JP2003174262A

JP2003174262A - 多層配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2003174262A
Application number: JP2001374420A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakamura; 正則中村; Tadashi Tamura; 匡史田村
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】貫通孔の接続抵抗を上昇させず、かつ孔の接
続信頼性を良好なまま維持しつつ、微細な外層回路を形
成することのできる多層配線板の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも１層の表面導電層を含む２層
以上の導電層と絶縁層を交互に積み重ねた多層基板に孔
を形成し、該孔の内壁に極薄の導電性皮膜を形成し、次
いで該孔に、硬化物が導電性を有するインクで孔埋めを
行い、次いで該インクを硬化させ、該孔外の余分の該イ
ンクの硬化物を研磨除去し、次いで該表面導電層を回路
形成する多層配線板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貫通孔に永久孔埋
めする多層配線板、及び各種の半導体チップ部品を搭載
するためのパッケージ基板等に用いられる多層配線板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の多層配線板の製造方法では、多層
基板に貫通孔を形成し、貫通孔に厚さ約０．３μｍの化
学銅めっきを行った後、電気銅めっきにより厚さ１２〜
３５μｍの銅めっきを行い、更に硬化物が絶縁性の孔埋
め材で、スクリーン印刷等により、孔埋めした後、余分
な孔埋め材をベルトサンダー又はセラミックバフ等によ
り研磨除去し、外層銅層をはんだ剥離工法又はテンティ
ング工法等により銅をエッチングし、外層回路を形成す
ることで、多層配線板が作製されている。この場合、外
層銅（箔厚さ５〜１８μｍ）は、貫通孔への銅めっきに
より、総銅厚さが１７〜５３μｍにも厚くなり、微細な
外層回路形成が困難となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多層配線板に於いて、
外層回路形成を容易にするため、貫通孔への銅めっきを
薄くする方法があるが、この場合、貫通孔の接続抵抗が
高く、電気的特性に障害が発生する。更に冷熱サイクル
等による接続の信頼性が悪化する等により、好ましくな
い。かかる状況に鑑み、本発明は、貫通孔の接続抵抗を
上昇させないで、かつ孔の接続信頼性を良好なまま維持
する方法で、微細な外層回路を形成する方法を提供する
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
層の表面導電層を含む２層以上の導電層と絶縁層を交互
に積み重ねた多層基板に孔を形成し、該孔の内壁に極薄
の導電性皮膜を形成し、次いで該孔に、硬化物が導電性
を有するインクで孔埋めを行い、次いで該インクを硬化
させ、該孔外の余分の該インクの硬化物を研磨除去し、
次いで該表面導電層を回路形成することを特徴とする多
層配線板の製造方法に関する。また、本発明は、該孔が
貫通孔である上記の多層配線板の製造方法に関する。ま
た、本発明は、該孔が非貫通孔である上記の多層配線板
の製造方法に関する。また、本発明は、前記極薄の導電
性皮膜が０．３〜３．０μｍ厚さの銅めっきである上記
の多層配線板の製造方法に関する。また、本発明は、該
導電層が、該多層基板の少なくとも片面上の表面導電層
と、該多層基板中の少なくとも１層の内層回路層を含む
上記の多層配線板の製造方法に関する。

【０００５】本発明の多層配線板の製造方法によれば、
孔埋め材に硬化物が導電性を有するインクを用いている
ので、孔の接続抵抗の上昇を防ぐことができ、孔接続に
おいては良好な接続信頼性が維持される。更に、孔埋め
材に硬化物が導電性を有するインクを用いているので、
孔内壁の導電性皮膜を極薄とすることができ、外層銅の
総厚が銅箔厚さと同程度の薄い銅厚となり、微細回路形
成が容易となる。

【０００６】一般に硬化物が導電性であるインクは、導
電性を持たせるために銀粉、又は銅粉に銀めっきしたも
のが混入されている。従って、孔内に導電性皮膜を形成
する導電化処理をせずに、硬化物が導電性であるインク
を直接孔埋め硬化した場合、孔間隔の狭い貫通孔間で銀
のマイグレーションが発生し、ショート不良を発生する
ことがある。本発明では、孔内壁に導電性皮膜を形成す
る導電化処理を行なっているため、そのマイグレーショ
ンを防止することが出来る。また、銅粉のみ混入した孔
埋め材の場合は、貫通孔に覗いた内層回路の銅の表面積
が少ないため、内層回路との接続不良が発生することが
ある。そのため内層回路銅の接続性を改善するため、貫
通孔内壁を導電化処理することで、接続不良を無くすこ
とが出来る。

【０００７】

【発明の実施の形態】

【０００８】本発明に用いられる多層基板は、少なくと
も１層の表面導電層を含む２層以上の導電層と絶縁層を
交互に積み重ねた構造を有するものであれば特に制限は
ない。例えば、絶縁層の両面に金属からなる導電層を有
する両面金属張積層板であってもよく、また、導電層
が、該多層基板の少なくとも片面上の表面導電層と、該
多層基板中の少なくとも１層の内層回路層を含むもので
あってもよい。導電層としては、通常、銅、銀、ニッケ
ル、金、チタン等からなる金属層や、カーボンからなる
導電層などが挙げられる。絶縁層としては、多層配線板
に通常用いられる絶縁層であれば特に制限はなく、例え
ば、補強基材と樹脂とで構成される層、セラミック層、
エポキシ樹脂層、ポリイミド樹脂層、フェノール樹脂
層、シリコン樹脂層、ポリエステル樹脂層、テフロン
（登録商標）樹脂層、ポリブタジエン樹脂層、ビスマレ
イミドトリアジン樹脂層等が挙げられる。補強基材とし
ては、紙基材、ガラスクロス、ガラスマット、ガラスペ
ーパー、クォーツファイバー等のガラス基材、ポリエス
テル繊維、アラミド繊維等の合成樹脂繊維基材などが挙
げられ、樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹
脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリブタジエン樹脂等
が挙げられる。

【０００９】硬化物が導電性を有するインクとしては、
例えば、金属微粒子をバインダーポリマーとしての熱硬
化性樹脂中に分散させたもの等を用いることができる。
金属微粒子としては、銀の微粒子や、銅、カーボン、ニ
ッケル、金、チタン、パラジウム等の微粒子や、これら
の微粒子に銀めっきした微粒子等が挙げられる。微粒子
の形状としては、異種多角形状や球形状等が挙げられ、
平均粒径は、３〜３０μｍであることが好ましく、５〜
２０μｍであることがより好ましい。バインダーポリマ
ーとしての熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリエス
テル樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリブタジエン
樹脂、ビスマレイミド樹脂等が挙げられる。

【００１０】インク中の金属微粒子の量は、熱硬化性樹
脂と金属微粒子との合計体積中、８０〜９８体積％であ
ることが好ましく、９２〜９８体積％であることがより
好ましい。

【００１１】多層基板に形成される孔は、貫通孔もしく
は非貫通孔のいずれであってもよく、通常、少なくとも
１層の表面導電層と他の少なくとも１層の導電層とを接
続させるために形成される。孔の形状は、円や方形の断
面を有する形状等、特に制限はなく、孔径にも特に制限
はなく、通常、φ０．０６ｍｍ〜φ０．６ｍｍであるこ
とが好ましい。孔の形成方法に特に制限はなく、ドリリ
ングマシンを用いる方法、レーザー照射による孔形成、
ウェットエッチングによる孔形成、プラズマによる孔形
成等、孔径等に応じて適宜選択することができる。

【００１２】孔の内壁に形成される極薄の導電性皮膜と
しては、導電性を有する皮膜であれば特に制限はなく、
例えば、銅、銀、ニッケル、金、チタン、パラジウム等
の金属皮膜、カーボンの皮膜などが挙げられる。導電性
皮膜の厚みは、０．３〜３．０μｍとすることが好まし
く、０．３〜２．５μｍとすることがより好ましく、
０．３〜２．０μｍとすることが更に好ましい。導電性
皮膜の厚みが０．３μｍ未満では、孔の接続抵抗が高く
なることがあり、３μｍを超えると、化学めっき、電気
メッキなどによって導電性皮膜を形成した場合に表面導
電層の厚みが大きくなり、微細外層回路形成が困難とな
ることがある。

【００１３】導電性皮膜の形成方法は、例えば、金属皮
膜の場合には、例えば、化学めっきを用いることがで
き、カーボン等の皮膜の場合には、物理吸着によるカー
ボン吸着等を採用することができる。

【００１４】硬化物が導電性を有するインクによる孔埋
めは、例えば、スクリーン印刷、圧入方式、ディスペン
サー方式等により行なうことができる。孔埋め後のイン
クの硬化は、インクの成分に応じて、加熱、赤外線等に
より行なう。例えば、インクが熱硬化性樹脂からなるバ
インダーポリマーを含有する場合、７０〜１８０℃で３
０〜１２０分間加熱することにより硬化させる。

【００１５】インクの硬化後、孔外の余分のインクの硬
化物を研磨除去する。研磨除去の方法としては、例えば
ベルトサンダー、コルクサンダー、セラミックバフ、繊
維バフ、オビタルサンダー等を用いる研磨が好適であ
る。

【００１６】余分のインク硬化物を除去した後に、表面
導電層を回路形成する。回路の形成方法としては特に制
限はなく、例えば、サブトラクティブ法、セミアディテ
ィブ法、アディティブ法等を用いることができる。

【００１７】以下、本発明に係わる多層配線板の製造方
法の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１（ａ）は、ガラス布基材エポキシ樹脂
銅張り積層板（日立化成工業株式会社、商品名ＭＣＬ−
Ｅ−６７９）から形成された内層回路板１の両面に、厚
さ０．０６ｍｍ接着用のプリプレグ３（日立化成工業株
式会社、商品名ＧＥＡ−６７９Ｎ）１〜２枚を挟んで厚
さ１２μｍの銅箔２を重ね、ラミネーション治具を用
い、積層接着された４層多層基板に、ＮＣドリルマシン
（日立精工株式会社製、商品名ＭＡＲＫ−１００）でφ
０．２〜０．３ｍｍの貫通孔４を開けた多層基板を示
す。

【００１９】図１（ｂ）に示すように、貫通孔４の内壁
に化学銅めっき液（日立化成工業株式会社、商品名ＣＵ
ＳＴ１００）により約０．３μｍ厚さの銅めっき膜５を
形成する。この時、最外層の２枚の銅箔２上にも同様な
厚さの銅めっき膜５が付着形成される。銅めっき膜５の
厚みが０．３μｍ未満では、貫通孔の接続抵抗が高くな
る傾向がある。３μｍ超では、外層銅総厚が１５μｍを
超えてしまい、微細外層回路形成が困難となることがあ
る。したがって０．３μｍ以上３μｍ以下の範囲が好ま
しい。より好ましくは０．３μｍ以上２．５μｍ以下の
範囲が好ましく、更に好ましくは０．３μｍ以上２．０
μｍ以下の範囲が好ましい。

【００２０】次いで、図１（ｃ）に示すように、導電性
インク６（アサヒ化学研究所商品名ＬＳ１０１Ｓ、バ
インダーポリマー：エポキシ樹脂、金属微粒子：Ａｇ、
平均粒径：６μｍ、バインダーポリマーと金属微粒子と
の合計体積中の金属微粒子の割合：９６体積％）をスク
リーン印刷機（ニューロング装置型名ＬＳ２４型）に
より孔埋めし、硬化装置により孔埋めした多層基板を１
５０℃６０分間加熱し、孔埋めされたインクを硬化させ
る。その後、図１（ｄ）に示すように、＃６００の研磨
布を装着したベルトサンダー研磨機（菊川鉄工商品名
Ｔ２６ＭＷ型）により、孔内のインク６（硬化物）を残
して、銅箔２上の銅めっき膜５上の余剰のインクを研磨
除去する。

【００２１】次に、図１（ｅ）に示すように、はんだ剥
離工法により銅めっき層５がめっきされた両面の銅箔２
をエッチングし、外層回路７を形成する。この時、エッ
チングする銅厚さが、殆ど銅箔厚さと同程度の薄い銅と
なっているため、微細回路形成が比較的容易である。更
に必要に応じて永久ソルダーレジストを所定のパターン
に形成する。

【００２２】多層化基板の貫通孔の場合について、実施
例を説明したが、ビルドアップ多層化基板の場合の非貫
通孔についても、前記と同様な手法が可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層配線
板の製造方法によれば、貫通孔等の孔内の銅めっき等の
導電性皮膜を０．３〜３．０μｍと薄く出来ることによ
り、外層回路の導電層の厚みを薄く出来るため、微細な
回路形成が可能である。更に、孔内に硬化後導電性を有
すインクを孔埋めしたことにより、孔の導電抵抗が低
く、かつ冷熱温度変化に対しても良好な接続の信頼性を
維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜図１（ｅ）は、本発明にかかる多
層配線板の製造方法の製造工程を模式的に表す部分断面
図である。

【符号の説明】

１内層回路板２銅箔３プリプレグ４貫通孔５銅めっき膜６導電性インク７外層回路

フロントページの続きＦターム(参考） 5E317 AA24 BB01 BB12 CC22 CC25 CC31 CC52 CD01 CD23 CD27 GG11 5E346 AA06 AA15 AA22 AA42 AA43 BB01 BB15 CC02 CC09 CC31 CC32 DD02 FF07 FF18 GG01 GG17 HH01 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１層の表面導電層を含む２層
以上の導電層と絶縁層を交互に積み重ねた多層基板に孔
を形成し、該孔の内壁に極薄の導電性皮膜を形成し、次
いで該孔に、硬化物が導電性を有するインクで孔埋めを
行い、次いで該インクを硬化させ、該孔外の余分の該イ
ンクの硬化物を研磨除去し、次いで該表面導電層を回路
形成することを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項２】該孔が貫通孔である請求項１記載の多層
配線板の製造方法。
【請求項３】該孔が非貫通孔である請求項１記載の多
層配線板の製造方法。
【請求項４】前記極薄の導電性皮膜が０．３〜３．０
μｍ厚さの銅めっきである請求項１〜３いずれかに記載
の多層配線板の製造方法。
【請求項５】該導電層が、該多層基板の少なくとも片
面上の表面導電層と、該多層基板中の少なくとも１層の
内層回路層を含む請求項１〜４いずれかに記載の多層配
線板の製造方法。