させることができると考えられる。
【００５２】
続けて、図６に示すように、例えばＣＯ２レーザによりレーザ光を照射することによって、層間絶縁層１３及び金属箔１４に、導体層１２を底とする孔１３ａ（有底孔）を形成する。これにより、導体層１２上に配置される層間絶縁層１３及びその上の金属箔１４の所定の部位が除去される。孔１３ａは、導体層１２を露出させる。また、孔１３ａは、例えば図１Ａに示す配線板１００におけるビア導体１１２のビアホールに相当する。孔１３ａの形成後、必要に応じて、孔１３ａのデスミアを行う。
【００５３】
孔１３ａの形状は、例えば絶縁層１１に向かって縮径されるようにテーパしたテーパ円柱（円錐台）であり、孔１３ａの平面形状（Ｘ−Ｙ平面）は例えば真円である。しかしこれに限定されず、孔１３ａの形状は任意である。
【００５４】
孔１３ａ（有底孔）のアスペクト比（深さ／径）は、０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。アスペクト比が０．７未満であると、フィルドビア表面にリセスが残り易い。アスペクト比が１．０を超えると、開口付近がめっきで塞がれてビアの深部にシーム又はボイドが残り易い。
【００５５】
続けて、図７及び図８に示すように、給電層１５を形成する。本実施形態では、図８に示すように、孔１３ａの壁面Ｆ２１のみに選択的に給電層１５を形成する。
【００５６】
具体的には、給電層１５の形成に先立って、孔１３ａが形成された積層体１０００ｂの表面（特に、孔１３ａの壁面Ｆ２１）のコンディショニングを行う。コンディショニングの好ましい一例では、例えば積層体１０００ｂを所定の時間コンディショナー溶液に浸漬した後、脱イオン水で水洗する。
【００５７】
続けて、図７に示すように、コンディショニングされた積層体１０００ｂに、グラファイトからなる導体膜１５ａをコーティングする。コーティングの好ましい一例では、積層体１０００ｂを所定の時間グラファイト分散液に浸漬して、図７に示すように、コロイド状のグラファイト（導体膜１５ａ）を積層体１０００ｂの孔１３ａの壁面Ｆ２１、底面Ｆ２２、及び金属箔１４の上面Ｆ２３に付着させる。その後、積層体１０００ｂを例えば硫酸溶液に浸漬して、導体膜１５ａを固定する。これにより、孔１３ａの壁面Ｆ２１、孔１３ａの底面Ｆ２２（導体層１２上）、及び金属箔１４の上面Ｆ２３（金属箔１４上）に一体的に、導体膜１５ａが形成される。
【００５８】
続けて、導体層１２及び金属箔１４のエッチャント（例えば塩化第二銅又は塩化第二鉄）を用いたエッチング（ソフトエッチング）により、導体層１２及び金属箔１４と共に、導体層１２上及び金属箔１４上の導体膜１５ａを除去する。エッチャントは、導体膜１５ａ下に入り込んで、導体膜１５ａ下の導体層１２及び金属箔１４と共に、その上の導体膜１５ａを除去する。エッチャントは、グラファイト分子の隙間から導体膜１５ａ下に入り込むと考えられる。これにより、図８及び図９（図４に対応する平面図）に示すように、孔１３ａの壁面Ｆ２１のみに導体膜１５ａ（給電層１５）が残る。樹脂からなる層間絶縁層１３とグラファイトからなる給電層１５とは、密着性（接続強度）が高い。本実施形態では、導体層１２及び金属箔１４の表面を、約０．２μｍ〜約３．０μｍの範囲でエッチングする。以下、給電層１５が形成された積層体１０００ｂを、積層体１０００ｃという。
【００５９】
給電層１５を厚く（例えば約０．３μｍ以上）形成する場合には、１回で形成せずに、上記コンディショニング、導体膜１５ａのコーティング（導体膜１５ａの形成）、及び導体層１２及び金属箔１４のソフトエッチング（導体膜１５ａの除去）を、２回以上繰り返す（導体膜１５ａの形成及び除去を交互に２回以上行う）ことで、段階的に形成することが好ましい。こうすることで、良質の（例えば抵抗の小さい）グラファイト膜が得られる。
【００６０】
図９中、給電層１５の厚みＤ１（最小厚み）は、０．３〜０．６μｍの範囲にあることが好ましい。給電層１５の厚みＤ１がこうした範囲にあれば、電気めっき時の電気抵抗が下がることによって、製造効率が向上する。
【００６１】
続けて、銅のパネルめっきにより、金属箔１４上及び孔１３ａ内に、銅の電気めっきを形成する。
【００６２】
具体的には、図１０に示すように、積層体１０００ｃ（給電層１５が形成された基材）と第１電極１００１とを、容器１００２ａ内の溶液１００２に浸し、電源１００３（パルス電源）の一端に、積層体１０００ｃ（詳しくは、金属箔１４、導体層１２、及び給電層１５の各々）を接続し、他端に第１電極１００１を接続する。
【００６３】
第１電極１００１は、例えばめっきする金属（以下、めっき金属という）からなり、溶出極となる。ただしこれに限られず、第１電極１００１は、不溶性極であってもよい。本実施形態では、第１電極１００１が銅からなる。
【００６４】
積層体１０００ｃにおいて、金属箔１４、導体層１２、及び給電層１５はそれぞれ、第１電極１００１と対をなす第２電極となる。第２電極は、被めっき材に相当する。
【００６５】
溶液１００２は、めっき金属のイオンを含む。本実施形態では、溶液１００２が硫酸銅溶液であり、めっき金属が銅であり、めっき金属のイオンがＣｕ２＋である。また、溶液１００２には、必要に応じて、抑制剤又は促進剤等の添加剤が添加される。本実施形態の溶液１００２には、抑制剤としてレベラーが添加され、促進剤としてブライトナーが添加される。
【００６６】
電源１００３は、図１１に示すように、第１電極１００１と第２電極（金属箔１４、導体層１２、及び給電層１５）との間の電圧波形をパルス制御して、一定周期で極性を切り替える。電源１００３は、整流器等から構成される。本実施形態では、第１電極１００１と第２電極との間の電圧波形が、図１１に示すような矩形波からなる。
【００６７】
時間Ｔ１では、第２電極において下記のような析出反応Ｒ１が進み、時間Ｔ２では、第２電極において下記のような分解反応Ｒ２が進む。
（析出反応Ｒ１）Ｃｕ２＋  ＋  ２ｅ−  →  Ｃｕ
（分解反応Ｒ２）Ｃｕ  →  Ｃｕ２＋  ＋  ２ｅ−
【００６８】
時間Ｔ１においては、第１電極１００１と第２電極との間に析出電圧Ｖ１（＞０Ｖ）が印加され、析出反応Ｒ１が進み、第２電極にめっき金属（例えば銅）が析出する。
【００６９】
時間Ｔ２においては、第１電極１００１と第２電極との間に分離電圧Ｖ２（＜０Ｖ）が印加され、分解反応Ｒ２が進み、第２電極からめっき金属（例えば銅）が分離（離脱）する。
【００７０】
本実施形態では、一定の周期Ｔ３（＝時間Ｔ１＋時間Ｔ２）で、第１電極１００１及び第２電極の極性が入れ替わる。
【００７１】
本実施形態では、図１２に示すように、第１電極１００１（図１０）と第２電極との間に析出電圧Ｖ１と分離電圧Ｖ２とを交互に印加しながら、第２電極（金属箔１４、導体層１２、及び給電層１５）の各々にめっき金属１６を析出させていく。これにより、図１３に示すように、孔１３ａ（有底孔）がめっき金属１６で充填される。その結果、フィルド導体３０が形成される。また、孔１３ａをめっき金属１６で充填するのと同時に、金属箔１４上にめっき金属１６を析出させる。なお、フィルド導体３０は、例えば図１Ａに示す配線板１００のビア導体１１２に相当する。
【００７２】
フィルド導体３０は、導体層１２（詳しくは、図９に示すランド１２ａ）に接続される。フィルド導体３０の形状は、例えば絶縁層１１に向かって縮径されるようにテーパしたテーパ円柱（円錐台）であり、フィルド導体３０の平面形状（Ｘ−Ｙ平面）は例えば真円である。しかしこれに限定されず、フィルド導体３０の形状は任意である。
【００７３】
電圧印加時の電位分布は、図１２に示すように、孔１３ａの壁面Ｆ２１及び底面Ｆ２２が低電位部Ｒ１１となり、金属箔１４の上面Ｆ２３（表層及び肩）が高電位部Ｒ１２となる。本実施形態では、第１電極１００１（図１０）と第２電極との間に析出電圧Ｖ１と分離電圧Ｖ２とを交互に印加しながらめっき金属１６を析出させるため、低電位部Ｒ１１に厚いめっきを形成し、高電位部Ｒ１２に薄いめっきを形成することが可能になる。詳しくは、分解反応時には高析出部分（高電位部Ｒ１２）ほど分解が速く進むことになるため、析出、分解を繰り返すうちに、めっきの付きまわりの部分差が小さくなり、ビア内部でも適正なめっき（めっき金属１６の析出）が可能となる。
【００７４】
図１４及び図１５に、銅の無電解めっき（化学銅）からなる給電層１５ｂを有する配線板に直流電源により電気めっきを行う比較例について、第１電極と第２電極との間の電圧（図１４）、及び、電気めっきにより孔１３ａ（有底孔）がめっき金属１６で充填される様子（図１５）を示す。
【００７５】
この比較例では、図１４に示すように、陽極（アノード）と給電層１５ｂ（陰極：カソード）との間に一定の電圧Ｖ０を印加し、図１５に示すように、電気めっきにより給電層１５ｂ上にめっき金属１６（銅）を析出させる。このため、低電位部Ｒ１１に薄いめっき（銅）が形成され、高電位部Ｒ１２に厚いめっき（銅）が形成される。
【００７６】
本実施形態では、給電層１５が、めっき金属１６よりも溶液１００２に溶けにくい材料からなる。溶け易さは、例えば標準電極電位で比較することができる。詳しくは、標準電極電位が大きいほど溶けにくい。本実施形態では、給電層１５がグラファイトからなり、めっき金属１６が銅からなる。なお、グラファイト、カーボン、パラジウム、及び銅の標準電極電位を比較すると、標準電極電位の大きい方から、グラファイト、パラジウム、銅となり、カーボンの標準電極電位は、グラファイトの標準電極電位と略等しい（グラファイト、カーボン＞パラジウム＞銅）。
【００７７】
本実施形態における分離電圧Ｖ２（図１１）は、めっき金属１６が溶液１００２に溶け、且つ、給電層１５が溶液１００２に溶けない範囲に設定される。これにより、給電層１５をほとんど溶かすことなく、分解反応Ｒ２が進むことになる。
【００７８】
給電層１５が溶けて薄くなると、抵抗値が高くなって電気めっきの速度が遅くなったり、めっき金属１６の析出が均一でなくなったりするおそれがある。また、給電層１５が完全に溶けて無くなると、電気めっきを行うことができなくなる。このため、給電層１５が溶け易い場合は、分離電圧Ｖ２を高くすること、又はめっき金属の離脱時間（時間Ｔ２）を長くすることが難しい。この点、本実施形態では、給電層１５が、めっき金属よりも溶液１００２に溶けにくい材料からなる。これにより、分離電圧Ｖ２を高くすること、又はめっき金属の離脱時間（時間Ｔ２）を長くすることが可能になる。その結果、高い生産性でフィルド導体を形成することが可能になる。また、分離電圧Ｖ２を高くすることで、導体層１２とフィルド導体３０との間のシーム発生を抑制することが可能になる。このため、小径のビアホールに電気めっきする場合でも、シームレスになり易くなる。
【００７９】
図１６に、電気めっきの給電層として化学銅を用いた場合の特性と、電気めっきの給電層として銅よりも標準電極電位の大きい各導電性材料を用いた場合の特性と、を対比して示す。
【００８０】
図１６に示されるように、厚さ５０ｎｍの化学銅の抵抗値は０．００８Ωであり、厚さ３００ｎｍのグラファイトの抵抗値は０．０８Ωであり、厚さ５０ｎｍのカーボンブラックの抵抗値は５Ωであり、厚さ約１ｎｍのパラジウムの抵抗値は３Ωであり、厚さ約１ｎｍの導電性ポリマの抵抗値は５０Ωである。
【００８１】
本実施形態では、孔１３ａの壁面Ｆ２１のみに選択的に給電層１５を形成する。このため、給電層１５を介在させず、導体層１２上に直接、めっき金属１６を析出させることが可能になる。これにより、導体層１２とめっき金属１６との結合が金属同士の結合になるため、接合強度が向上する。
【００８２】
しかしながら、導体層１２とフィルド導体３０との間に給電層１５の材料が残留すると、シームが発生し易くなる。この点、導体層１２を構成する材料（銅箔及び銅の電気めっき膜）と同じ金属である化学銅は、実質的に、導体層１２と区別がつかない（又は同一視できる）ため、導体層１２上に残留しないと考えられる。また、非金属であるグラファイト及びカーボンブラックは、完全に除去し易いため、導体層１２上に残留しにくい。一方、パラジウム及び導電性ポリマは、導体層１２上に残留し易い。
【００８３】
本実施形態では、給電層１５がグラファイトからなる。グラファイトは、導体層１２上に残留しにくいため、導体層１２とフィルド導体３０との間のシーム発生を抑制するのに適している。
【００８４】
図１６に示されるように、グラファイトは、カーボンブラック、パラジウム、及び導電性ポリマに比べて、抵抗が小さい。このため、グラファイトからなる給電層１５は、電気めっきの第２電極（被めっき材）として適している。
【００８５】
また、給電層１５を化学銅で形成する場合には、良質の無電解銅めっき膜を得るために、還元剤としてはホルマリン等が、また、触媒としてレアメタルであるパラジウム（Ｐｂ）等が必要になる。この点、本実施形態では、給電層１５をグラファイトで形成するため、ホルマリン及びパラジウムを使用することなく、良質の給電層を得ることができる。その結果、環境負荷の低減（例えば廃液量の低減）又は材料コストの低減が可能になる。
【００８６】
本実施形態では、導体層１２及び金属箔１４がそれぞれ、めっき金属１６と同じ金属（銅）からなる。これにより、めっき界面の不整合が抑制され、導体層１２及び金属箔１４とフィルド導体３０との間のシーム発生が抑制される。また、本実施形態では、給電層１５が、導体層１２及び金属箔１４のいずれとも異なる導体材料からなる。具体的には、給電層１５をグラファイトで形成することで、環境負荷の低減又は材料コストの低減を図っている。
【００８７】
続けて、リソグラフィ技術により、層間絶縁層１３上の導体層（金属箔１４及びめっき金属１６）をパターニングする。
【００８８】
具体的には、図１７に示すように、めっき金属１６上に、開口部１００４ａを有するエッチングレジスト１００４を形成する。開口部１００４ａは、導体層（金属箔１４及びめっき金属１６）をエッチングすべき部分に配置される。
【００８９】
続けて、図１８に示すように、例えば塩化第二銅又は塩化第二鉄により、層間絶縁層１３上の導体層（金属箔１４及びめっき金属１６）をエッチングする。層間絶縁層１３上の導体層のうち、エッチングレジスト１００４で覆われている部分は、エッチングされずに残り、開口部１００４ａから露出する部分は、エッチングにより除去される。これにより、金属箔１４（下層）及びめっき金属１６（上層）から構成される導体層２０（上層導体層）が形成される。フィルド導体３０は、導体層１２（詳しくは、図９に示すランド１２ａ）と導体層２０とを相互に電気的に接続する。導体層２０は、例えば図１Ａに示す配線板１００の導体層１１２ａに相当する。
【００９０】
導体層２０の最小厚みは、１０〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。本実施形態では、前述した析出電圧及び分離電圧の印加により、孔１３ａ（有底孔）をめっき金属１６で充填するのと同時に、金属箔１４上にめっき金属１６を析出させて、層間絶縁層１３上に、最小厚みが１０〜３０μｍの範囲にある導体層２０（上層導体層）を形成する。導体層２０の最小厚みが下限値（１０μｍ）より小さいと、ビアのリセスが解消できずに平坦性を損ね易くなる。
【００９１】
以上説明した工程により、図１Ａに示す配線板１００の基板１０１（コア基板）、絶縁層１０２（層間絶縁層）、ビア導体１１２、及び導体層１１１ａ、１１２ａを形成することができる。基板１０１の第１面Ｆ１側も、基板１０１の第２面Ｆ２側も、同じ様に（例えば同時に）形成することができる。また、絶縁層１０３、１０４、１０５（層間絶縁層）、ビア導体１１３、１１４、１１５、及び導体層１１３ａ、１１４ａ、１１５ａも、上記工程（図２〜図１３、図１７、及び図１８参照）により形成することができる。そして、コア基板、各層間絶縁層、各ビア導体、及び各導体層の形成後、例えばスクリーン印刷、スプレーコーティング、ロールコーティング、又はラミネート等によりソルダーレジスト１０６を形成することで、図１Ａに示す配線板１００は完成する。
【００９２】
また、本実施形態の製造方法（図２〜図１３、図１７、及び図１８参照）により、図１Ｂに示す配線板１００を製造してもよい。この場合、絶縁層１１は、図１Ｂに示す絶縁層１０２に相当し、導体層１２は、図１Ｂに示す導体層１１２ａに相当し、層間絶縁層１３は、図１Ｂに示す絶縁層１０３に相当し、導体層２０は、図１Ｂに示す導体層１１３ａに相当し、フィルド導体３０は、図１Ｂに示すビア導体１１３に相当する。
【００９３】
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば以下のように変形して実施することもできる。
【００９４】
給電層１５の材料は、グラファイトに限られない。めっき金属１６よりも溶液１００２に溶けにくい材料であれば、分離電圧Ｖ２を高くすること、又はめっき金属の離脱時間（時間Ｔ２）を長くすることが可能になる。
【００９５】
また、給電層１５の材料が、非金属の導電性材料であれば、金属からなる導体層１２上に残留しがちな不要な給電層１５の材料を完全に除去し易くなる。また、給電層１５の材料が、グラファイト又はカーボンブラックなど、炭素を含む非金属の導電性材料であれば、高い導電性を付与し易くなり、樹脂からなる層間絶縁層１３との間で高い密着性が得られ易い。
【００９６】
フィルド導体３０を形成するための電気めっきにおいて第１電極１００１と第２電極との間に印加される電圧波形は、図１１に示すような矩形波に限られず任意である。電圧波形は、例えば図１９Ａに示すように、正弦波又は余弦波であってもよいし、例えば図１９Ｂに示すように、ノコギリ波であってもよい。また、電圧波形の析出電圧Ｖ１、分離電圧Ｖ２、及び周期は、一定でなくてもよい。
【００９７】
上記実施形態では、ランド１２ａ（導体層２０）に接続されるフィルド導体３０を形成した（図９及び図１８参照）。しかしこれに限られず、例えば図２０（図９に対応する平面図）に示すように、電子部品内蔵配線板において、上記実施形態の製造方法（図２〜図１３、図１７、及び図１８参照）により、配線板に内蔵される電子部品３００の電極３００ａに接続されるフィルド導体を形成してもよい。
【００９８】
フィルド導体３０及びその孔１３ａの形状は、テーパ円柱（円錐台）に限られず任意である。フィルド導体３０及びその孔１３ａの平面形状は、例えば図２１Ａに示されるように、略正方形であってもよい。また、略正六角形、略正八角形など、略正方形以外の略正多角形であってもよい。なお、多角形の角の形状は任意であり、例えば略直角でも、鋭角でも、鈍角でも、丸みを帯びていてもよい。ただし、熱応力の集中を防止する上では、角が丸みを帯びていた方が好ましい。
【００９９】
さらに、フィルド導体３０及びその孔１３ａの平面形状は、略楕円であっても、略長方形又は略三角形等であってもよいし、図２１Ｂに示す略十字形又は図２１Ｃに示す略正多角星形など、中心から放射状に直線を引いた形（複数の羽根を放射状に配置した形）であってもよい。
【０１００】
また、孔１３ａの壁面は、テーパしていなくてもよい。例えばフィルド導体３０及びその孔１３ａの形状は、円柱であってもよい。
【０１０１】
本発明に係る配線板の製造方法が製造対象とする配線板は、図１Ａ又は図１Ｂに示したものに限られず任意であり、本実施形態の方法により、他の配線板を製造してもよい。例えば図１Ａの配線板において、基板１０１（コア基板）に開口部を形成し、その開口部に電子部品を配置することで、電子部品内蔵配線板にしてもよい。また、リジッド配線板であっても、フレキシブル配線板であってもよい。また、両面配線板であっても、片面配線板であってもよい。導体層及び絶縁層の寸法、層数等も任意である。
【０１０２】
本発明に係る配線板の製造方法は、実施形態で示した順序及び内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に順序や内容を変更することができる。また、用途等に応じて、必要ない工程を割愛してもよい。
【０１０３】
上記実施形態及び変形例は、任意に組み合わせることができる。用途等に応じて適切な組み合わせを選ぶことが好ましい。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、「請求項」に記載されている発明や「発明を実施するための形態」に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る配線板の製造方法は、携帯機器などの回路基板として用いられる配線板の製造に適している。
【符号の説明】
【０１０６】
１１  絶縁層
１２  導体層
１２ａ  ランド
１２ｂ  配線
１３  層間絶縁層
１３ａ  孔
１４  金属箔
１５  給電層
１５ａ  導体膜
１５ｂ  給電層
１６  金属
２０  導体層
３０  フィルド導体
１００  配線板
１０１  基板
１０２〜１０５  絶縁層
１０６、１０７  ソルダーレジスト
１０６ａ、１０７ａ  開口部
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５  ビア導体
１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ、１１５ａ  導体層
２００  電子部品
２００ａ  封止樹脂
３００  電子部品
３００ａ  電極
１０００ａ  基材
１０００ｂ、１０００ｃ  積層体
１００１  第１電極
１００２  溶液
１００２ａ  容器
１００３  電源
１００４  エッチングレジスト
１００４ａ  開口部
Ｆ１  第１面
Ｆ２  第２面
Ｆ２１  壁面
Ｆ２２  底面
Ｆ２３  上面
Ｐ１  パッド
Ｐ２  パッド
Ｒ１  析出反応
Ｒ２  分解反応
Ｒ１１  低電位部
Ｒ１２  高電位部
Ｓ  スタック導体
【図１Ａ】
2013089779.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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