(57)【要約】【課題】本発明の目的は、穴開け加工などを容易におこなうことができ、高密度化などに対処できる多層配線板およびその製造方法を提供することにある。【解決手段】多層配線板１０は、複数の絶縁層１２と複数の薄膜導体１４とが交互に積層された多層積層体１６と、多層積層体１６に設けられた有底穴１８と、有底穴１８の内面に形成された導体メッキ２０とを含む。多層配線板１０の製造は、複数の絶縁層１２と薄膜導体１４とを交互に積層し、多層積層体１６を形成し、多層積層体１６の表面から所定の絶縁層１２に達するまで、ドリルによって有底穴１８を開け、有底穴１８の内面に導体メッキ２０をおこなう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層と薄膜導体とが交互に積層された多層積層体と、
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層に達するまで開けられ、内径を一定にした有底穴と、
前記有底穴の内面に形成された導体メッキと、
を含む多層配線板。
【請求項２】
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層までに積層された薄膜導体において、所定の薄膜導体が有底穴の断面よりも大きな面積の空間部を備え、前記有底穴が空間部の内方を通過し、前記導体メッキが有底穴の内面に露出した薄膜導体同士を接続する請求項１の多層配線板。
【請求項３】
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層までに積層された薄膜導体において、所定の薄膜導体が有底穴の直径よりも大きな内径のリング状の空間部を備え、前記有底穴がリング状部分の内方を通過し、前記導体メッキが有底穴の内面に露出した薄膜導体同士を接続する請求項１または２の多層配線板。
【請求項４】
前記有底穴は、前記所定の絶縁層の表面を底とする請求項１乃至３のいずれかの多層配線板。
【請求項５】
前記導体メッキの厚みは、薄膜導体の厚みと同じである請求項１乃至４のいずれかの多層配線板。
【請求項６】
絶縁層と薄膜導体とを複数回交互に積層し、多層積層体を形成するステップと、
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層に達するまで、ドリルによって有底穴を開けるステップと、
前記有底穴の内面に導体メッキをおこなうステップと、
を含む多層配線板の製造方法。
【請求項７】
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層までに積層された薄膜導体において、所定の薄膜導体がドリルの断面よりも大きな面積の空間部を備え、前記有底穴を開けるステップは、ドリルが該所定の薄膜導体とは非接触で空間部を通過する請求項６の製造方法。
【請求項８】
前記多層積層体の表面から所定の絶縁層までに積層された薄膜導体において、所定の薄膜導体がドリルの直径よりも大きな内径のリング状の空間部を備え、前記有底穴を開けるステップは、ドリルが該所定の薄膜導体のリング状の部分の内方を通過する請求項６または７の製造方法。
【請求項９】
前記導体メッキをおこなうステップが、前記有底穴の内面に露出した薄膜導体同士を導体メッキによって接続する請求項７または８の製造方法。
【請求項１０】
前記導体メッキをおこなうステップが、前記薄膜導体の厚みと同じ厚みの導体メッキをおこなう請求項６乃至９のいずれかの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層と薄膜導体が交互に積層された多層配線板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記の特許文献１を始めとして種々の多層配線板が開示されている。図８に示すように、周知の多層配線板３０の製造は、（１）絶縁層１２Ａの両面に薄膜導体１４が積層された基板３２を準備し、その上に絶縁層１２Ｂを形成する（図８（ａ））。（２）各薄膜導体間を電気接続するために、レーザーでビアホール３４を形成し（図８（ｂ））、メッキ３６を施す（図８（ｃ））。メッキ３６は、所望の回路パターンにエッチングされる。
【０００３】
レーザーで穴開け加工をおこなうと、ビアホール３４の底に絶縁層１２の残渣３８が発生する場合がある（図９（ａ））。特許文献２のように残渣を除去する必要が生じ、製造時の手間となる。図９（ｂ）のように、残渣３８の除去時に絶縁層１２の一部も除去され、形状が変形したビアホール３４ｂにメッキをおこなわなくてはならない場合が発生する。そのような場合にメッキの形成不良が生じ、層間接続ができないおそれがある。
【０００４】
１回のレーザー照射で穴開けができない場合、複数回レーザーを照射する。その場合に、穴の中で発生したガスによってレーザー照射が不完全になり、図９（ｃ）のような不完全なビアホール３４ｃとなる場合がある。また、レーザー照射装置に起因して、所望のレーザーが照射されずに穴開け完了と判定される場合がある。このような種々の要因によって不完全なレーザー照射となり、所望の穴が形成できない場合、層間接続ができない。
【０００５】
レーザーのエネルギーは絶縁層１２Ｂに吸収されるため、ビアホール３４の側壁はテーパー状になる。ビアホール３４は底に行くほど内径が小さくなるため、ビアホール３４の底にメッキ液が流れにくい。このことによってもメッキ不良が生じ、層間接続ができない場合が生じる。底面が狭いと、上記の残渣３８を取り除くのも難しくなる。底面を広くするとビアホール３４の開口はそれ以上に広くなり、回路パターンの微細化が難しくなる。
【０００６】
レーザーの出力は絶縁層１２Ｂにビアホール３４を開けるだけの出力に調節するため、薄膜導体１４を貫通することはできない。図１０のいわゆるスタックドビア３６ｂを形成する場合、絶縁層１２を積層するたびにレーザー照射をおこない、メッキをおこなう必要がある。積層数が増加すればするほど、大変な手間となる。積層時の材料の温度変化などを考慮すると、位置合わせが難しくなり、製造歩留まりを悪化させるおそれがある。
【０００７】
上記のように、レーザーによって薄膜導体１４に穴開けできないため、メッキをおこなったときに、ビアホール３４の底は薄膜導体１４とメッキ３６との２層構造になる（図８（ｃ））。回路の高密度化と高速動作化により、２層構造になった箇所によってインピーダンス整合の誤差が生じる場合がある。回路設計時には予想できないノイズが発生し、回路設計と試作を繰り返すこととなる。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６１１１７号公報
【特許文献２】特開２００３−０４６２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、穴開け加工などを容易におこなうことができ、回路の高密度化などに対処できる多層配線板およびそ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】
【００１０】
多層配線板の製造方法は、複数の絶縁層と薄膜導体とを交互に積層し、多層積層体を形成するステップと、前記多層積層体の表面から所定の絶縁層に達するまで、ドリルによって有底穴を開けるステップと、前記有底穴の内面に導体メッキをおこなうステップとを含む。
【００１１】
ドリルによって穴開け加工をおこなうため、絶縁層を積層するたびに穴開け加工をおこなうことはなく、全ての絶縁層と薄膜導体を積層した段階で穴開け加工をおこなう。また、穴開け加工をおこなった際、薄膜導体が有底穴の底になるのではなく絶縁層が底になる。有底穴に導体メッキを施すと、有底穴の底は導体メッキだけである。
【００１２】
したがって、上記の製造方法によって製造された多層配線板は、複数の絶縁層と薄膜導体とが交互に積層された多層積層体と、前記多層積層体の表面から所定の絶縁層に達するまで開けられ、内径を一定にした有底穴と、前記有底穴の内面に形成された導体メッキとを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、機械式のドリルによって穴開け加工をおこなうため、複数層にわたって穴開け加工が必要な場合でも１回の穴開け加工で良い。製造工程が簡略化され、歩留まりの悪化を防ぐことができる。有底穴の底が導体メッキだけであり、従来のような２層構造ではないため、インピーダンス整合を取りやすく、回路設計が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明について図面を用いて説明する。説明において、多層配線板はビルドアップ配線板を始めとして、種々の多層基板を含むものとする。
【００１５】
図１に示す多層配線板１０は、複数の絶縁層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと複数の薄膜導体１４とが交互に積層された多層積層体１６と、多層積層体１６に設けられた有底穴１８と、有底穴１８の内面に形成された導体メッキ２０とを含む。
【００１６】
コアとなる絶縁層１２Ａはガラス繊維布または紙基材に絶縁性樹脂を含浸させたものである。他の絶縁層１２Ｂ，１２Ｃは、ガラス繊維布などに絶縁性樹脂を含浸させたものであっても良いし、絶縁性樹脂だけで形成されていても良い。絶縁性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。絶縁層１２の一例としては、厚みが約３０〜２００μｍである。
【００１７】
薄膜導体１４は、回路パターンが形成された銅箔である。薄膜導体１４は、絶縁層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの表面に接着されている。絶縁層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと薄膜導体１４とは交互に積層されており、積層数は回路設計に合わせて適宜変更される。説明の便宜上、図面において薄膜導体１４が絶縁層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの全面に積層されているように示されるが、実際は回路パターンになっている。薄膜導体１４の一例としては、厚みが約３μｍ以上である。
【００１８】
有底穴１８は、多層積層体１６の表面から所定の絶縁層１２Ａまたは１２Ｂに達するまで開けられている。有底穴１８の底は、薄膜導体１４を貫いて所定の絶縁層１２Ａまたは１２Ｂの表面に達したところにある。有底穴１８の側面部分の内径は一定である。これは、後述するようにドリルを使用して開けた穴であるからである。有底穴１８の一例としては、直径約５０μｍ以上である。
【００１９】
なお、説明の便宜上、図１では有底穴１８の底は平面になっているが、実際は、ドリル１９の先端は切刃１９ａによって尖っているため、有底穴１８の底面はドリル１９の先端の切刃１９ａの形状に合った円錐形状になっている（図２（ａ））。後述するように、ドリル１９がかなり微細であり、かつ、先端角も広いので、Ｌ２は０か０に近い。
【００２０】
有底穴１８の数は回路設計によって決定されるため、１つの場合もあれば複数の場合もある。各有底穴１８の深さも、回路設計によって決定される。例えば、上面から２層目の絶縁層１２Ｂまで達する有底穴１８と３層目の絶縁層１２Ａまで達する有底穴１８が混在する場合がある。
【００２１】
有底穴１８の内面には導体メッキ２０が施されている。導体メッキ２０の厚みは、薄膜導体１４と同じかほぼ同じ厚みであるが、説明の便宜上、以下、同じ厚みとする。これは、メッキ処理時の条件などによって微妙にメッキ厚が変化するためである。有底穴１８の底が導体メッキ２０のみで、薄膜導体１４と導体メッキ２０の２層構造ではない。これにより、インピーダンス整合が取りやすく、予測できないノイズの発生を防ぐことができる。
【００２２】
次に、多層配線板１０の製造方法について説明する。多層配線板１０の製造方法は以下の通りである。（１）複数の絶縁層１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと薄膜導体１４とを交互に積層し、多層積層体１６を形成する（図３（ａ））。（２）多層積層体１６の表面から所定の絶縁層１２Ａに達するまで、ドリルによって有底穴１８を開ける（図３（ｂ））。（３）有底穴１８の内面に導体メッキ２０をおこなう（図３（ｃ））。
【００２３】
上記（１）は、複数の絶縁層１２と複数の薄膜導体１４とを準備し、それらを交互に重ね合わせて接着剤で接着させる。接着させるときは、重ね合わされた絶縁層１２と薄膜導体１４を加熱しながら加圧する。従来とは異なり、複数の絶縁層１２と薄膜導体１４を一度に重ね合わせて接着している。従来よりも工程数が少なくなり、温度変化などによる位置合わせの誤差が生じにくくなる。
【００２４】
また、絶縁層１２と薄膜導体１４とを接着させた基板を複数準備し、その基板を重ね合わせて接着させても良い。コアとなる基板は、絶縁層１２Ａの両面に薄膜導体１４を有する両面板であっても良い。基板を準備する場合、薄膜導体１４は銅箔以外に、銅メッキであっても良い。
【００２５】
上記（２）は、例えば、直径１００μｍ、長さ３００μｍ、先端角１２０°のドリルを回転軸に取り付け、ドリルのぶれが発生しないようにして穴開け加工をおこなう。求められる有底穴１８の形状に応じて適宜ドリルを取り替えるが、本願は例示したような非常に微細なドリルを使用する。従来はレーザーによって穴開け加工をおこなっていたが、本発明は機械的なドリルで穴開け加工をおこなう。したがって、上記（１）で複数の絶縁層１２と薄膜導体１４を一度に重ね合わせても、途中の薄膜導体１４を貫通させることができる。
【００２６】
所定の絶縁層１２Ａの表面に達したときに穴開け加工を終了するために以下の方法を採用する。（Ａ）所定の薄膜導体１４ｂまたはドリルにパルスなどの電気信号を印加する。（Ｂ）所定の薄膜導体１４ｂまたはドリルに電気信号の検知機器を取り付ける。（Ｃ）所定の薄膜導体１４ｂとドリルとの通電を検知する。（Ｄ）通電を検知してからドリルが所定の距離を送られた時点で穴開けを終了する。
【００２７】
図３（ｂ）では符号１４ｂを上記（Ａ）の所定の薄膜導体としている。この所定の薄膜導体１４ｂは、有底穴１８の底となる絶縁層１２Ａの表面にある薄膜導体１４ｂである。上記（Ｂ）では、所定の薄膜導体１４ｂまたはドリルに電気信号を検知するための電流計などを取り付けるが、電流計などが取り付けられるのは、上記（Ａ）において電気信号が印加されなかった方である。
【００２８】
穴開け加工が進行するとドリルが所定の薄膜導体１４ｂに到達する。そのとき、所定の薄膜導体１４ｂとドリルとが接触し、通電する。電流計などで上記（Ｃ）の通電を検知した後、薄膜導体１４ｂを貫通させれば穴開け加工が完了することとなる。したがって、上記（Ｄ）のように、通電を検知した後、ドリルが薄膜導体１４ｂの厚みだけ進んだ時点で穴開け加工を終了し、多層配線板１０からドリルを離す。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、ドリル１９の切刃１９ａは尖っている。そのため、上記（Ｄ）は、実際は薄膜導体１４の膜厚Ｌ１にドリル１９の切刃１９ａの長さＬ２を足し合わせた距離をドリル１９が進むこととなる（図２（ａ））。説明の便宜上、ドリル１９が薄膜導体１４の膜厚と同じだけ進んだ時点で穴開け加工を終了することとする。これは、実際にはドリル１９がかなり微細であり、上記Ｌ２が０または０にかなり近くなるからである。
【００３０】
上記（Ａ）〜（Ｄ）のステップであれば、微細な穴開け加工であっても所定の薄膜導体１４ｂを貫通した時点で穴開け加工が終了できる。最初からドリル１９の進む距離を設定するよりも穴開け加工の精度を高めることができる。なお、穴開け加工の精度が高ければ、予めドリル１９を進める距離を決定しておき、ドリル１９がその距離を進んだ時点で穴開け加工が終了することも可能である。
【００３１】
上記（３）の導体メッキは、無電解メッキをおこなった後、電解メッキをおこない、所望の導体メッキ２０を形成する。必要に応じてメッキレジストを形成し、不必要な箇所にメッキが施されないようにする。メッキが終了した後、メッキレジストを剥離する。
【００３２】
上記（３）において、薄膜導体１４ｂの厚みと同じ厚みの導体メッキをおこなう。導体メッキ２０を薄膜導体１４ｂと同じ厚みになるようにおこなえば、有底穴１８の内面は薄膜導体１４ｂと同じ厚みとなる。本願は、上記のように穴開け加工時に薄膜導体１４ｂを貫通しているため、有底穴１８の底は２層構造にはならない。薄膜導体１４ｂとほぼ同一平面に有底穴１８の底の導体メッキ２０が施される。インピーダンス整合に誤差が生じにくく、従来に比べて回路設計が簡単になる。
【００３３】
以上のように本発明は従来とは異なり、レーザーではなく機械式ドリルで穴開け加工をおこなっている。そのため、１つの有底穴１８を形成して導体メッキをおこなうために、１回の穴開けとメッキをおこなうだけであり、従来と比較して製造が容易である。穴開け加工の際、有底穴１８の底部の薄膜導体１４ｂも除去することができるため、導体メッキ２０を施しても薄膜導体１４ｂと重なることはない。インピーダンス整合が取りやすく、浮遊容量などの問題が生じにくい。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、図４（ａ）のように、設計によって薄膜導体１４の製造時に空間部（クリアランス）２２を設ける。本明細書において、空間部２２はドリルの断面よりも大きな円形の非導体部分である。図４（ｂ）のように、穴開け加工の際、ドリル１９が空間部２２の内方を通過するようにする。空間部２２を有する薄膜導体１４は有底穴１８の内面に露出することはない。図４（ｃ）のように、有底穴１８の内面に導体メッキ２０が施されたとき、有底穴１８の内面に露出した薄膜導体１４同士が導体メッキ２０で接続される。従来であれば、スタックドビアによって複数層を電気接続していたが、本願は１回の穴開け加工と導体メッキによって所望の薄膜導体同士を接続することができ、非常に製造が簡単である。オープンスタブの調節も容易である。
【００３５】
上述した空間部２２は、リング状の空間部２３に置き換えることも可能である。この場合、リング状の空間部２３の内方にある円形状の薄膜導体１４をドリルが貫通する。ドリルの貫通後、薄膜導体１４の一部がリング状になって残ることとなる。導体メッキ２０と残った薄膜導体１４とが接続されるが、リング状の空間部２３があることによって、導体メッキ２０は薄膜導体１４の本質的部分である回路パターンとは分離されている。円形状の空間部２２ではなく、リング状の空間部２３とする理由としては、有底穴１８の開口部分にピンを接触させて計測を行う場合などに、導体メッキ２０だけでは脆く、薄膜導体１４の一部があることによって導体メッキ２０の強度を高めるためである。したがって、多層積層体１６の表面にリング状の空間部２３を設けることが多いが、内層部分にリング状の空間部２３を設けても良い。
【００３６】
また、有底穴１８の一部分のみに導体メッキ２０を施しても良い。例えば、図５（ａ）のように、多層積層体１６の表層から所定数の薄膜導体１４ｃが空間部２２を有している。薄膜導体１４ｃと導体メッキ２０は接続されず、その箇所に導体メッキを施すと、その箇所はオープンスタブとなる。すなわち、空間部によってオープンスタブを形成できる。図５（ｂ）であれば、導体メッキに接続される薄膜導体１４ｄより開口側に導体メッキを施すと、その箇所がオープンスタブ２１となる。インピーダンス整合をおこなうために、設計時にオープンスタブ２１の長さを設計する。この場合、図５（ｂ）のように穴開け加工をおこなった後、オープンスタブ２１の長さに合わせて、ドリルで除去する。なお、図５（ｃ）では、オープンスタブの長さは０または０にかなり近い。本願は、有底穴１８の底が導体メッキ２０だけであるため、設計時のオープンスタブの長さでインピーダンス整合をおこなうことができ、不要なノイズの発生を防止できる。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、有底穴１８の底の部分にのみ導体メッキ２０を施した場合、図６（ｂ）のように、有底穴１８の開口に座繰り２４をおこなうことも可能である。
【００３８】
有底穴１８の必要な箇所にのみ導体メッキ２０をおこなったが、図７（ａ）のように有底穴１８の内面の全てに導体メッキ２０を施した後、図７（ｂ）のようにバックドリルによって有底穴１８の開口から不必要な導体メッキ２０を除去することも可能である。回路設計時のオープンスタブの長さに合わせて導体メッキ２０の長さを調節する。図５の場合は、導体メッキ２０を施すときにオープンスタブの長さを調節し、図７の場合は、導体メッキ２０を施した後にオープンスタブの長さを調節している。
【００３９】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の多層配線板の断面図である。
【図２】（ａ）は有底穴の底部分の拡大図であり、（ｂ）はドリルの拡大図である。
【図３】多層配線板の創造方法を示す図であり、（ａ）は絶縁層と薄膜導体とを交互に積層した図であり、（ｂ）は有底穴を開けた図であり、（ｃ）は有底穴の内面にメッキを施した図である。
【図４】薄膜導体に空間部を設けた図であり、（ａ）は空間部を有する薄膜導体と絶縁層とを積層した図であり、（ｂ）空間部の内方を穴開け加工した図であり、（ｃ）は有底穴にメッキを施した図である。
【図５】薄膜導体に空間部を設けた図であり、（ａ）は空間部を有する薄膜導体と絶縁層とを積層した図であり、（ｂ）空間部の内方を穴開け加工した図であり、（ｃ）は有底穴の必要な箇所にメッキを施した図である。
【図６】座繰りを施した図であり、（ａ）は座繰りをおこなう前の図であり、（ｂ）は座繰りをおこなった後の図である。
【図７】バックドリルをおこなう図であり、（ａ）はバックドリルをおこなう前の図であり、（ｂ）はバックドリルをおこなった後の図である。
【図８】従来の多層配線板の製造方法を示す図であり、（ａ）は両面板の一面に絶縁層を積層した図であり、（ｂ）はレーザーで穴開けをおこなった図であり、（ｃ）はメッキをおこなった図である。
【図９】従来の多層配線板の製造途中に発生する不良を示した図であり、（ａ）は残渣が残ったビアホールを示す図であり、（ｂ）は残渣を除去したときにビアホールが変形した図であり、（ｃ）はレーザー照射が不完全な図である。
【図１０】スタックドビアの断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，３０：多層配線板
１２：絶縁層
１４：薄膜導体
１６：多層積層体
１８：有底穴
１９：ドリル
２０，３６：導体メッキ
２２，２３：空間部（クリアランス）
２４：座繰り
３４：ビアホール
３８：残渣
【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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