(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板上に設けられたビルドアップ層を構成する絶縁層に、めっき法によってフィルドビアを形成するプリント配線板の製造方法において、
１）絶縁層にビア形成用穴を形成した後、無電解めっき浴を用いて絶縁層全体に無電解めっきを行い導体めっき層を形成し、
２）電解めっき浴を用いて該導体めっき層上に電解めっきを行い下地めっき層を形成し、
３）フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いて、該下地めっき層上に電解パネルめっきを行い電解めっき層を形成し、
厚さ１００μｍ以下の絶縁層に設けられた開口径１００μｍ以下、アスペクト比０．７以上のビア形成用穴にフィルドビアを形成することを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記無電解めっき浴が無電解銅めっき浴であり、前記電解めっき浴及びフィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴が電解硫酸銅めっき浴であることを特徴とする請求項１記載のビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いた電解めっきが、噴流構造のめっき装置による電解めっきであることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載のビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造方法に関するものであり、特に、小径且つ高アスペクト比のビア形成用穴に廉価に、簡単にフィルドビアを形成することのできるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、導体パターンの高多層化や高密度化等を図ることにより、高密度実装が可能な配線板を作製することが盛んに試みられている。その例としては、アディティブプロセスに形成されるビルドアップ層をベース基板上に備えた多層プリント配線板が知られている。
【０００３】
このような多層プリント配線板におけるビルドアップ層は、次のような手順により形成される。
１）ベース基板上に絶縁層形成用のアディティブ接着剤を厚さ数十μｍに塗布する。
２）形成された絶縁層に対して露光、現像を行うことにより、所定箇所に内径１００μｍ〜２００μｍ程度のビア形成用穴を形成する。
３）粗化処理、触媒核付与及びその活性化処理を行った後、無電解めっきを施すことにより、絶縁層の表面全体に下地めっき層を形成する。
４）下地めっき層に対して電解パネルめっきを施す。このとき同時に、ビア形成用穴内にめっき層が析出してビアが形成される。
５）絶縁層上に析出しためっき層をエッチングすることにより、所定形状の導体パターンを形成する。
６）以上、１）〜５）の工程を繰り返す。
上記の手順により、絶縁層と導体層を交互に積層してなるビルドアップ層が形成され、ビルドアップ多層プリント配線板が製造される。
【０００４】
ところが、この種のビルドアップ多層プリント配線板では、ビルドアップ層の表面を平坦な状態にすることが要求される。これは、ビルドアップ層の表面に凹凸があると、はんだボイドの発生などにより、表面実装時に各電子部品に障害を起こすからである。
このような凹凸が発生する最大の原因としては、ビアに対する穴埋めが不完全でビアの中央部が窪んでしまうことが挙げられる。よって、めっき層でビア形成用穴を完全に穴埋めするフィルドビアを形成することが望ましいと考えられている。
【０００５】
しかしながら、近年の導体パターンの高多層化や高密度化によりビアの小径化や、高アスペクト比化が進みビア形成用穴はより小さく、また、深くなっている。そのため、フィルドビアを形成する電解パネルめっきを行う場合に、ビア形成用穴の中でのめっき液交換がされにくくなり、結果として、めっき層による穴埋めが不完全でビアの中央部が窪んでしまうことや、めっき層中にボイド（空洞化）が発生してしまうという問題が生じていた。
【０００６】
また、従来法では、電解めっき時にＰＲ電解法といった電流の電圧値を周期的に変更するような工夫も必要とされ、その条件設定が極めて面倒であった。また、電圧値を周期的に変更するための特殊な電源装置が別途必要となるため、設備コストアップにつながるという問題も生じていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は，上記の問題に鑑みてなされたものであり、高コスト化を伴うことなく、比較的簡単に、絶縁層に形成された小径且つ高アスペクト比のビア形成用穴にフィルドビアを形成することができるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベース基板上に設けられたビルドアップ層を構成する絶縁層に、めっき法によってフィルドビアを形成するプリント配線板の製造方法において、
１）絶縁層にビア形成用穴を形成した後、無電解めっき浴を用いて絶縁層全体に無電解めっきを行い導体めっき層を形成し、
２）電解めっき浴を用いて該導体めっき層上に電解めっきを行い下地めっき層を形成し、
３）フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いて、該下地めっき層上に電解パネルめっきを行い電解めっき層を形成し、
厚さ１００μｍ以下の絶縁層に設けられた開口径１００μｍ以下、アスペクト比０．７以上のビア形成用穴にフィルドビアを形成することを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法において、前記無電解めっき浴が無電解銅めっき浴であり、前記電解めっき浴及びフィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴が電解硫酸銅めっき浴であることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法において、前記フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いた電解めっきが、噴流構造のめっき装置による電解めっきであることを特徴とするビルドアップ多層プリント配線板の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を実施の形態に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法によって製造されたビルドアップ多層プリント配線板の一実施例の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
図１に示すように、このビルドアップ多層プリント配線板１を構成するベース基板３は、リジッドな絶縁基材１４の両面に内層導体パターン２を備えている。
この内層導体パターン２は、銅箔をエッチングすることにより形成されたものである。
【００１２】
ベース基板３の両面には、第１絶縁層５、第２絶縁層６と、導体パターン７、部品接続用パッド８とが交互に積層されてなるビルドアップ層４が形成されている。ここではビルドアップ層４は、片面に２層構造となっている。尚、図１においては、ベース基板３の片面のみに符号が付けられている。
【００１３】
第１絶縁層５はベース基材３上に形成されており、その上面には導体パターン７が形成されている。さらに、第２絶縁層６は第１絶縁層５及び導体パターン７上に形成されており、その上面には部品接続用パッド８が形成されている。
ここでは第１絶縁層５、第２絶縁層６はエポキシ樹脂等からなる。導体パターン７、部品接続用パッド８は好適な導電性を有する金属である銅からなる。
本実施例の場合、導体パターン７、部品接続用パッド８の厚さは１μｍ〜２０μｍ程度に設定される。第１絶縁層５、第２絶縁層６の厚さは２０μｍ〜１００μｍ程度に設定される。
【００１４】
図１に示すように、このビルドアップ多層プリント配線板１は、小径の第１フィルドビア９、第２フィルドビア１９を備えている。第１フィルドビア９、第２フィルドビア１９はビルドアップ層４内に、より詳細にいうとビルドアップ層４を構成する第１絶縁層５、第２絶縁層６内に各々形成されている。
これらの第１フィルドビア９、第２フィルドビア１９は、第１絶縁層５、第２絶縁層６に形成されたビア形成用穴を、主として電解めっき層で穴埋めすることにより形成されたものである。
【００１５】
なお、電解めっき層とビア形成用穴との界面には、下地めっき層が介在している。この下地めっき層は電解めっき層に比較して極めて薄いものであるため、図１ではこれを便宜上省略している。
図３に示すように、第１絶縁層５に設けられるビア形成用穴１０は、内層導体パターン２における層間接続部位２ａに対応した位置にある。また、第２絶縁層６に設けられるビア形成用穴は、図６に示す導体パターン７における層間接続部位７ａに対応した位置にある。
本実施例の場合、このようなビア形成用穴の開口径は１００μｍ未満に設定される。
【００１６】
第１絶縁層５の第１フィルドビア９は、内層導体パターン２と導体パターン７とを層間接続している。第２絶縁層６の第２フィルドビア１９は、導体パターン７と部品接続用パッド８とを層間接続している。
なお、前記部品接続用パッド８に対しては、図示しない電子部品がはんだ付けにより表面実装されるようになっている。
【００１７】
次に、このようなビルドアップ多層プリント配線板１を製造する方法の一例を、図２〜図６に従い順を追って説明する。図中、符号は片面のみに付けた。
１）まず、常法によりベース基板３を作製する。ここでは銅張積層板をベース材料とし、サブトラクティブプロセスに従って、エッチングにより内層導体パターン２をガラスエポキシ製の絶縁基材１４の両面に形成する（図２参照）。
【００１８】
２）次いでビルドアップ層４を構成する第１絶縁層５を形成すべく、ベース基板３の両面に絶縁層形成用の接着剤を均一に塗付し、かつそれを乾燥させる。この接着剤は、難溶のエポキシ樹脂マトリクス中に易溶の樹脂フィラーを分散させた、いわゆるアディティブ用接着剤である。その結果、所定厚さの第１絶縁層５が形成される。
【００１９】
３）内層導体パターン２の層間接続部位２ａに対応した箇所の第１絶縁層５に露光機を用いて露光した後、現像機によりその現像を行う。その結果、所定箇所に小径（Ｄ１＝１００μｍ未満）のビア形成用穴１０が形成され、その部分から層間接続部位２ａが露出した状態となる（図３参照）。
このようなフォトリソグラフィ法による穴あけに代えて、例えば、レーザ法による穴あけを行ってもよい。上記のごとくフォトリソグラフィ法を採用する場合には、アディティブ用接着剤に感光性を付与しておく必要がある。レーザ法を採用する場合には特にその必要はない。
【００２０】
４）ビア形成用穴１０が形成されたベース基板３を粗化剤で処理することにより、第１絶縁層５の表面全体、及びビア形成用穴１０の内壁面全体を粗面化する。この処理を行うと、微細なアンカー用凹部を有する好適な粗化面が得られる。
本実施例において、粗化剤とはアディティブ接着剤中の易溶成分を溶解する薬剤であって、例えば、クロム酸、クロム酸塩、硫酸、塩酸、過マンガン酸等の溶液をいう。
【００２１】
５）次に、第１絶縁層５の表面全体に、無電解めっき析出時のコアとなるＰｄ等の触媒核を付与した後、それを活性化する処理を行う。このとき、ビア形成用穴１０の側面や、ビア形成用穴１０の底面にて露出する層間接続部位２ａの表面にも、触媒核が付与される。
６）次に、無電解めっきを施すことにより、第１絶縁層５の表面全体にめっき層（銅の導体めっき層１２）を形成する（図４参照）。
このときのめっきは、いわゆる薄付けめっきであり、その厚さは０．１μｍ〜３．０μｍと極めて薄いものである。無電解めっき浴としては、無電解銅めっき浴を用いる。
【００２２】
以下、本一実施例において設定した無電解めっきの諸条件を記す。
・無電解銅めっき浴：    シプレイ社製：「キューポジットＲ（商品名）」
・処理温度：  ３０℃〜４０℃
・処理時間：  １０分〜４０分
【００２３】
７）次に、電解めっきを施すことにより、導体めっき層１２が形成された第１絶縁層５の表面全体にめっき層（銅の下地めっき層１３）を形成する。このときのめっきは、いわゆる薄付けめっきであり、その厚さは３．０μｍ〜５．０μｍである。電解めっき浴としては、電解硫酸銅めっき浴が好ましい。
【００２４】
以下、本実施例において設定した電解めっきの諸条件を記す。
0004051923.tif 000002
【００２５】
８）上記のような薄付けめっきを行った後、さらにフィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いて電解パネルめっきを施す。その結果、下地めっき層１３上に電解めっき層１１が析出する。本実施例では、電解めっき浴として電解硫酸銅めっき浴を用いて、また、めっき装置としては噴流構造のめっき装置を用いて浴の撹拌を行いながら厚付けめっきを行う。
そして、このような電解めっき工程を経ることにより、下地めっき層１３の表面全体に所定厚さの電解めっき層１１が形成される。これにより、いずれも銅の導体めっき層１２、下地めっき層１３、及び電解めっき層１１で構成される第１導体層１７が形成される。
同時に、このときビア形成用穴１０内にも電解めっき層１１が形成され第１フィルドビア９が形成される（図５参照）。得られた電解めっき層１１は、ビアの中央部が窪んだ状態のものではなく、平坦なものである。
【００２６】
以下、本実施例において設定した電解めっきの諸条件を記す。
0004051923.tif 000003
【００２７】
９）次に、第１絶縁層５上にある第１導体層１７の表面に図示しないエッチングレジストを形成し、この状態で銅を溶解しうるエッチャントを用いてエッチングを行う。その結果、第１導体層１７が部分的にエッチングされ、所定形状の導体パターン７が第１絶縁層５上に形成される（図６参照）。
【００２８】
１０）上記２〜９の工程を繰り返すことにより、第２フィルドビア１９を持つ第２絶縁層６や、部品接続用パッド８等を形成し、図１に示した所望のビルドアップ多層プリント配線板１を完成させる。
【００２９】
以下、本発明の「作用」について説明する。ビア形成用穴を小径且つ高アスペクト比にした結果、電解めっき時のビア形成用穴内でめっき液の交換がされにくくなり、浴中の金属イオンや添加剤の供給が不足してしまう。
そのため、その底面や側面からのめっきの析出は抑制されて、ビア形成用穴がめっき層によって穴埋めされにくくなるものと推測される。
【００３０】
この場合において、電解めっきでの下地めっき層はめっき層の被膜抵抗値を下げ、めっき析出をより促進する作用を有する。また、噴流構造のめっき装置での液撹拌は小径且つ高アスペクト比となったビア形成用穴に、電解めっき時の浴中の金属イオンや添加剤を供給するといった作用がある。
従って、電解めっき浴中に添加されている添加剤が、十分な穴埋めを行う上で本来の作用をするものと推測され、奥まった箇所である小径のビア形成用穴の底部には、浴中の金属イオンや添加剤の供給がなされると考えられる。
【００３１】
これにより、当該部分へのめっき析出は促進され、めっきの析出速度は相対的に速くなり、ビア形成用穴の開口部周辺と底部との間でめっきの析出速度に差が生じる。その結果、めっき層でのフィリングが図られ、底部にはより厚いめっき層が形成されるようになり電解析出の状態をよりスムーズに改善する事が出来るものとなる。
従って、電解めっき時にめっき層による穴埋めが不完全でビアの中央部が窪んでしまうことや、めっき層のボイド（空洞化）が発生するという問題が生じにくくなり、得られるビアはフィルドビアとなる。
【００３２】
また、本発明の方法によれば、電気めっきを行うにあたって特殊な通電方法を採用する必要がないので、比較的簡単にビルドアップ層にフィルドビアを形成することができる。また、特殊な通電方法を採用する必要がなくなる結果、そのための制御装置等も不要となり、設備コストの増大を防止することができる。
【００３３】
請求項２に係わる発明によると、第１導体層１７を構成する導体めっき層、下地めっき層、及び電解めっき層の全てが銅である。同種の金属同士であるため互いに馴染みやすく、各層の界面に高い密着性が得られ信頼性の高いフィルドビアとなる。さらに、銅は導電性に優れるので、低抵抗のフィルドビアを得ることができる。
【００３４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
＜実施例１＞
まず、常法によりベース基板３を作製する。ここでは銅張積層板をベース材料とし、サブトラクティブプロセスに従って、エッチングにより導体パターン２をガラスエポキシ製の絶縁基材１４の両面に形成した（図２参照）。
【００３５】
次いで、ビルドアップ層４を構成する第1絶縁層５を形成すべく、ベース基板３の両面に絶縁層形成用の接着剤を均一に塗付し、かつそれを乾燥させ、厚さ約８０μｍの第１絶縁層５を形成した。
内層導体パターン２の層間接続部位２ａに対応した箇所の第１絶縁層５に露光機を用いて露光した後、現像機によりその現像を行い小径５０μｍのビア形成用穴１０を形成した（図３参照）。
【００３６】
穴あけ工程を経たベース基板３を過マンガン酸溶液での粗化剤で処理した。
次に、第１絶縁層５の表面全体に、無電解めっき析出時のコアとなるＰｄの触媒核を付与した後、それを活性化する処理を行った。
次に、無電解めっきを施し、第１絶縁層５の表面全体にめっき層（銅の導体めっき層１２）を形成した。その厚さは０．５μｍと極めて薄いものであった。
次に、電解めっきを施し、第１絶縁層５の表面全体にめっき層（銅の下地めっき層１３）を形成した。その厚さは３．０μｍであった。電解めっき浴としては、電解硫酸銅めっき浴を選択した。
【００３７】
上記のような電解薄付けめっきを行った後、さらにフィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いて電解パネルめっきを施した。その厚さは２５μｍであった。その結果、下地めっき層１３上に電解めっき層１１が析出した。
電解めっき浴としては電解硫酸銅めっき浴を用い、また、めっき装置としては噴流構造のめっき装置を用いて浴中の撹拌を３０リットル／分に設定しながら厚付けめっきを行った。そして、このような電解めっき工程を経ることにより、下地めっき層１３の表面全体に所定厚さの電解めっき層１１を形成した。これにより、いずれも銅の導体めっき層１２、下地めっき層１３、及び電解めっき層１１で構成される第１導体層１７を形成した。
同時に、このときビア形成用穴１０内にも電解めっき層１１が形成されるので、第１フィルドビア９が形成された（図５参照）。
【００３８】
次に、第１絶縁層５上にある第１導体層１７の表面にエッチングレジストを形成し、この状態で塩化第２鉄溶液を用いてエッチングを行う。その結果、第１導体層１７が部分的にエッチングされ、所定形状の導体パターン７が第１絶縁層５上に形成さた（図６参照）。
上記２〜９の工程を繰り返すことにより、第２フィルドビア１９を持つ第２絶縁層６や部品接続用パッド８等を形成し、図１に示した所望のビルドアップ多層プリント配線板１を完成させた。
【００３９】
以上により、ほぼ完全な穴埋めが達成されることが明らかとなった。そして、この場合には、電解めっき層１１の中央部に窪みがなく、極めて好適な性状を有する第１フィルドビア９、第２フィルドビア１９が確実に得られた。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いて、下地めっき層上に電解パネルめっきを行い電解めっき層を形成するので、ビア形成用穴の底部には、浴中の金属イオンや添加剤の供給がなされ底部にはより厚いめっき層が形成されるようになる。従って、厚さ１００μｍ以下の絶縁層に設けられた開口径１００μｍ以下、アスペクト比０．７以上のビア形成用穴においても電解めっき層の中央部に窪みの生じないフィルドビアを形成することができるものとなる。
【００４１】
また、本発明は、無電解めっき浴が無電解銅めっき浴であり、電解めっき浴及びフィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴が電解硫酸銅めっき浴であるので、同種の金属同士となり互いに馴染みやすく、各層の界面に高い密着性が付与され信頼性の高いフィルドビアを得ることができる。さらに、銅は導電性に優れるので低抵抗のフィルドビアを得ることができる。
【００４２】
また、本発明は、フィルドビア用添加剤を添加した電解めっき浴を用いた電解めっきが、噴流構造のめっき装置による電解めっきであるので、特殊な通電方法を採用する必要がなく電源装置等も不要となり、設備コストの増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法によって製造されたビルドアップ多層プリント配線板の一実施例の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図２】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法の説明図である。
【図３】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法の説明図である。
【図４】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法の説明図である。
【図５】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法の説明図である。
【図６】本発明によるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１・・・本発明によるビルドアップ多層プリント配線板
２・・・内層導体パターン
２ａ、７ａ・・・層間接続部位
３・・・ベース基板
４・・・ビルドアップ層
５・・・第１絶縁層
６・・・第２絶縁層
７・・・導体パターン
８・・・部品接続用パッド
９・・・第１フィルドビア
１０・・・ビア形成用穴
１２・・・導体めっき層
１３・・・下地めっき層
１４・・・絶縁基材
１７・・・第１導体層
１９・・・第２フィルドビア
Ｄ１・・・ビア形成用穴の直径
【図１】
0004051923.tif 000004
【図２】
0004051923.tif 000005
【図３】
0004051923.tif 000006
【図４】
0004051923.tif 000007
【図５】
0004051923.tif 000008
【図６】
0004051923.tif 000009