(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料が充填された貫通穴を有する絶縁性基材と、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、前記第１の金属膜に形成された凹凸層は前記絶縁性基材の貫通穴を含む一方の面に埋設され、前記第１の金属膜において前記５μｍ以上の凹凸層が形成された面とは反対の面に第２の金属膜が形成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
第２の金属膜の表面にそれぞれ異なる材料からなる第３および第４の金属膜が形成された請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載の回路基板を少なくとも１層以上重ねた回路基板。
【請求項４】
金属の回路層と絶縁性基材とが交互に設置された多層構造の基板において、導電性材料が充填された貫通穴を有する絶縁性基材と、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、少なくとも最表の絶縁性基材は導電性材料が充填された貫通穴を有し、前記絶縁性基材の貫通穴を含む一方の面に前記第１の金属膜に形成された５μｍ以上の凹凸層が埋設され、前記第１の金属膜において、前記凹凸層が形成された面と反対の面には第２の金属膜が形成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項５】
金属の回路層と絶縁性基材とが交互に設置された多層構造の回路基板の最も表層の絶縁性基材に設けられた導電性材料が充填された貫通穴を含むように、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、この第１の金属膜に形成された凹凸層は前記絶縁性基材の貫通穴を含むように前記絶縁性基材に埋設されるとともに、前記第１の金属膜の凹凸層と反対面に第２の金属膜が形成され、この第２の金属膜の表面にそれぞれ材料の異なる第３および第４の金属層が設けられたことを特徴とする回路基板。
【請求項６】
絶縁性基材が絶縁性繊維に樹脂を含浸したものからなる請求項１〜５に記載の回路基板。
【請求項７】
絶縁性繊維が不織布である請求項６に記載の回路基板。
【請求項８】
絶縁性基材がガラスもしくは樹脂の繊維によって縦と横に織られた織布に樹脂を塗布し且つ樹脂に無機粒子を混在させたものからなる請求項１〜５に記載の回路基板。
【請求項９】
貫通穴に充填された導電性材料が第１の金属膜によって圧縮され、第１の金属膜に設けられた凹凸層と接触し電気的に接続している請求項１〜８に記載の回路基板。
【請求項１０】
導電性材料が充填された貫通穴の設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜を薄膜化した面に所望パターンに第２の金属膜をめっきする工程と、露出している第１の金属膜を除去する工程とを含む回路基板の製造方法。
【請求項１１】
導電性材料が充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜の薄膜化した面に第２の金属膜および第５の金属膜を所望パターンに順次めっきする工程と、前記第２および第５の金属膜が順次めっきされた前記所望パターン以外の範囲で露出している前記第１の金属膜を除去する工程と、前記所望パターンに形成された前記第２の金属膜表面にめっきされた前記第５の金属膜を除去する工程とを含む回路基板の製造方法。
【請求項１２】
導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜の薄膜化した面に所望パターンに第２の金属膜および第３、第４の金属膜を順次めっきする工程と、前記所望以外の第１の金属膜を除去する工程とを含む回路基板の製造方法。
【請求項１３】
第１の金属膜の薄膜化がエッチングにより行われ、その後のめっき工程で形成される金属膜の厚さを通電の可能な凹凸層を除いて５μｍ以下の厚さとし、前記めっき工程で前記金属膜が電気めっきで形成される請求項１０〜１１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１４】
導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、薄膜化した第１の金属膜をフォトエッチングして所望のパターン形成する工程と、第１の金属膜の所望パターンを形成した後、第１の金属膜パターンに無電解めっきにより第２の金属膜を被着する工程とを含む回路基板の製造方法。
【請求項１５】
導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜を真空熱プレスで接着する請求項１０〜１４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１６】
第１の金属膜および第２の金属膜が銅であり、露出している前記第１の金属膜をエッチングにより除去し、第３、第４の金属膜を銅との選択エッチング性を有する金属で形成する請求項１２，１３に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１７】
第１の金属膜および第２の金属膜が銅であり、露出している前記第１の金属膜をエッチングにより除去し、第５の金属膜を銅との選択エッチング性を有する金属で形成する請求項１１，１３に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１８】
第３の金属膜がＮｉであり、第４の金属膜がＡｕである請求項１２，１３に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１９】
第５の金属膜が錫もしくは錫と銅の合金もしくは錫とニッケルの合金である請求項１１，１３に記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子部品を絶縁性基材に配線層を形成した回路基板の表面あるいは層間に搭載して電気的に接続することにより電子回路を形成することができる複数の配線層を有する回路基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化に伴い、産業用にとどまらず広く民生機器の分野においてもＬＳＩ等の半導体チップを実装できる回路基板が安価に供給されることが強く要望されてきている。このような回路基板においては、実装密度の向上による小型化の目的を果たすためにより微細な配線を多層に容易かつ高歩留まりに生産でき高い信頼性が得られることが重要である。また絶縁性基材の両面に形成された配線層を電気的に接続するための貫通穴を埋めて部品を搭載するなどに利用できることはさらに実装密度の向上による小型化を可能とするものである。
【０００３】
従来の回路基板には、絶縁性基材としてガラス織布にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板が採用されており、絶縁性基材に粗化銅箔を熱プレスし感光性樹脂で所望パターンにマスクして塩化鉄や塩化銅系のエッチング液によりスプレー方式でエッチングを行うフォトエッチングによって配線パターンを形成していた。このフォトエッチングによればエッチングの際にサイドエッチングが生じ感光性樹脂パターンより小さくなる。また、このサイドエッチングの影響を小さくするために銅箔厚さを薄くしたり、銅箔の樹脂に埋め込まれる粗化部を浅くするために粗化度の小さい銅箔を用いたりしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フォトエッチングによればエッチングの際に生じるサイドエッチングのために感光性樹脂パターンにより小さくなり、微細パターンの形成が困難になるという問題があった。また、このサイドエッチングの影響を小さくするために銅箔厚さを薄くすれば、配線の電気抵抗が大きくなり電気特性の時定数を大きくするもので高周波用の基板として採用できなくなるという問題も生じる。
【０００５】
さらに粗化による凹凸層が埋め込まれた部分のエッチング時間を短くしてサイドエッチングを小さくするために銅箔の樹脂に埋め込まれる粗化部を浅くするために粗化度の小さい銅箔を用いれば、基板と銅箔との接触面積の縮小やアンカー効果の減少により引き剥がし強度が小さくなってしまう問題も生じる。さらに、貫通穴にめっきを施さず導電性材料を充填する方法では、粗化度の小さな銅箔を用いた場合には引き剥がし強度ばかりでなく導電性材料との接続における接触面積が小さくなり接続抵抗が大きくなるため、粗化度の小さい銅箔を採用すれば微細パターン形成により電気的な特性も満足できなくなるという問題を生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題に鑑み本発明は粗化による凹凸層の大きな銅箔を用い、凹凸層を樹脂に埋め込み、埋め込まれた反対面の銅箔をエッチングして銅箔を薄膜化して、パターン部分の薄膜化された銅の厚みを補充すべくめっきによってパターン形成するものである。すなわち、絶縁性基材に貫通穴を設け、この貫通穴には導電性材料を充填し、少なくとも絶縁性基材の一方の面には貫通穴を含んで５μｍ以下の金属膜の表面に５μｍ以上の凹凸層を設けた第１の金属膜の表面の凹凸層を埋設し、第１の金属膜の凹凸層と反対面に第２の金属膜を形成した構造とするものである。このような構造は少なくとも導電性材料が充填された貫通穴の設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着する工程と、第１の金属膜をエッチングし薄膜化する工程と、第１の金属膜をエッチングした面に所望パターンに第２の金属膜をめっきする工程と、露出しているエッチングした銅箔をエッチングする工程とを含む工程によって成し得る。
【０００７】
すなわち、第１の金属膜に設けられた５μｍ以上の大きな凹凸層すなわち粗化部を絶縁性基材に埋め込むことによって金属膜の接着強度を低下させること無く、貫通穴に充填された導電性材料との電気的な接続を良好なままに保ち、さらに第１の金属膜の表面をエッチングして薄膜化し、めっきによる第２の金属膜および第３、第４もしくは第５の金属膜で微細パターンを形成した後、第３、第４もしくは第５の金属膜をマスクとして第１の金属膜の不要部分をエッチング除去することで、第１の金属膜があらかじめ薄膜化されているため微細パターン形成のための第１の金属膜の不要部分のエッチング時間を短くできサイドエッチングを小さくして微細配線を容易に形成するばかりでなく、配線の実質的厚さを大きくし電気抵抗を小さくすると共に機械強度をも大きくするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、導電性材料が充填された貫通穴を有する絶縁性基材と、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、前記第１の金属膜に形成された凹凸層は前記絶縁性基材の貫通穴を含む一方の面に埋設され、前記第１の金属膜において前記５μｍ以上の凹凸層が形成された面とは反対の面に第２の金属膜が形成されたことを特徴とする回路基板で、厚さが５μｍの大きな凹凸層すなわち粗化部を埋設することによって剥離強度の劣化を防止するとともに、貫通穴に充填された導電性材料との接触面積増大による電気的接続抵抗の低下のみならず機械的強度を大きくする。第１の金属膜を厚さが５μｍ以下の金属膜で構成することによって電気めっきの際の通電に最小限必要な電流通路を確保し、且つパターン形成の工程におけるサイドエッチングを小さくでき微細パターン形成を可能にするものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、第２の金属膜の表面にそれぞれ異なる材料からなる第３および第４の金属膜が形成された請求項１に記載の回路基板であって、パターン形成の際に第１の金属膜の選択エッチングマスクとして用いる第３および第４の金属膜を残存して電極として用いるので第４の金属膜は回路基板の搭載部品のはんだ付けやボンディングのための金属反応に必要な金属であって第３の金属膜は第２の金属膜と第４の金属膜との合金化や拡散などの反応防止のために有効となるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載もしくは請求項２に記載の回路基板を少なくとも１層以上重ねた回路基板で、請求項１もしくは請求項２に記載の微細パターンが形成された回路基板どうしを重ねた真中に絶縁性基材に所望によって貫通穴を形成し導電性材料を重点した基材を設置して熱プレスによって張り合わせることによって微細なパターンの多層構造の回路基板を形成すれば従来の微細でないものより配線収容量が大きくできるため同じ回路構成では層数を少なくできるものである。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、金属の回路層と絶縁性基材とが交互に設置された多層構造の基板において、導電性材料が充填された貫通穴を有する絶縁性基材と、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、少なくとも最表の絶縁性基材は導電性材料が充填された貫通穴を有し、前記絶縁性基材の貫通穴を含む一方の面に前記第１の金属膜に形成された５μｍ以上の凹凸層が埋設され、前記第１の金属膜において、前記凹凸層が形成された面と反対の面には第２の金属膜が形成されたことを特徴とする回路基板であって、多層構造の回路基板の少なくとも最表面に本発明の請求項１に記載の構成を適用することによって表面での部品実装密度の向上や微細ピッチの接続パッド配列のベアチップ実装を可能とし、さらに高密度の回路形成を可能とする。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、金属の回路層と絶縁性基材とが交互に設置された多層構造の回路基板の最も表層の絶縁性基材に設けられた導電性材料が充填された貫通穴を含むように、少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層が形成され、この凹凸層を除いて厚さ５μｍ以下に残存するようエッチングして薄膜化された第１の金属膜とを有し、この第１の金属膜に形成された凹凸層は前記絶縁性基材の貫通穴を含むように前記絶縁性基材に埋設されるとともに、前記第１の金属膜の凹凸層と反対面に第２の金属膜が形成され、この第２の金属膜の表面にそれぞれ材料の異なる第３および第４の金属層が設けられたことを特徴とする回路基板であって、多層構造の回路基板の少なくとも最表面に本発明の請求項２に記載の構成を適用することによってパターン形成の際に第１の金属膜の選択エッチングマスクとして用いる第３および第４の金属膜を残存して電極として用いる。第４の金属膜は回路基板の搭載部品のはんだ付けやボンディングのための金属反応に必要な金属で第３の金属膜は第２の金属膜と第４の金属膜との合金化や拡散などの反応防止のために有効となるものである。したがって表面での部品実装密度の向上や微細ピッチの接続パッド配列のベアチップ実装を可能とし、さらに高密度の回路形成を可能とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、絶縁性基材が絶縁性繊維に樹脂を含浸してなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の回路基板であって、通常のガラスエポキシ基板のように表面に厚いエポキシ層を有することをなくすことができ、これによって第１の金属膜の接着の際に貫通穴に充填された導電性材料が流れて移動することによって引き起こされる配線間のショートなどを防止する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、絶縁性繊維が不織布である請求項６に記載の回路基板であって、絶縁性繊維を縦と横の繊維糸によって規則的に織られた織布に比べて弾力性の大きい不織布とすることで熱プレスによって第１の金属膜を接着するときの圧縮を大きくできるもので、これによって貫通穴に充填された導電性ペーストと第１の金属膜との接続を強固にでき電気的接続抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、絶縁性基材がガラスもしくは樹脂の繊維によって縦と横に織られた織布に樹脂を塗布し且つ樹脂に無機粒子を混在させた請求項１〜５のいずれか１つに記載の回路基板であって、前述した織布による圧縮率が大きくできないものを織布の両面のエポキシ層を設けることで圧縮率を大きくしこのエポキシ層にアルミナや酸化ケイ素などの無機材料の微粒子５重量％程度以上を混在させることによって熱プレス時に貫通穴に充填された導電性材料が流れて移動することを阻止するものである。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、貫通穴に充填された導電性材料が第１の金属膜によって圧縮され、第１の金属膜に設けられた凹凸層と接触し電気的に接続している請求項１〜８のいずれか１つに記載の回路基板であって、第１の金属膜に設けられた５μｍ以上の大きな凹凸層が導電性材料に圧縮して電気的接続させることによって導電性材料に凹凸層が食い込み導電性材料の金属粒子がより多く接触するため接続抵抗を小さくすることができ、凹凸層が絶縁性基材や導電性材料に突き刺さって機械的強度をも大きくする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、導電性材料が充填された貫通穴の設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜を薄膜化した面に所望パターンに第２の金属膜をめっきする工程と、露出している第１の金属膜を除去する工程とを含むことによって請求項１に記載の構成の回路基板を製造する方法を提供するものである。
【００１８】
本発明の請求項１１に記載の発明は、導電性材料が充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜の薄膜化した面に第２の金属膜および第５の金属膜を所望パターンに順次めっきする工程と、前記第２および第５の金属膜が順次めっきされた前記所望パターン以外の範囲で露出している前記第１の金属膜を除去する工程と、前記所望パターンに形成された前記第２の金属膜表面にめっきされた前記第５の金属膜を除去する工程とを含む回路基板の製造方法であって、無電解めっきによっても選択めっきの成長は可能であるが成長速度が遅く制御性の悪い無電解めっきより、第１の金属膜を電流の通路としてめっき成長速度が速い電気めっきの方が有効で電気めっきとすることによって電流密度の制御によって成長速度を変化でき、めっき膜質すなわち膜密度によるエッチング速度などの制御が可能である。第１の金属膜は５μｍ以下で可能な限り薄くしておくことによって、後工程におけるパターン形成のためのエッチング時間を短くしサイドエッチングを小さくすることで微細パターン形成を可能とできる。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、第１の金属膜の薄膜化した面に所望パターンに第２の金属膜および第３、第４の金属膜を順次めっきする工程と、前記所望以外の第１の金属膜を除去する工程とによって請求項１に記載の構成の回路基板を製造する方法を提供するものである。
【００２０】
本発明の請求項１３に記載の発明は、第１の金属膜の薄膜化がエッチングにより行われ、その後のめっき工程で形成される金属膜の厚さを通電の可能な凹凸層を除いて５μｍ以下の厚さとし、前記めっき工程で前記金属膜が電気めっきで形成される請求項１０〜１２に記載の回路基板の製造方法であって、無電解めっきによっても選択めっきの成長は可能であるが成長速度が遅く制御性の悪い無電解めっきより、第１の金属膜を電流の通路としてめっき成長速度が速い電気めっきの方が有効で電気めっきとすることによって電流密度の制御によって成長速度を変化でき、めっき膜質すなわち膜密度によるエッチング速度などの制御が可能である。第１の金属膜は５μｍ以下で可能な限り薄くしておくことによって、後工程におけるパターン形成のためのエッチング時間を短くしサイドエッチングを小さくすることで微細パターン形成を可能とできる。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜の凹凸層を接着し粗化の凹凸層を埋設する工程と、第１の金属膜を薄膜化する工程と、薄膜化した第１の金属膜をフォトエッチングして所望のパターン形成する工程と、第１の金属膜の所望パターンを形成した後第１の金属膜パターンに無電解めっきにより第２の金属膜を被着する工程とを含む回路基板の製造方法であって、第１の金属膜の凹凸層をそのまま残し金属膜を薄くしてパターン形成を行うことで貫通穴に充填された導電性材料や絶縁性基材との剥離強度や電気的接続抵抗を損なうことなくサイドエッチを小さくして微細パターンの形成を可能とし、この微細パターンに無電解のめっきを採用することで電流供給ができない独立したパターンにおいてもめっき成長を可能とし、パターンの実質的厚さを厚くすることでパターンの機械的強度を大きくするとともに電気抵抗を小さくすることで高周波におけるインピーダンスも小さくし、電気回路に有利な特性とできる。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、導電性材料の充填された貫通穴が設けられた絶縁性基材の少なくとも一方の面に第１の金属膜を接着が真空熱プレスである請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の回路基板の製造方法であって、接着を真空熱プレスにすることで貫通穴に充填された導電性樹脂の金属の酸化防止や気泡を脱泡することができ、さらに絶縁性基材を熱により溶融状態にすることで導電性材料を圧縮しつつも第１の金属膜の５μｍ以上という大きな凹凸層を気泡をかみこませることなく確実に埋め込むことができる。
【００２３】
本発明の請求項１６に記載の発明は、第１の金属膜および第２の金属膜が銅であり、露出している前記第１の金属膜をエッチングにより除去し、第３、第４の金属膜を銅との選択エッチング性を有する金属で形成する請求項１２，１３に記載の回路基板の製造方法、本発明の請求項１７に記載の発明は、第１の金属膜および第２の金属膜が銅であり、露出している前記第１の金属膜をエッチングにより除去し、第５の金属膜を銅との選択エッチング性を有する金属で形成する請求項１１，１３に記載の回路基板の製造方法であって、第１および第２の金属膜が銅であることによって従来の回路基板と同様に電気抵抗を小さくでき特に第２の金属膜が銅であることで第１の金属膜の銅に対して電気めっきおよび無電解めっきにおいても容易に被着形成できる。そして第３、第４、第５の金属膜が銅との選択エッチング性を有することでめっき形成の後に第１の金属膜の露出する部分をエッチング除去する際に第２の金属膜を保護し、確実なパターン形成を可能にする。
【００２４】
本発明の請求項１８に記載の発明は、第３の金属膜がＮｉであり、第４の金属膜がＡｕである請求項１２，１３に記載の回路基板の製造方法であって、第３の金属膜がＮｉであることで第２の金属膜である銅に対して電気めっきや無電解めっきを容易にでき第２の金属膜の銅との拡散や合金化反応を阻止するため第４の金属膜の選択性を拡大できる。そして第４の金属膜をＡｕとすることで、第１の金属膜の不要部分をエッチング除去する際のマスクとして使用でき回路基板として部品搭載の際にはんだに対しての濡れ性の向上やワイヤボンディング可能とする。すなわち第３および第４の金属膜をそれぞれＮｉおよびＡｕとすることで製造工程においても重要な効果を発揮するとともに、除去する工程を必要とせず、回路基板も必要な特性を有するものである。
【００２５】
本発明の請求項１９に記載の発明は、第３の金属膜がＮｉであり、第４の金属膜がＡｕである請求項１２，１３に記載の回路基板の製造方法であって、錫は第２の金属膜の銅に容易にめっきができ除去の工程においても硝酸系の溶液によって容易に除去できる。しかしながら、錫のみであれば５０℃以上加熱や浸漬溶液によっては拡散や合金化が始まりＮｉや銅をめっきの際に添加した合金めっきで形成することで錫の拡散や合金化を防止しつつも錫のみと同じマスク効果やめっき性も保つことができる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について回路基板の具体例を参照しながら図面を用いて説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１に示す如く絶縁性基材１０１としてガラスやアラミドやケプラーなどの糸状繊維を縦横に織ったいわゆる織布１０３に、エポキシ樹脂に大きさ１〜１００μｍのアルミナの粒子を５〜５０重量％以上混在させてエポキシ樹脂を含浸・塗布している。これによって貫通穴に充填した導電性樹脂の金属分がプレスの際に流れるのを防止するもので、いわゆるガラスエポキシ基板とは異なる。この絶縁性基材１０１にドリルを用いた機械的手法によって貫通穴（貫通ビアホール）１０２を形成する。この貫通穴１０２の形成には炭酸ガスやＹＡＧなどレーザーを用いた光学的手法によっても可能である。ここで、絶縁性基材１０１にアラミドやケプラーなどの数μｍから数ｍｍの繊維片を紙状にしたいわゆる樹脂繊維の不織布にエポキシなどの樹脂を含浸させたものであっても良くこの場合にはレーザーによる貫通穴１０２が形成しやすく、樹脂繊維が紙状であるためプレスにより圧縮率が大きく、さらに樹脂繊維片が表面近くにまで存在するので樹脂繊維片が貫通穴１０２に充填された導電性樹脂の金属粒子の流れを防止するものである。
【００２８】
次に図２に示す如く、この貫通穴１０２に導電性材料１０４としてエポキシなどの樹脂に銅や銀あるいは銅に銀をコートした金属粉等が混練された導電性ペーストを充填する。
【００２９】
次に図３に示す如く、導電性材料１０４が充填された貫通穴１０２を含むように絶縁性基材１０１の両面に第１の金属膜である厚さ例えば１８μｍ程度の銅箔１０５を真空熱プレスなどで加圧接着する。この銅箔１０５の絶縁性基材１０１側には粗化層として大きな凹凸層１０６が形成されており、接着面積を大きくすると共にこの大きな凹凸層１０６が絶縁性基材１０１のエポキシ樹脂に食い込むことによるアンカー効果によって接着強度を非常に大きいものにする。
【００３０】
しかしながら導電性材料１０４の流れを防止するために本発明で用いた不織布のように樹脂繊維片が表面まで存在するものやエポキシ樹脂にアルミナなどの粒子を混在させたものは、樹脂繊維片やアルミナ粒子によって銅箔１０５の凹凸層１０６が食い込みにくくエポキシ樹脂との接触面積を減少させ剥離強度の低下の原因となる。このため通常のガラスエポキシ基板のように凹凸層の小さな銅箔を採用できず、充分な接着強度を得るためには凹凸層１０６の大きさは大きい程良く少なくとも５μｍ以上は必要である。この５μｍ以上の凹凸層１０６を持つ銅箔１０５は１０μｍ以上の厚さがなければ製造上安定したものが得られないため薄い銅箔で大きな凹凸層１０６のものを得ることはきわめて困難である。
【００３１】
そして、この銅箔１０５の凹凸層１０６は貫通穴１０２に充填された導電性材料１０４の金属などとの接触面積が増大することによって電気的な接続抵抗を小さくし、絶縁性基材１０１と同様に食い込むことによって機械的接続を改善するもので電気的且つ機械的な接続の信頼性を向上するものである。従って、この銅箔１０５の凹凸層１０６は重要で大きい程効果が大きいもので、例えば剥離強度を１．４ｋ／Ｎｍ以上確保するためには５μｍ以上必要である。
【００３２】
また、貫通穴１０２における温度サイクル試験等の信頼性試験においても電気的接続の信頼性も剥離強度と密接な関係にあり、剥離強度が大きい程高い信頼性が得られる。しかしながら、微細なパターン形成するためにはサイドエッチングによるパターンの細りを小さくするために銅箔１０５の厚さを薄くする必要が生じ、同時に銅箔１０５の粗化度すなわち凹凸層１０６も小さくなり接着強度や接続信頼性の低下の大きな要因となるため充分な凹凸層１０６の大きさを得るためには銅箔厚さとしては１２μｍ程度以上は必要である。
【００３３】
次に図４に示す如く、銅箔１０５の厚さが後の電気めっきを行う工程で通電可能な限り極力薄く、後のめっきの工程での通電に寄与しない凹凸層１０６を除いて厚さ５μｍ程度以下残存するように銅箔１０５の表面をエッチングして薄膜化する。この残存する銅箔１０５の厚さは後の工程の電気めっきに際して通電可能な厚さであればよく、後の工程でめっきによる金属をマスクとして露出した。この薄膜化した銅箔１０５をエッチングする際に薄い程エッチング時間が短くてよくサイドエッチングによる細りを最小限にできるものである。また、銅箔１０５の削除には機械的な研磨や機械的と化学的との併合による研磨もしくは硫酸と過酸化水素水と水との混合液やアンモニアと過酸化水素水と水との混合液などによる化学的エッチングによって行うことができる。ここでエッチングの後には防錆処理は行わない方が後のめっきの障害にならない。
【００３４】
次に図５に示す如く、所望パターンを形成すべく樹脂パターン１０７を形成する。この樹脂パターン１０７はスクリーン印刷などの印刷により直接パターン形成したり、感光性樹脂を露光現像することで形成でき、後の工程での電気めっきにより形成する金属層の厚さと同程度かもしくはそれより厚い方が望ましい。この樹脂パターン１０７は感光性樹脂であれば微細な寸法のパターンでも比較的容易に形成することが可能であり、断面が矩形に近く形成できるものである。
【００３５】
しかる後、図６に示す如く残存した銅箔１０５からの通電で樹脂パターン１０７をマスクとした電気めっきによる銅１０８および錫１０９を形成する。ここで銅１０８は電気抵抗が小さくしかも銅箔１０５に容易に電気めっきで形成される。錫１０９は銅１０８に連続的にめっきでき後の工程でめっきされず露出する部分の銅箔１０５をエッチングする際のマスクとなり且つ電気めっきで形成した銅１０８とエッチングにおいて選択性があれば、他にニッケルやクロムなどでもかまわない。ここで、電気めっきにおいて樹脂パターン１０７によってめっきは樹脂パターン１０７の開口形状と同様な形状および寸法で形成されるため断面がほぼ矩形に形成されるため、高周波特性などの電気的特性が良好なものが得られる。
【００３６】
次に図７に示す如く、樹脂パターン１０７を除去する。このとき、樹脂パターン１０７でマスクされていた部分の銅箔１０５および樹脂パターン１０７と接していた電気めっきによって形成された銅１０８と錫１０９のパターン側壁が露出する。
【００３７】
次に図８に示す如く樹脂パターン１０７の除去によって露出した銅箔１０５を凹凸層１０６も含めてエッチングする。このとき、電気めっきによる銅１０８のパターンは錫１０９によってマスクされているため表面はエッチングされることなく、表面が平坦な電気めっきによる銅１０８と錫１０９のパターンが形成できる。尚、このとき電気めっきによる銅１０８は側面が若干エッチングされるため錫１０９によるオーバーハングが形成されるが、エッチング液をアンモニア系や硫酸系としたり、エッチングの方法を浸漬法でなくスプレー方式とすることで側壁のエッチングを小さくできる。
【００３８】
さらに、スパッタエッチングやプラズマエッチングなどによっても側壁のエッチングを小さくできる。従って樹脂パターン１０７の反転のパターンが高精度に得られる。ここで、錫１０９は容易に銅１０８に電気めっきできるため有効であるが銅との接触電位差がＮｉやＺｎに比べて比較的小さく電解エッチングの影響が少なく好ましいが感光性銃除去のアルカリ溶液に５０℃以上の温度で溶解し再付着したり拡散反応したりして条件管理が若干困難性も有る。これを押さえるためには錫１０９に１％以上２０％以下程度の銅やＮｉの合金を用いることが有効である。しかる後、錫１０９を例えば硝酸系のエッチング液すなわち銅を浸蝕せずに選択的に除去するエッチング液によって選択的に除去して図９に示す回路基板を得る。
【００３９】
（実施の形態２）
実施の形態１において図１〜図９で説明した工程と同様に絶縁性基材２０１としてガラスやアラミドやケプラーなどの糸状繊維を縦横に織ったいわゆる織布２０３に、エポキシ樹脂に大きさ１〜１００μｍのアルミナの粒子を５〜５０重量％以上混在させてエポキシ樹脂を含浸・塗布している。これによって貫通穴に充填した導電性材料２０４の金属分がプレスの際に流れるのを防止するもので、いわゆるガラスエポキシ基板とは異なる。この絶縁性基材２０１にドリルを用いた機械的手法によって、貫通穴（貫通ビアホール）２０２を形成する。この貫通穴２０２の形成には炭酸ガスやＹＡＧなどレーザーを用いた光学的手法によっても可能である。
【００４０】
ここで、絶縁性基材２０１にアラミドやケプラーなどの数μｍから数ｍｍの繊維片を紙状にしたいわゆる樹脂繊維の不織布にエポキシなどの樹脂を含浸させたものであっても良く、この場合にはレーザーによる貫通穴２０２が形成しやすく、樹脂繊維が紙状であるためプレスにより圧縮率が大きく、さらに樹脂繊維片が表面近くにまで存在するので樹脂繊維片が貫通穴２０２に充填された導電性材料２０４の金属粒子の流れを防止するものである。
【００４１】
この絶縁性基材２０１にドリルを用いた機械的手法やレーザーなどの光学的手法によって貫通穴（貫通ビアホール）２０２を形成し、この貫通穴２０２にエポキシなどの樹脂に銅や銀あるいは銅に銀をコートした金属粉等が混練された導電性材料２０４を充填し、導電性材料２０４が充填された貫通穴２０２を含むように絶縁性基材２０１の両面に粗化層としての凹凸層２０６を有する厚さ例えば１８μｍ程度の銅箔２０５を真空熱プレスなどで加圧接着することによって、すでに説明した如くこの銅箔２０５の重要な５μｍ以上の凹凸層２０６を絶縁性基材２０１のエポキシ樹脂や貫通穴２０２に充填された導電性材料２０４に食い込ませた後、銅箔２０５の厚さが後の電気めっきを行う工程で通電可能な限り極力薄く５μｍ程度以下残存するように銅箔２０５の表面を削除し、所望パターンを形成すべく樹脂パターン２０７を形成する。
【００４２】
しかる後、図１０に示す如く樹脂パターン２０７をマスクとして露出した銅箔２０５の表面に電気めっきによる銅２０８およびニッケル（Ｎｉ）２１０および金（Ａｕ）２１１を順次形成する。ここで、Ｎｉ２１０およびＡｕ２１１は後の工程でめっきされず露出する部分の銅箔２０５をエッチングする際のマスクとなるばかりでなく、実施の形態１の場合と異なりこのＮｉ２１０およびＡｕ２１１は除去せずに、回路基板として部品搭載においてＡｕ２１１ははんだ形成ではんだ濡れ性の改善や酸化防止とＮｉ２１０ははんだの銅への拡散防止となり得るばかりでなく半導体実装におけるワイヤボンディングにおいてもＡｕ２１１はワイヤとの金属間結合を実現しＮｉ２１０は機械的な強度や金属反応の防止にも重要なものとなり得る。
【００４３】
従ってＮｉ２１０は厚さ２μｍ以上、Ａｕ２１１は０．０２μｍ以上必要である。尚、Ｎｉ２１０およびＡｕ２１１は電気めっきでなくても無電解めっきによって形成しても構わない。そしてこの後図１１に示す如く、樹脂パターン２０７を除去して後に露出する銅箔２０５をエッチング除去することによって回路基板の形成を行う。ここで、銅箔２０５のエッチングの際にＮｉ２１０およびＡｕ２１１はエッチングされないもので樹脂パターン２０７の開口寸法と同じとなり高精度な表面パターン寸法の配線や電極形成を可能とするものである。
【００４４】
（実施の形態３）
図１２に示す如く、実施の形態１および２で説明して形成された中で例えば実施の形態１で製造した両面にパターン形成した本発明の回路基板３ａと３ｂすなわち３ａと３ｂそれぞれに対応する絶縁性基材３０１ａと３０１ｃを貫通して貫通穴３０２ａ，３０２ｃが設けられ、貫通穴３０２ａと３０２ｃには導電性材料３０４ａと３０４ｃが充填され、厚さが５μｍ以下の金属膜３０５ａと３０５ｃに少なくとも一方の面に５μｍ以上の凹凸層３０６ａと３０６ｃを設けた第１の金属膜３０５ａ，３０５ｃの凹凸層３０６ａ，３０６ｃが前記絶縁性基材３０１ａ，３０１ｃの一方の面に貫通穴３０２ａ，３０２ｃを含んで埋設され、第１の金属膜の凹凸層３０６ａ，３０６ｃと反対面に第２の金属膜３０８ａと３０８ｃが形成されたそれぞれの回路基板３ａと３ｃとの間に中間基材として３ａや３ｂのプレスする前の絶縁性基材３０１ａや３０１ｂと同様な、充分硬化していないいわゆるＢステージの絶縁性基材３ｂとしてガラスやアラミドやケプラーなどの糸状繊維を縦横に織ったいわゆる織布３０３ｂに、エポキシ樹脂に大きさ１〜１００μｍのアルミナの粒子を５〜５０重量％以上混在させてエポキシ樹脂を含浸・塗布している。
【００４５】
これによって貫通穴３０２ｂに充填した導電性材料３０４ｂの金属分がプレスの際に流れるのを防止するもので、いわゆるガラスエポキシ基板とは異なる。この絶縁性基材３０１ｂにドリルを用いた機械的手法によって、絶縁性基材３０１ｂを貫通する貫通穴（貫通ビアホール）３０２ｂを形成する。この貫通穴３０２ｂの形成には炭酸ガスやＹＡＧなどレーザーを用いた光学的手法によっても可能である。
【００４６】
ここで、絶縁性基材３０１ｂにアラミドやケプラーなどの数μｍから数ｍｍの繊維片を紙状にしたいわゆる樹脂繊維の不織布にエポキシなどの樹脂を含浸させたものであっても良くこの場合にはレーザーによる貫通穴が形成しやすく、樹脂繊維が紙状であるためプレスにより圧縮率が大きく、さらに樹脂繊維片が表面近くにまで存在するので樹脂繊維片が貫通穴に充填された導電性材料の金属粒子の流れを防止するものである。
【００４７】
この貫通穴３０２ｂに導電性材料３０４ｂを充填した回路基板３ｂと３ａおよび３ｃを位置決めピンや画像認識による位置合わせなどでそれぞれの回路基板３ｂ，３ａ，３ｃの相対位置を合わせて設置して銅箔をプレスしたと同様に真空中で過熱しながら加圧する真空熱プレスをする。真空熱プレスによってＢステージの回路基板３ｂの樹脂が熱によって溶融し上下の回路基板３ａと３ｃとを真空状態であるため気泡やガスなどを脱泡しながら接着する。
【００４８】
このとき回路基板３ｂの貫通穴３０２ｂに充填された導電性材料３０４ｂは、回路基板３ａ及び３ｃのめっきによる配線パターン３０８ａ及び３０８ｃの厚さ分絶縁性基材３０１ａ及び３０１ｃより飛び出しているためより大きな圧力によってプレスされるため大きな圧縮力で圧着され、低抵抗でより高い信頼性の電気接続が得られる。さらにこのとき絶縁性基材３０１ａと３０１ｃの貫通穴３０２ａと３０２ｃとに充填されている導電性材料３０４ａと３０４ｃとにも圧力が加わりさらに接続抵抗を小さくし且つ金属箔の凹凸３０６ａと３０６ｃとの食い込みを強くして剥離強度を強め信頼性も向上する。これによって図１３に示すように４層の配線層を有し各配線層は貫通穴に充填された導電性材料によって電気的に接続された多層配線基板が得られる。
【００４９】
このようにして形成される多層配線基板においては、基板内に形成される絶縁性基材３０１ａと３０１ｃとの配線層３０８ａと３０８ｃとの表面は特に大きな凹凸層が無く中間の回路基板３ｂの貫通穴３０２ｂに充填された導電性ペースト３０４ｂと圧着されているが温度サイクル試験などの信頼試験によっては引き剥がしの応力はこの部分にはほとんどかからず横方向の応力が働く。この横方向の応力に対しては、配線層３０８ａと３０８ｃとの表面は特に大きな凹凸層が無いため横にすべることによって応力を逃がしながら接続を保つことでかえって大きな凹凸層によって導電性材料３０４ｂに食い込ませて固定したことによる破壊するような状態より高い信頼性が得られるものである。
【００５０】
以上説明した本発明の各実施の形態においてはプレスする前の絶縁性基材は充分硬化していないいわゆるＢステージの樹脂基材であり、絶縁性基材にガラスエポキシ基板を用いたが、アラミド等の樹脂繊維の織布や不織布に樹脂を含浸させても構わない。尚、不織布に樹脂を含浸させた基材では剥離強度を向上させるために粗化凹凸層の大きい銅箔が必要であるという独特の課題もあり、これには粗化の凹凸層を小さくすること無く微細パターン形成が可能な本発明は特に有効である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、剥離強度を低下させること無く貫通穴に充填された導電性材料との電気的な接続を良好なままに保ち微細なパターン形成を可能とし、さらに第１の金属膜の表面をエッチングして薄膜化し第２の金属膜で微細パターンを形成した後第１の金属膜の不要部分をエッチング除去することで銅箔のパターンエッチングに比べエッチングにおけるサイドエッチングを小さくして微細配線を容易に形成するばかりでなく、配線の実質的厚さを大きくし電気抵抗を小さくすると共に機械強度をも大きくするものである。さらに複数の種類の金属をめっきして選択的にエッチングすることによってパターン形状を崩すこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を説明するための断面図
【図２】同他の工程を説明するための断面図
【図３】同他の工程を説明するための断面図
【図４】同他の工程を説明するための断面図
【図５】同他の工程を説明するための断面図
【図６】同他の工程を説明するための断面図
【図７】同他の工程を説明するための断面図
【図８】同他の工程を説明するための断面図
【図９】同完成工程の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２における一工程の断面図
【図１１】同他の工程の断面図
【図１２】本発明の実施の形態３における一工程を示す断面図
【図１３】同他の工程の断面図
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ  絶縁性基材
１０２，２０２，３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ  貫通ビアホール
１０３，２０３，３０３ｂ  ガラス織布、もしくはアラミド不織布
１０４，２０４，３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ  導電性材料
１０５，２０５，３０５ａ，３０５ｃ  第１の金属膜としての銅箔
１０６，２０６，３０６ａ，３０６ｃ  銅箔に設けられた凹凸層
１０７，２０７  樹脂パターン
１０８，２０８，３０８ａ，３０８ｃ  電気めっきによる銅
１０９  電気めっきによる錫
２１０  電気めっきによるニッケル
２１１  電気めっきによる金
【図１】
0004062907.tif 000002
【図２】
0004062907.tif 000003
【図３】
0004062907.tif 000004
【図４】
0004062907.tif 000005
【図５】
0004062907.tif 000006
【図６】
0004062907.tif 000007
【図７】
0004062907.tif 000008
【図８】
0004062907.tif 000009
【図９】
0004062907.tif 000010
【図１０】
0004062907.tif 000011
【図１１】
0004062907.tif 000012
【図１２】
0004062907.tif 000013
【図１３】
0004062907.tif 000014