JPH11289138A - 両面基板およびその充填スルーホールの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導通性に優れるとともに小径化も可能なスル
ーホール構造をその形成方法とともに提供し，両面基板
における表裏間の導通性を向上させること。 【解決手段】 コア基板１の両面に接着剤の層２，２を
積層し，さらにその片面に銅箔３を積層し，そしてレー
ザ加工によりコア基板１および接着剤の層２，２に貫通
孔を開ける。そこで銅箔３に片面電気めっきを施すと貫
通孔が小径であっても銅めっき層６で充填される。これ
により，その全部が金属で埋め尽くされるとともに上層
に形成される配線パターンとの接続性にも優れた充填ス
ルーホール構造が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，表裏両面に配線パ
ターンが形成される両面基板に関する。さらに詳細に
は，表裏面間の導通をとるための導通部を有する両面基
板およびその導通部である充填スルーホールの形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，コア基板上に導電層と絶縁層
とを適宜パターニングしつつ積層していくビルドアップ
基板が多用されている。このビルドアップ基板では，コ
ア基板の表裏の導電層間の導通をとるためのスルーホー
ルが適宜の場所に設けられる。上層のパターンがこのス
ルーホール上にも形成される場合には，スルーホール内
壁を導電体でコーティングするだけでなく，内部全部を
充填する必要がある。

【０００３】このような充填スルーホールは，従来，図
８に示すようにして形成されていた。すなわち，まずコ
ア基板９１に貫通孔９２を開けてその内壁および表裏面
全面にめっき層９３をコーティングし（図８の
（ａ）），貫通孔に銅ペースト９４を印刷により充填す
る（図８の（ｂ））。そして，研磨および粗化を行って
からめっき層９５をコーティングし（図８の（ｃ）），
めっき層９３，９５に適宜のパターニングを施す（図８
の（ｄ））のである。このようにして形成された充填ス
ルーホールは，銅ペースト９４で充填されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
た従来の技術には，次のような問題点があった。まず，
充填材である銅ペーストの導電性が低いことが挙げられ
る。このため，表裏の配線パターン間の抵抗が無視でき
ないほど高く，導通不十分となることがある。これは，
銅ペーストが銅の粉末と溶剤とからなっており，その全
部が金属というわけではないことによる。また，充填後
の粗化の際に一部が溶解して凹むので，めっき層９５と
の接続性が十分でないことにもよる。さらに別の問題点
として，印刷による銅ペーストの充填では貫通孔９２の
径が最低５００μｍ程度必要であり，それ以上の小径化
が事実上不可能であることが挙げられる。

【０００５】本発明は，前記した従来の技術が有する問
題点の解決を目的としてなされたものである。すなわち
その課題とするところは，内部が全部金属で充填され導
通性に優れるとともに小径化も可能なスルーホール構造
をその形成方法とともに提供し，両面基板における表裏
両面の配線パターン間の充填スルーホールを介しての導
通性を向上させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決して得ら
れた本発明の両面基板は，絶縁性の基層を有するととも
にその表裏両面に配線パターンが形成される両面基板で
あって，表裏面間の導通をとるための充填スルーホール
を有し，前記充填スルーホールが，電気めっき金属で充
填されていることを特徴とするものである。

【０００７】この両面基板では，表裏両面に配線パター
ンが形成された状態では，それらの配線パターン間の導
通は充填スルーホールの電気めっき金属を介してとられ
ている。電気めっき金属は実質的にその全部が金属であ
るので両配線パターン間の導通は非常に良好である。ま
た，この種の両面基板では配線パターンの形成前に研
磨，粗化等の整面が施されるが，電気めっき金属の組織
が緻密なので過度に凹むことがなく，配線パターンとの
接続が確実である。このことも両配線パターン間の導通
性の良さに貢献している。また，スルーホールの充填を
電気めっきで行うので，孔径を１００μｍ程度まで小さ
くしても問題なく充填できる。

【０００８】かかる両面基板は，基層に貫通孔を形成す
るとともにその貫通孔を電気めっき金属で充填した充填
スルーホール構造を採用することにより提供されるもの
である。なお，このような両面基板は，両面にめっき接
着剤の層を形成し，ビルドアップ用のコア基板として用
いることが望ましい。

【０００９】この構造の充填スルーホールは，絶縁性の
基層の片面に導電性層を被覆する工程（１）と，前記絶
縁性の基層に貫通孔を形成する工程と，前記導電性層に
対し電気めっきを行うことにより前記貫通孔を電気めっ
き金属で充填する工程（２）とを含むことを特徴とする
方法により形成される。この形成方法は，当該構造の充
填スルーホールの製造方法である。また，その充填スル
ーホールを含む両面基板の製造方法の一部である。

【００１０】すなわちこの方法によれば，絶縁性の基層
に対し片面に導電性層が被覆され，また貫通孔が形成さ
れる。この，導電性層の被覆と貫通孔の形成とは，どち
らが先でもよいが，貫通孔は導電性層には及ばない。す
なわちこの状態では，貫通孔は導電性層により塞がれて
おり，導電性層の反対側から貫通孔を覗くと導電性層の
表面が見える。この状態で導電性層に対し電気めっきを
行うと，絶縁性である基層の表面や貫通孔内壁にはめっ
きされないが，貫通孔に臨んでいる導電性層にはめっき
が成長する。これにより，貫通孔が電気めっき金属で充
填される。かくして充填スルーホールが形成される。

【００１１】ここで，導電性層の被覆は，金属質の箔ま
たは薄板を絶縁性の基層に貼り付けてもよいし，めっき
等によって絶縁性の基層上に形成してもよい。ただし後
者の場合には，貫通孔の形成より先に行う必要がある。
また，貫通孔の形成は，レーザ加工のような物理的手法
でもエッチングのような化学的手法でもよい。あるい
は，導電性層の被覆より先に行う場合には，ドリル加工
のような機械的手法でもよい。そして，電気めっきする
金属（合金でもよい）は，基本的には電気めっき可能な
ものであって貫通孔を隙間なく充填できるものなら何で
もよいが，抵抗率の低さや後の工程でのエッチング耐
性，コスト等を考えると銅，ニッケル，などが現実的で
あり，最も適しているのは銅である。

【００１２】ここにおいて，絶縁性の基層に導電性層を
被覆する前に，めっき接着剤の層を被覆し，配線パター
ンとの密着性を確保するとともに，この両面基板をビル
ドアップ用のコア基板として用いることが望ましい。こ
の場合における導電性層は，めっき接着剤の層の上に被
覆されることとなる。また，貫通孔は，絶縁性の基層と
めっき接着剤の層とを貫通していなければならない。

【００１３】さらにこの形成方法では，電気めっきを，
片面から，前記貫通孔の長さと前記導電性層の厚さとの
合計もしくはそれ以上のめっき厚が得られるように行う
とともに，そのめっき金属を導電性層と同質とし，その
後前記導電性層をエッチングにより除去する工程を有す
ることが望ましい。ここで，片面とは，導電性層から見
て絶縁性の基層がある側の面である。こうしないと貫通
孔の充填ができないからである。片面にのみ電気めっき
するためには，めっき槽内で，アノード電極をめっきす
る面の側にのみ配置し，一面側からのみ電流が供給され
るようにすればよい。あるいは，一面側のみがめっき液
に浸るような配置にしてもよい。また，導電性層と同質
とは，エッチングの際のエッチレートに有意差がないこ
とをいう。また，貫通孔の長さとは，絶縁性の基層の厚
さに，めっき接着剤の層がある場合にはその厚さを加算
したものである。

【００１４】このようにすると，電気めっきの際，貫通
孔の内部にのみめっき金属が成長し，その反対側の面に
はめっき金属が成長しない。すなわち導電性層の厚さが
ほとんど増加しない。その一方，貫通孔の内部は導電性
層と同質のめっき金属で充填され，導電性層の厚さ分の
めっき金属が貫通孔からはみ出た状態となる。したがっ
て，エッチングにより導電性層を除去するときにはみ出
し分のめっき金属もエッチングされ，ほぼフラットとな
る。このため，その後のビルドアップがしやすい。

【００１５】あるいはこの方法では，導電性層としてめ
っき金属との密着性がないもの（アルミ箔など）を用
い，電気めっきを前記貫通孔の長さもしくはそれ以上の
めっき厚が得られるように行ってもよい。このようにす
ると，めっき後に導電性層を機械的に剥離することによ
り，両面がほぼフラットな状態が得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本実
施の形態は，充填スルーホールの形成方法および形成さ
れた充填スルーホールである。この形成方法は，絶縁性
のコア基板に，電気めっき金属で充填された構造のスル
ーホールを作成するものであり，両面ビルドアップ基板
の製造方法の一部をなすものである。

【００１７】（第１の形態）この形成方法では，出発材
のコア基板として，６０μｍ厚のガラスエポキシ基板を
使用する。そして図１に示すように，このコア基板１に
対し接着剤を両面にラミネートする。この接着剤のラミ
ネートは，ドライフィルムコーティングにより行う。こ
こで使用するラミネートフィルムとしては，例えば，日
本ペイント製プロビコート５０００が適している。この
ラミネートフィルムは，エポキシ層（４０μｍ厚）とカ
バーフィルム層との２層構造を有している。ラミネート
するときは，コア基板を４０℃程度に余熱し，その両面
に，カバーフィルム層が外側になるようにラミネートフ
ィルムを重ね合わせ，８０℃程度に加熱したロールコー
タで熱圧着する。その時のロール速度は，１．０ｍ／分
程度が適当である。その後，カバーフィルム層を両面と
も剥離して除去する。図１はこの状態を示している。こ
の状態では，コア基板１の両面が接着剤の層２，２によ
り被覆されている。そして，接着剤の層２，２を両面と
も露光して，硬化の開始が可能な状態にしておく。露光
は，波長３６５ｎｍの紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ² 照
射することにより行う。

【００１８】次に，片面に１８μｍ厚の銅箔を接着す
る。この接着は，コア基板１に銅箔を重ね合わせ，加圧
プレス機を用い５ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力を３分間かけて
行う。温度は常温とする。すると，図２に示すように，
コア基板１の片面側に接着剤の層２を挟んで銅箔３がラ
ミネートされた状態となる。そして，１６０℃で２時間
保持し，接着剤の層２，２を硬化させる。

【００１９】続いて，充填スルーホールを形成する場所
にレーザ加工を行う。このため，コア基板１の，銅箔３
がラミネートされていない側の面における当該箇所に，
１００μｍφのＣＯ₂ レーザを照射する。これにより，
レーザが照射された箇所ではコア基板１およびその両面
の接着剤の層２，２が除去され，図３に示すように，１
００μｍφの貫通孔４が形成される。貫通孔４は，コア
基板１およびその両面の接着剤の層２，２を貫通してい
るが，銅箔３はレーザにより加工されないのでそのまま
残っている。このため貫通孔４は，その一方が銅箔３に
より塞がれている。また，銅箔３のその箇所は，貫通孔
４に臨んでいる。したがって，貫通孔４を図３中上方か
ら覗くと，全体が銅箔３の表面であり，向こう側を透視
することはできない。このレーザ加工の後，濃度４００
ｇ／リットルの過マンガン酸水溶液でクリーニングし，加工
屑を取り除いておく。このクリーニングは，５０℃で５
分間行う。

【００２０】次に，貫通孔４を銅で充填する。この充填
は，電気めっきにより行う。すなわち図４に示すよう
に，コア基板１とアノード電極５とを，銅箔３がラミネ
ートされていない側にのみアノード電極５が存在するよ
うにめっき槽内に配置し，貫通孔４を通してのみ銅箔３
に電流Ｉが供給されるようにしてめっきする。めっき液
としては硫酸銅溶液が適当である。このときのめっき厚
は１６０μｍとし，３時間程度の通電時間でこのめっき
厚が得られるようなめっき条件でめっきする。このめっ
き厚は，貫通孔４の深さ，すなわちコア基板１およびそ
の両面の接着剤の層２，２の厚さの合計である１４０μ
ｍに銅箔３の厚さ１８μｍを加えた値に若干の余裕を持
たせて定めたものである。

【００２１】このめっきを行うと，めっき層が貫通孔４
の内部にのみ銅箔３の表面から成長し，銅箔３の裏面
（図４中下側の面）にはめっき層が形成されないので，
図５に示すように，貫通孔が銅めっき層６で充填され
る。このとき銅めっき層６は，めっき厚１６０μｍから
貫通孔４の深さ１４０μｍを差し引いた２０μｍ分が接
着剤の層２の表面より上方にはみ出している。このはみ
出し分は，銅箔３の厚さ１８μｍとほぼ同じくらいであ
る。

【００２２】そこで，両面をエッチングし，銅めっき層
６のはみ出し分および銅箔３を除去する。このエッチン
グには塩化銅エッチング液を用い，銅が２０μｍ程度エ
ッチングされるが接着剤の層２，２はエッチングされな
いようにする。これにより，図６に示すように銅めっき
層６で充填された充填スルーホール７ができあがる。こ
の状態では，表裏両面がほぼフラットになっている。な
お厳密には，エッチング厚が銅箔３の厚さよりわずかに
大きいが，実際にビルドアップする際にはこの後研磨や
粗化等の整面を経てから上層構造が形成されるので，何
ら問題はない。

【００２３】したがって，この充填スルーホール７の位
置の両面上に図７に示すように配線パターン８，８を形
成すると，配線パターン８，８は銅めっき層６を介して
導通している状態となる。このため，配線パターン８，
８間の導通が，以下の理由により非常に良好である。す
なわち，電気めっきで形成された銅めっき層６は銅ペー
ストで形成したものと異なり，ボイド部分もなく実質的
にその全部が金属なのでその体積抵抗率が非常に低いか
らである。また，エッチング後の整面の際にも接着剤の
層２，２と比べて凹むこともなく，配線パターン８，８
に対する接続性も優れるからである。さらに，貫通孔４
の充填を電気めっきで行っているので，１００μｍφと
いう小径であっても，銅ペーストの埋め込みによる場合
と異なり，良好に空泡なく埋め尽くされるからである。
これより，この後両面に適宜のパターンの絶縁層や導電
層をビルドアップしていくことにより，高品質な両面基
板が得られる。このビルドアップは，フルアディティブ
法でもセミアディティブ法でもよい。

【００２４】（第２の形態）第２の形態は，前記第１の
形態とほぼ同様であるので，相違点のみを説明する。ま
ず，導電性層として，銅箔３の代わりにアルミ箔を使用
する。そして，貫通孔４を銅で充填する際のめっき厚
を，貫通孔４の深さと同様の１４０μｍ（もしくは２〜
３μｍ程度の余裕を持たせてもよい）とする。そして，
めっき後にはエッチングを行う代わりにアルミ箔を機械
的にはぎ取って除去する。アルミニウムはその性質上，
銅のようなめっき金属との密着性がないので，容易には
ぎ取ることができる。これにより，図６に示したのと同
様の銅めっき層６で充填された充填スルーホール７がで
きあがり，この状態で表裏両面がほぼフラットになって
いる。このため，導通性に優れた充填スルーホール７が
得られる。

【００２５】以上詳細に説明したように本実施の形態に
よれば，コア基板１および接着剤の層２，２に形成され
た貫通孔４を，電気めっきにより銅めっき層６で充填す
ることとしたので，体積抵抗率が低くかつ配線パターン
８，８との接続性にも優れ，小径化にも対応できる充填
スルーホール７が提供されている。また，コア基板１の
片面に銅箔３（またはアルミ箔）をラミネートすること
としたので，この銅箔３に対し片面めっきすることによ
り容易に貫通孔４が銅めっき層６で充填されるものであ
る。

【００２６】なお，前記実施の形態は単なる例示にすぎ
ず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本
発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良，変形が可能である。例えば，各素材の具体的材質や
その各部のサイズなどは，前記実施の形態中に示された
ものと異なってもよい。また，導電性層の接着の後にレ
ーザ加工で貫通孔４を開けたが，この順序は逆でもよ
い。また，穴開けの方法は，エッチングのような化学的
なもの（ただし異方性エッチングに限る）でもよく，穴
開けを先に行う場合にはドリル加工のような機械的なも
のでもよい。さらに，めっきによる充填の後，導電性層
（銅箔３など）を除去する必要は必ずしもなく，これを
残しておいて適宜のパターニングを施して配線パターン
８の一部として使用してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，内部が全部金属で充填され導通性に優れるとと
もに小径化も可能なスルーホール構造がその形成方法と
ともに提供されている。これにより，表裏両面の配線パ
ターン間の充填スルーホールを介しての導通性を向上さ
せた両面基板が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】コア基板に接着層をラミネートした状態を示す
図である。

【図２】片面に銅箔を積層した状態を示す図である。

【図３】レーザ加工で貫通孔を形成した状態を示す図で
ある。

【図４】片面めっきにより貫通孔を銅めっき層で充填す
る工程を示す図である。

【図５】貫通孔が銅めっき層で充填された状態を示す図
である。

【図６】エッチングして銅箔を除去した状態を示す図で
ある。

【図７】パターンを形成した状態を示す図である。

【図８】従来の充填スルーホールの形成方法を説明する
図である。

【符号の説明】

１ コア基板 ２ 接着剤の層 ３ 銅箔 ４ 貫通孔 ６ 銅めっき層 ７ 充填スルーホール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性の基層を有するとともにその表裏
   両面に配線パターンが形成される両面基板において，表
   裏面間の導通をとるための充填スルーホールを有し，前
   記充填スルーホールは，電気めっき金属で充填されてい
   ることを特徴とする両面基板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する両面基板において，
   両面にめっき接着剤の層を有することを特徴とする両面
   基板。
3. 【請求項３】 絶縁性の基層を有するとともにその表裏
   両面に配線パターンが形成される両面基板に，表裏面間
   の導通をとるための充填スルーホールを形成する方法に
   おいて，前記絶縁性の基層の片面に導電性層を被覆する
   工程（１）と，前記絶縁性の基層に貫通孔を形成する工
   程と，前記導電性層に対し電気めっきを行うことにより
   前記貫通孔を電気めっき金属で充填する工程（２）とを
   含むことを特徴とする両面基板の充填スルーホールの形
   成方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載する両面基板の充填スル
   ーホールの形成方法において，前記絶縁性の基層にめっ
   き接着剤の層を被覆する工程を前記工程（１）の前に有
   することを特徴とする両面基板の充填スルーホールの形
   成方法。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載する両面
   基板の充填スルーホールの形成方法において，前記工程
   （２）では，前記導電性層と同質の金属を片面から電気
   めっきし，めっき厚が前記貫通孔の長さと前記導電性層
   の厚さとの合計以上であり，前記工程（２）の後に前記
   導電性層をエッチングにより除去する工程を有すること
   を特徴とする両面基板の充填スルーホールの形成方法。
6. 【請求項６】 請求項３または請求項４に記載する両面
   基板の充填スルーホールの形成方法において，前記導電
   性層が，前記工程（２）で充填される電気めっき金属と
   の密着性がないものであり，前記工程（２）でのめっき
   厚が前記貫通孔の長さ以上であり，前記工程（２）の後
   に前記導電性層を機械的に除去する工程を有することを
   特徴とする両面基板の充填スルーホールの形成方法。