JPH10200264A - 多層プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内層側バイアホールの直上にさらに外層の導
体回路と接続するための外層側バイアホールを重畳して
形成しても電気的な接続信頼性に優れる多層プリント配
線板を提供すること。 【解決手段】 基板上に、内層導体回路と外層導体回路
が層間絶縁材層を介して積層されてなり、内・外層の導
体回路が層間絶縁材層に設けられたバイアホールにより
電気的に接続されてなる多層プリント配線板において、
少なくとも１の内層側バイアホールは、導電性粒子と樹
脂マトリックスを主成分とする導電性ペーストをバイア
ホール用開口内に充填し硬化したものからなり、かつそ
の表面には導電性粒子または樹脂マトリックスを溶解除
去してなる粗化面を有し、その直上に重畳して形成した
外層側バイアホールまたは外層導体回路と電気的に接続
されていることを特徴とする多層プリント配線板であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板およびその製造方法に関し、とくに重畳して設けた多
段のバイアホールを信頼性良く導通接続できるビルドア
ップ多層プリント配線板とその製造方法について提案す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビルドアップ多層プリント配線板は、導
体回路と層間絶縁材層とを交互にビルドアップし、バイ
アホールなどによって内・外層の導体回路を接続，導通
してなる配線板であり、主としてアディティブ法により
製造されている。

【０００３】このアディティブ法は、例えば、ガラスエ
ポキシ等の絶縁基板表面に無電解めっき用接着剤を塗布
して接着剤層を形成し、次いで、この接着剤層にバイア
ホール形成用の開口部を設けかつその表面を粗化面と
し、その後、その粗化面にめっきレジストを形成してか
ら無電解めっきによってバイアホールを含む導体回路を
形成する方法である。

【０００４】このような方法によれば、前記バイアホー
ルは、無電解めっきにより接着剤層に設けた開口部に形
成され、その形状は凹状となる。そのため、この凹状の
バイアホール直上にさらに外層側の導体回路と接続する
ためのバイアホールを外層側の接着剤層に形成すると、
内・外層のバイアホールどうしの接続面は、図３に示す
ように、外層側の接着剤層に設けた開口部の側壁下端部
のみとなる。しかも、前記開口部の側壁下端部は、内層
側バイアホールのランドに位置合わせする必要がある。
それ故、このような構成にある重畳した内・外層のバイ
アホールどうしは、良好な接続信頼性が得られないとい
うのが実情であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内層
側バイアホールの直上にさらに外層の導体回路と接続す
るための外層側バイアホールを重畳して形成しても電気
的な接続信頼性に優れる多層プリント配線板の新規な構
造を提供することにある。本発明の他の目的は、上記構
造を有する多層プリント配線板を有利に製造する方法を
提案することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的の実
現に向け鋭意研究を行った結果、以下の内容を要旨構成
とする発明に想到した。すなわち、本発明は、 (1) 基板上に、内層導体回路と外層導体回路が層間絶縁
材層を介して積層されてなり、内・外層の導体回路が層
間絶縁材層に設けられたバイアホールにより電気的に接
続されてなる多層プリント配線板において、少なくとも
１の内層側バイアホールは、導電性粒子と樹脂マトリッ
クスを主成分とする導電性ペーストをバイアホール用開
口内に充填し硬化したものからなり、かつその表面には
導電性粒子または樹脂マトリックスを溶解除去してなる
粗化面を有し、その直上に重畳して形成した外層側バイ
アホールまたは外層導体回路と電気的に接続されている
ことを特徴とする多層プリント配線板である。

【０００７】(2) 基板上に、内層導体回路と外層導体回
路を層間絶縁材層を介して積層し、内・外層の導体回路
を層間絶縁材層に設けられたバイアホールによって電気
的に接続してなる多層プリント配線板の製造方法におい
て、少なくとも１の内層側バイアホールを、内層導体回
路を有する基板表面に形成した層間絶縁材層に対しレー
ザ光を照射して、その内層導体に達する開口を設け、こ
の開口内に導電性粒子と樹脂マトリックスを主成分とす
る導電性ペーストを充填し硬化して形成し、その直上に
重畳して形成する外層側バイアホールまたは外層導体回
路と電気的に接続し、前記外層側バイアホールまたは前
記外層導体回路を、前記内層側バイアホールと前記層間
絶縁材層の表面を酸あるいは酸化剤によって粗化面とし
た後に形成することを特徴とする多層プリント配線板の
製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の多層プリント配線板は、
少なくとも１の内層側バイアホールを、導電性粒子と樹
脂マトリックスを主成分とする導電性ペーストをバイア
ホール用開口内に充填し硬化したもので構成した点に特
徴がある。このような多層プリント配線板を製造する本
発明方法は、内層側バイアホールを、内層導体回路を有
する基板表面に形成した層間絶縁材層に対しレーザ光を
照射して、その内層導体に達する開口を設け、この開口
内に導電性粒子と樹脂マトリックスを主成分とする導電
性ペーストを充填し硬化して形成する点に特徴がある。

【０００９】これにより、前記内層側バイアホールは、
直上に形成される外層側のバイアホールや導体回路に対
し、バイアホール用開口の大きさに相当する面を介して
電気的に面接続される。その結果、内層側バイアホール
の直上に導体回路やさらに外層の導体回路と接続するた
めの外層側バイアホールを重畳して形成しても電気的な
接続信頼性に優れる。

【００１０】本発明方法は、前記内層側バイアホールの
直上に重畳して形成する外層導体回路または外層側バイ
アホールを、その形成面である前記内層側バイアホール
と前記層間絶縁材層の表面を酸あるいは酸化剤によって
粗化面した後に形成する点に他の特徴がある。

【００１１】これにより、前記内層側バイアホールと前
記層間絶縁材層は、その表面が粗面化され、このアンカ
ー効果により、直上に重畳して形成する導体回路または
外層側バイアホールと密着性良く接続される。

【００１２】このような本発明において、前記導電性ペ
ーストは、導電性粒子と樹脂マトリックスを主成分とす
るペーストであり、導電性粒子および樹脂マトリックス
のうちのいずれか少なくとも一方が酸や酸化剤で溶解除
去できるもので構成される。ここで、酸や酸化剤で溶解
除去できる導電性粒子としては、銀や銅、Ni、Auを用い
ることができ、酸や酸化剤で溶解除去できる樹脂マトリ
ックスとしては、エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテ
ル（ＰＰＥ）、ポリスルフォン（ＰＳ）、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）を用い
ることができる。

【００１３】次に、本発明にかかる多層プリント配線板
の製造方法を図１に示す一製造工程に従って説明する。 (1) まず、コア基板１の表面に内層銅パターン２を形成
した配線基板を作製する（図１(a) 参照）。このコア基
板１への銅パターン２の形成は、銅張積層板をエッチン
グして行うか、あるいは、ガラスエポキシ基板やポリイ
ミド基板、セラミック基板、金属基板などの基板に無電
解めっき用接着剤層を形成し、この接着剤層表面を粗化
して粗化面とし、ここに無電解めっきを施して行う方法
がある。なお、コア基板１には、スルーホールが形成さ
れ、このスルーホールを介して表面と裏面の配線層を電
気的に接続することができる。

【００１４】(2)次に、前記 (1)で作製した配線基板の
上に、例えばロールコータなどの塗布装置を用いて層間
絶縁材を塗布し、次いで乾燥してから例えば 150℃×３
時間の条件で熱硬化することにより、層間絶縁剤層３を
形成する（図１(b) 参照）。なお、感光性樹脂の場合
は、露光硬化したのち熱硬化することにより、層間絶縁
剤層３を形成する。

【００１５】ここで、上記層間絶縁材としては、無電解
めっき用接着剤を用いることが望ましい。この無電解め
っき用接着剤は、硬化処理された酸あるいは酸化剤に可
溶性の耐熱性樹脂粒子が、酸あるいは酸化剤に難溶性の
未硬化の耐熱性樹脂中に分散されてなるものが最適であ
る。これは、酸あるいは酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒
子を溶解除去することにより、接着剤層表面に蛸壺状の
アンカーを形成でき、導体回路との密着性を改善できる
からである。

【００１６】上記無電解めっき用接着剤において、特に
硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、平均粒
径が10μｍ以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒径が２μｍ
以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒子、平均粒
径が10μｍ以下の耐熱性粉末樹脂粉末と平均粒径が２μ
ｍ以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が２〜
10μｍの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が２μｍ以下
の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくとも
１種を付着させてなる疑似粒子、から選ばれるいずれか
少なくとも１種を用いることが望ましい。これらは、よ
り複雑なアンカーを形成できるからである。

【００１７】(3)前記(2) で形成した層間絶縁剤層３の
上に、必要に応じて保護フィルム４を熱圧着により貼合
する（図１(c) 参照）。ここで、保護フィルム４として
は、ポリイミド（ＰＩ）やポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などのフィルムを
用いることができる。

【００１８】(4)次に、 (1)〜(3) の工程を経た基板に
対し、レーザ光を照射するレーザ加工を行うことによ
り、接着剤層３と保護フィルム４を貫通するバイアホー
ル形成用開口５を穿孔する（図１(d) 参照）。ここで、
レーザ加工に用いるレーザ光としては、ＣＯ₂ ガスレー
ザあるいはエキシマレーザを用いることができる。

【００１９】なお、上記 (2)および(3) で接着剤層３を
熱硬化して保護フィルム４を貼合する前に、感光性樹脂
からなる接着剤層３を露光現像することによりバイアホ
ール形成用開口５を穿孔する方法がある。しかし、この
方法は、前記バイアホール形成用開口５に合わせた保護
フィルム４の孔開けが難しい点で効率的な方法ではなく
不利である。

【００２０】(5)バイアホール形成用開口５の底部の導
体回路面に残った樹脂残渣を除去するために、例えば、
過マンガン酸カリウム液、クロム酸と硫酸の混液などに
浸漬するデスミア処理を行う（図１(e) 参照）。また、
Ｏ₂ プラズマ等のプラズマ処理を行ってもよい。

【００２１】(6)次に、導電性粒子と樹脂マトリックス
を主成分とする導電性ペースト６を上記バイアホール形
成用開口５内に充填し硬化する（図１(f) 参照）。ここ
で、導電性ペースト６を開口５内に充填する方法として
は、印刷法やディスペンス、インクジェットがある。上
記導電性粒子としては、20〜30μｍの板状の銀や銅、
金、Niを用いることが望ましく、上記樹脂マトリックス
としては、エポキシ樹脂やポリフェニレンエーテル（Ｐ
ＰＥ）、ポリスルフォン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）を用いること
が望ましい。また、上記導電性ペーストとしては、印刷
時の粘度で１〜200 Pa・ｓ、充填硬化後の比抵抗で 1.0
×10^-3Ω・cm以下となるものを用いることが望ましい。

【００２２】(7)次に、保護フィルム４を剥がすことに
より、開口５内部以外に印刷された導電性ペースト６を
除去し、さらに必要に応じて研磨し、表面を接着剤層３
の表面と同一平面上になるように平滑化した導電性ペー
スト６からなる内層側バイアホール７を形成する（図１
(g) 参照）。この工程では、上記 (3)の工程で保護フィ
ルム４を貼合しない場合は、開口５内部以外に印刷され
た導電性ペースト６を研磨によって除去し、表面を接着
剤層３の表面と同一平面上になるように平滑化した導電
性ペースト６からなるバイアホール７を形成する。

【００２３】(8)次に、前記接着剤層３の表面に存在す
るエポキシ樹脂粒子を酸あるいは酸化剤によって溶解除
去することにより、接着剤層３表面を粗化処理すると同
時に、前記バイアホール７の表面に存在する導電性粒子
もしくは樹脂マトリックスを酸あるいは酸化剤によって
溶解除去することにより、バイアホール７表面を粗化処
理する（図１(h) 参照）。ここで、上記酸としては、リ
ン酸、塩酸、硫酸、あるいは蟻酸や酢酸などの有機酸が
あるが、特に有機酸を用いることが望ましい。一方、上
記酸化剤としては、クロム酸、過マンガン酸塩（過マン
ガン酸カリウムなど）を用いることが望ましい。

【００２４】(9)次に、接着剤層３表面およびバイアホ
ール７表面を粗化した配線基板に触媒核を付与する。触
媒核の付与には、貴金属イオンや貴金属コロイドなどを
用いることが望ましく、一般的には、塩化パラジウムや
パラジウムコロイドを使用する。なお、触媒核を固定す
るために加熱処理を行うことが望ましい。このような触
媒核としてはパラジウムがよい。

【００２５】(10) 次に、触媒核を付与した配線基板に
めっきレジスト８を形成する。めっきレジスト組成物と
しては、特にクレゾールノボラックやフェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂のアクリレートとイミダゾール硬化
剤からなる組成物を用いることが望ましいが、他に市販
品を使用することもできる。

【００２６】(11) 次に、めっきレジスト非形成部に無
電解めっきを施し、パッドを含む外層導体回路９を形成
してプリント配線板を製造する（図１(i) 参照）。ここ
で、上記無電解めっきとしては、銅めっきを用いること
が望ましい。

【００２７】(12) さらに、上記 (2)〜(11)の工程を繰
り返すことにより、所望の多層プリント配線板を製造す
る（図１(j) 参照）。

【００２８】なお、上記実施態様では、全てのバイアホ
ールを導電性粒子と樹脂マトリックスを主成分とする導
電性ペーストで構成した多層プリント配線板を製造する
方法を説明した。本発明方法では他に、内層側バイアホ
ールのみを導電性ペーストで構成した多層プリント配線
板、内層側バイアホールのうちの直上に外層側バイアホ
ールを重畳するもののみを導電性ペーストで構成した多
層プリント配線板などを製造することができる。つま
り、本発明方法では、少なくとも１の内層側バイアホー
ルを、内層導体回路を有する基板表面に形成した層間絶
縁材層に対しレーザ光を照射して、その内層導体に達す
る穴を設け、この穴に導電性粒子と樹脂マトリックスを
主成分とする導電性ペーストを充填し硬化して形成し、
その直上に外層導体回路または外層側バイアホールを重
畳して形成する。

【００２９】このようにして製造される本発明の多層プ
リント配線板は、導電性ペーストからなる内層側バイア
ホール部分の構造として、例えば、以下に示すような態
様がある。 ．前記内層側バイアホールの上側に形成する外層導体
回路とは電気的に接続されず、外層側バイアホールと直
接に導通接続された構造を有する多層プリント配線板が
ある。このうち、外層側バイアホールが導電性ペースト
からなる構造のもの（図２(a) 参照）と外層側バイアホ
ールが従来既知の無電解めっき層からなる構造のもの
（図２(b) 参照）がある。 ．前記内層側バイアホールの直上に形成する外層導体
回路のうちの一部を導体パッドとし、この導体パッドを
介して外層側バイアホールと電気的に接続された構造を
有する多層プリント配線板がある。このうち、外層側バ
イアホールが導電性ペーストからなる構造のもの（図２
(c) 参照）と外層側バイアホールが従来既知の無電解め
っき層からなる構造のもの（図２(d) 参照）がある。

【００３０】なお、本発明の多層プリント配線板は、プ
リント配線板に一般的に行われている各種の加工処理、
例えば、表面へのソルダーレジスト層の形成、表面配線
パターン上へのニッケル／金めっきやはんだ処理、穴開
け加工、キャビティー加工、スルーホールめっき処理等
を施すことができる。また、本発明の多層プリント配線
板は、ＩＣパッケージやベアチップ、チップ部品等の電
子部品を実装するために用いられる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
層側バイアホールの直上にさらに外層の導体回路と接続
するための外層側バイアホールを重畳して形成しても電
気的な接続信頼性に優れる多層プリント配線板を提供す
ることができる。これにより、内層側バイアホールの上
に外層側バイアホールを自由に形成することができるの
で、より高密度な配線が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント配線板の一製造工程を示
す図である。

【図２】本発明の多層プリント配線板における、導電性
ペーストからなる内層側バイアホール部分の実施形態を
示す部分断面図である。

【図３】従来の多層プリント配線板における、重畳して
設けた多段のバイアホールの接続状態を示す部分断面図
である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 内層銅パターン ３ 層間絶縁材層（接着剤層） ４ 保護フィルム ５ バイアホール用開口 ６ 導電ペースト ７ 内層側バイアホール ８ めっきレジスト ９ 外層導体回路（外層銅パターン） 10 外層側バイアホール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、内層導体回路と外層導体回路
   が層間絶縁材層を介して積層されてなり、内・外層の導
   体回路が層間絶縁材層に設けられたバイアホールにより
   電気的に接続されてなる多層プリント配線板において、 少なくとも１の内層側バイアホールは、導電性粒子と樹
   脂マトリックスを主成分とする導電性ペーストをバイア
   ホール用開口内に充填し硬化したものからなり、かつそ
   の表面には導電性粒子または樹脂マトリックスを溶解除
   去してなる粗化面を有し、その直上に重畳して形成した
   外層側バイアホールまたは外層導体回路と電気的に接続
   されていることを特徴とする多層プリント配線板。
2. 【請求項２】 基板上に、内層導体回路と外層導体回路
   を層間絶縁材層を介して積層し、内・外層の導体回路を
   層間絶縁材層に設けられたバイアホールによって電気的
   に接続してなる多層プリント配線板の製造方法におい
   て、 少なくとも１の内層側バイアホールを、内層導体回路を
   有する基板表面に形成した層間絶縁材層に対しレーザ光
   を照射して、その内層導体に達する開口を設け、この開
   口内に導電性粒子と樹脂マトリックスを主成分とする導
   電性ペーストを充填し硬化して形成し、その直上に重畳
   して形成する外層側バイアホールまたは外層導体回路と
   電気的に接続し、 前記外層側バイアホールまたは前記外層導体回路を、前
   記内層側バイアホールと前記層間絶縁材層の表面を酸あ
   るいは酸化剤によって粗化面とした後に形成することを
   特徴とする多層プリント配線板の製造方法。