JP2000349437A

JP2000349437A - 多層配線基板とその製造方法

Info

Publication number: JP2000349437A
Application number: JP2000092184A
Authority: JP
Inventors: Katsura Hayashi; 桂林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP3619421B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体素子のフリップチップ実装に適した表面
平坦性の優れた多層配線基板とこれを容易に製造できる
多層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁基板１表面に第１の配線回路層２が被
着形成されてなるコア基板Ａの表面に、熱硬化性樹脂を
含有する絶縁層３と、絶縁層３表面に形成された第２の
配線回路層４と、第１の配線回路層２と第２の配線回路
層４とを電気的に接続するビアホール導体９を具備する
配線層Ｂを形成してなる多層配線基板Ｃであって、第２
の配線回路層４が逆台形形状の金属箔からなり、絶縁層
３の表面と同一平面となるように絶縁層３表面に埋設す
るとともに、ビアホール導体９を絶縁層３を貫通して第
１の配線回路層４に達するようにレーザー光の照射によ
って形成されたビアホール７の内壁に、金属メッキ層８
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、多層配線
基板及び半導体素子収納用パッケージなどに適した多層
配線基板とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、電子機器は小型化が進んでいるが、
近年携帯情報端末の発達や、コンピューターを持ち運ん
で操作するいわゆるモバイルコンピューティングの普及
によってさらに小型、薄型且つ高精細の多層配線基板が
求められる傾向にある。

【０００３】また、通信機器に代表されるように、高速
動作が求められる電子機器が広く使用されるようになっ
てきた。高速動作が求められるということは、高い周波
数の信号に対し、正確なスイッチングが可能であるなど
多種な要求を含んでいる。そのような電子機器に対応す
るため、高速な動作に適した多層プリント配線板が求め
られている。

【０００４】高速な動作を行うためには、配線の長さを
短くし、電気信号の伝播に要する時間を短縮することが
必要である。配線の長さを短縮するために、配線の幅を
細くし、配線の間隙を小さくするという、小型、薄型且
つ高精細の多層配線基板が求められる傾向にある。

【０００５】そのような高密度配線の要求に対応するた
め、ビルドアツプ法と呼ばれる製造方法が用いられてい
る。ビルドアップ法の基本構造としては、ＪＰＣＡ規格
では（１）ベース＋ビルドアップ法、（２）全層ビルド
アップ法の２種類に分類されている。

【０００６】そこで、（１）ベース＋ビルドアップの製
造方法を図６で説明する。ａ）まず、両面銅張ガラスエ
ポキシ基板などの絶縁基板２１の表面に配線回路層２２
やスルーホール導体２３などが形成されたコア基板ａを
用意する。ｂ）このコア基板ａの表面に感光性樹脂を塗
布して感光性絶縁層２５を形成する。ｃ）感光性絶縁層
２５にビアホールパターンを露光現象してビアホール２
４を形成する。ｄ）ビアホール２４が形成された感光性
絶縁層２５の表面全面に銅などのメッキ層２６を施す。
ｅ）メッキ層２６に感光性レジストを塗布し、回路パタ
ーンを露光、現像した後、非レジスト形成部をエッチン
グして回路を形成した後、レジストを除去して配線回路
層２７を作製する。その後、必要に応じて、上記のｂ）
〜ｅ）の工程を繰り返して多層化するものである。

【０００７】また、（２）全層ビルドアップの製造方法
は、例えば特許２５８７５９３号の様に、絶縁層にレー
ザーなどでビアホールを形成し、そのビアホール内に導
電性ペーストを充填することにより絶縁層の表面に形成
された配線回路層を電気的に接続して配線層を形成し、
このように作製した配線層を繰り返して形成して多層化
するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、ビルド
アップ法の普及に伴いその問題も明らかになってきた。
第１の問題は、ビルドアップ法によって形成された多層
配線層（以下、ビルドアプ層という。）の絶縁層を構成
する有機樹脂の材料特性が劣ることである。（１）ベー
ス＋ビルドアップ法では、絶縁層として感光性エポキシ
樹脂などが多用されるが、エポキシ樹脂はもともとガラ
ス転移点が低い上に感光性としたことで吸水率が増加
し、高温高湿放置で絶縁性が低下するなど信頼性が低下
するという問題がある。

【０００９】第２の問題は、配線基板表面の平滑性が劣
るという問題である。コア基板表面には銅箔から形成さ
れた配線回路層の厚さ分の凹凸が存在する。ビルドアッ
プ法に使用する感光性樹脂は液状のため、コア基板表面
の凹凸がビルドアップされた多層配線層表面にまで反映
され、完成品の表面にも凹凸が形成されてしまう。その
ために、今後主流となると予測されているフリップチッ
プ等のシリコンチップを基板表面にて直接接続するＤＣ
Ａ法をこのような表面に凹凸のある配線基板に対しては
適用することは不可能であった。

【００１０】第３の問題は、温度サイクル試験や高温高
湿試験においてコア基板とビルドアップ層の絶縁層との
界面で剥離が生じることである。ビルドアップ層の絶縁
層は、あらかじめ作製されたコア基板に貼り合わせるた
め、化学的な結合が弱く、密着強度が不足しているため
である。

【００１１】上記問題に対して様々な解決策が提案され
ており、エレクトロニクス実装技術誌１９９８，１（Ｖ
ｏｌ．１４Ｎｏ．１）および特開昭５１−３１８６２
号には基板表面が平滑なビルドアップ基板が記載されて
いる。しかし、コア基板とビルドアップ層の絶縁樹脂と
の化学的な結合を改善するには至っておらず、信頼性の
点で問題があった。

【００１２】特に、近年、１ＧＨｚを超える高周波信号
の取り扱いが増加し、ポリフェニレンエーテル樹脂（以
下、ＰＰＥ樹脂という。）等の低誘電率、低誘電損失の
有機樹脂の使用が増加する傾向にある。しかし、ＰＰＥ
樹脂等の低誘電率、低誘電損失の有機樹脂は分子構造
上、樹脂同士の密着が弱く剥離が生じやすいため、高周
波信号の取り扱いが増加するにつれ、剥離の問題は深刻
となっている。

【００１３】また、前記（２）全層ビルドアップ法で
は、ビアホール導体を、ビアホール内への導電性ペース
トの充填によって形成するものの、この導電性ペースト
の電気抵抗がメッキ層に比較して大きいために、ビア径
を６０μｍ以下にするとビア抵抗が増加したり、信頼性
が低下するという問題があった。

【００１４】本出願人は、微細な配線回路層を平易に形
成できる多層配線基板の製造方法を特開平１０−２７９
５９号公報等にて提案した。この方法は、通常のプリン
ト配線板に使用するプリプレグあるいは熱硬化性樹脂と
フィラーとの混合物からなる絶縁層にレーザーやパンチ
ング加工によりビアホールを形成し、ホール内に導電性
ペーストを充填した後、表面に銅箔による配線回路層が
予め形成された転写シートをビアホール導体が形成され
た絶縁層表面に積層圧着して配線回路層を絶縁層に転写
して１層の配線層を形成する。そして、同様にして作製
した配線層を位置合せして積層し、加熱加圧して熱硬化
性樹脂を硬化させて多層配線基板が得られる。

【００１５】しかしながら、この方法は、ビアホール導
体の設計の自由度を高めるとともに工程の簡略化を図る
ために、導電性ペーストをビアホール中に充填すること
により回路層間の接続を図っているために、上述した全
層ビルドアップ法と同様にビア径を６０μｍ以下にする
ことは困難であった。

【００１６】一方、半導体素子は処理する情報量の増大
につれ、情報（信号）の出し入れを行う端子数が飛躍的
に増大している。このため、シリコンチップに形成され
るパッド数（Ｉ／Ｏパッド）は増大し、シリコンチップ
下面に多数のパッドを形成する必要が生じている。この
ため、シリコンチップのＩ／Ｏパッドの密度は増加し、
パッド間の距離が２００μｍ以下になったあたりから、
必要な配線が描けなくなることが予測されている。

【００１７】本発明は、上記のような従来のビルドアッ
プ法における課題を解決することを目的とするものであ
り、具体的には、表面平坦性とビルドアップ層の密着性
の優れ、且つ微細な回路を高密度に形成した多層配線基
板と、これを容易に製造することのできる多層配線基板
の製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、絶縁基板表面に第１の配線回路層が被着形成されて
なるコア基板の表面に、熱硬化性樹脂を含有する絶縁層
と、該絶縁層表面に金属箔によって形成された第２の配
線回路層と、前記第１の配線回路層と前記第２の配線回
路層とを電気的に接続するビアホール導体を具備する配
線層を形成してなる多層配線基板であって、前記第２の
配線回路層が、断面形状が逆台形からなり、前記絶縁層
の表面と同一平面となるように前記絶縁層表面に埋設さ
れてなるとともに、前記ビアホール導体が前記絶縁層を
貫通して前記第１の配線回路層に達するように形成され
たビアホール内に金属メッキ層を形成してなることを特
徴とするものである。

【００１９】また、かかる配線基板は、前記コア基板と
前記多層配線層とが一括して熱硬化して形成されてなる
こと、前記ビアホールがレーザーの照射によって形成さ
れたものであることが望ましい。また、前記第２の配線
回路層が、前記多層配線層の最表面に形成されてなる場
合に好適である。

【００２０】さらに、本発明の多層配線基板の製造方法
によれば、（ａ）絶縁基板表面に第１の配線回路層が被
着形成されてなるコア基板の表面に、熱硬化性樹脂を含
有する軟質の絶縁層を形成する工程と、（ｂ）該絶縁層
の表面に金属箔によって形成された第２の配線回路層を
被着形成するとともに、前記第２の配線回路層を前記絶
縁層表面に埋設する工程と、（ｃ）前記第２の配線回路
層が被着形成された絶縁層の表面に離型性フィルムを貼
り付けた後、加熱して前記絶縁層を熱硬化する工程と、
（ｄ）レーザー光の照射によって前記第２の配線回路層
が被着形成された前記絶縁層を貫通し、前記第１の配線
回路層に到達するビアホールを形成する工程と、（ｅ）
前記ビアホールの内壁に金属メッキ層を形成し、前記第
１の配線回路層と前記第２の配線回路層とを電気的に接
続する工程と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【００２１】また、前記（ｃ）工程における離型性フィ
ルムが、ふっ化エチレンを含有するフィルムであること
が望ましい。さらに、前記（ｄ）工程において、前記絶
縁層の表面に離型性フィルムを貼り付けた後、前記レー
ザー光の照射によって前記離型性フィルムおよび前記絶
縁層を貫通し、前記第１の配線回路層に達するビアホー
ルを形成することが望ましい。さらに、前記（ｅ）工程
において、前記離型性フィルムをメッキレジストとして
用いることによって前記ビアホール内およびその付近の
みに金属メッキ層を形成した後、前記離型性フィルムを
剥がすことが望ましく、さらには、前記離型性フィルム
が、透明または半透明であって、前記第２の配線回路層
が、レーザー光によるビアホール形成箇所を画像認識で
きるマークを有し、このマークによりレーザー光の照射
位置を補正することが望ましい。

【００２２】本発明の多層配線基板によれば、配線回路
層が絶縁層の表面と同一平面となるように埋設されてい
るために、多層配線基板の表面の平滑性に優れる。よっ
て、多層配線基板の表面に、半導体素子をフリップチッ
プ実装する場合においても実装の信頼性を高めることが
できる。

【００２３】しかも、表面の配線回路層と内部の配線回
路層とを接続するビアホール導体が絶縁層を貫通して形
成したビアホールの内壁に金属メッキ層を形成してなる
ものであるため、導体ペーストによるビアホール導体に
比較して配線回路層間の抵抗を低減でき、回路の信頼性
を高めることができる。

【００２４】また、本発明の製造方法によれば、多層配
線層における配線回路層間を接続するためのビアホール
導体をレーザー加工とホール内壁へ金属メッキ層を施す
ことによって形成しているため、絶縁層が感光性を有す
る必要がなく、絶縁層材料としてガラス転移点が高く、
吸水率の小さいなどの材料特性に優れた任意の絶縁材料
を選定できる。

【００２５】しかも、ビアホールの形成をレーザー光の
照射によって行うために径が５０μｍ以下のビアホール
導体を形成でき、シリコンチップのＩ／Ｏパッドの密度
が増加しパッド間の距離が２００μｍ以下になった場合
でも必要な配線を形成できる。また、ビアホールを絶縁
層表面への配線回路層形成後に加工するので、ビルドア
ップ法のような煩雑な工程が不要となり、また、レーザ
ー加工時にビア加工位置の確認や補正が容易に且つ正確
にできるため、従来±２０μｍ程度であったレーザー加
工の位置精度が±５μｍまで向上し、基板の精度が改善
でき配線密度が向上できる。また、金属メッキ層を形成
する部分がビアホール内壁だけなので、メッキ液中に含
まれるシアンやホルマリンなどの有害な薬物の使用量を
削減することができる。

【００２６】また、配線回路層をメッキ法で形成する場
合には、メッキ層の除去工程が煩雑であり、しかもメッ
キ層の厚みが基板表面の凹凸として残るが、本発明に従
い絶縁層表面の配線回路層を金属箔からなる配線回路層
の転写によって形成すると、絶縁層表面への配線回路層
の形成とともに、絶縁層の表面と同一平面となるように
配線回路層を絶縁層表面に埋設できるために、配線回路
層の絶縁層との密着性が高く、また、多層配線基板の表
面の平滑性を高めることができる。

【００２７】さらに、多層配線層における配線回路層の
断面形状が逆台形である場合、一般的な矩形形状である
場合に比較して、レーザー加工で発生した分解ガスがス
ムーズに排出されるために、均一なメッキ性に優れたビ
ア形状が得られる。

【００２８】さらにまた、コア基板と多層配線層とを未
硬化または半硬化の状態で積層後、それらを一括して熱
硬化することで、強固な化学的結合が得られ、ＰＰＥ樹
脂等低誘電率、低誘電損失の有機樹脂を用いた場合にお
いても、信頼性評価においても層間の剥離が発生しな
い。

【００２９】絶縁層を熱硬化する工程で貼りつけた離型
性樹脂フィルムをメッキレジストとして使用するので、
９０℃におよぶ高温で１０時間を超える連続メッキを行
っても、メッキレジストとして使用した離型性樹脂フィ
ルムの劣化や剥がれが生じないため、無電解メッキによ
る厚メッキが可能である。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の多層配線基板の製造方法
を図面をもとに説明する。図１は、本発明における多層
配線基板の製造方法の一例を説明するための工程図であ
る。

【００３１】図１（ａ）に示すように、まず、絶縁基板
１の表面に第１の配線回路層２が形成されたコア基板Ａ
の表面に、熱硬化性樹脂を含有する軟質の絶縁層３を積
層形成する。

【００３２】ここで用いられるコア基板Ａは、絶縁基板
１の表面に配線回路層２が形成されたものであればあら
ゆるものが使用できる。例えば、絶縁シートにレーザー
でビアホール加工し、ビアホール内に導電性ペーストを
充填するとともにシート表面に配線回路層を形成したも
のを複数層積層し、硬化してなる全層ビルドアップ基板
や、絶縁基板にドリルでビアホールを形成しその内壁に
銅メッキを形成して確配線回路層の接続を行った両面配
線基板やそれを複数層積層してなるＩＶＨ基板等の公知
のプリント配線基板など使用できる。特に、コア基板Ａ
内には、繊維体を含有する絶縁層を有することが望まし
い。

【００３３】また、第１の配線回路層２は、例えば、絶
縁基板１の表面全面に金属箔を接着した後、フォトレジ
スト形成、パターン露光、現像、レジスト除去の工程か
らなるフォトレジスト法に従い形成することができる。

【００３４】コア基板Ａの表面に形成される絶縁層３
は、繊維体を含まない熱硬化性樹脂、あるいは熱硬化性
樹脂と無機質フィラーとからなる絶縁性複合材料によっ
て構成することが望ましい。

【００３５】この絶縁層３中に繊維体が含まれると、ガ
ラス織布自体の不均一性によって、ビアホールを形成し
た時にビアホール径にバラツキが生じやすく、特に、ガ
ラス織布等の繊維体を含む場合には、多湿中で長期保存
するとガラス繊維と有機樹脂との界面を水分が拡散して
マイグレーションをもたらす等の弊害が生じるためであ
る。

【００３６】この絶縁層３の厚みは、上記作用を十分に
発揮させる上で、１０μｍ以上、特に４０μｍ以上であ
ることが望ましく、その厚みが１０μｍよりも薄いと、
この絶縁層３が最表面層となる場合には絶縁層３による
外気中の水分の内部への拡散を十分に抑制することが難
しく、絶縁層間においてマイグレーションが生じるやす
くなる。

【００３７】この絶縁層３中の熱硬化性樹脂としては、
ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビス
マレイミドトリアジン）、エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミドビスマレ
イミド等の樹脂が望ましい。また、この絶縁層３中には
無機質フィラーを配合することによって、コア基板Ａに
おける絶縁基板１との熱膨張特性を近似させることが望
ましい。

【００３８】この時に用いられる無機質フィラーとして
は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ等が好適であり、フィ
ラーの形状は平均粒径が２０μｍ以下、特に１０μｍ以
下、最適には７μｍ以下の略球形状の粉末が用いられ
る。この無機質フィラーは、有機樹脂：無機質フィラー
の体積比率で１５：８５〜９５：５の比率範囲で混合さ
れる。

【００３９】この未硬化の絶縁層３は、熱硬化性有機樹
脂、または熱硬化性有機樹脂と無機質フィラーなどの組
成物を混練機や３本ロールなどの手段によって十分に混
合し、これを圧延法、押出法、射出法、ドクターブレー
ド法などによってシート状に成形することにより作製さ
れる。なお、軟質とは、未硬化または半硬化状態を意味
し、半硬化は、熱硬化性樹脂が完全硬化するに十分な温
度よりもやや低い温度に加熱すればよい。

【００４０】次に、図１（ｂ₁）〜（ｂ₃）に示すよう
に、軟質の絶縁層３の表面に金属箔からなる第２の配線
回路層４を被着形成するとともに、第２の配線回路層４
を軟質の絶縁層３表面に埋設する。

【００４１】この第２の配線回路層４の形成は、例え
ば、絶縁層３の表面全面に金属箔を接着し、周知のフォ
トレジスト法を経て、鏡像の第２の配線回路層４’を形
成した後、圧力を印加して第２の配線回路層４’を絶縁
層３の表面に埋設することによって形成できるが、本発
明によれば、第２の配線回路層４の形成を転写法によっ
て行うと、絶縁層３表面への第２の配線回路層４の形成
と埋設処理とを同時に行うことができるとともに、この
後のビアホール導体の形成においても工程を簡略化でき
る点で有利である。

【００４２】そこで、転写法による配線回路層４の形成
について以下に説明する。まず、予め適当な樹脂フィル
ム５の表面に金属箔を接着した後、これを周知のフォト
レジスト法などによって第２の配線回路層の鏡像パター
ン４’を形成する（図１（ｂ ₁））。

【００４３】そして、この鏡像の第２の配線回路層のパ
ターン４’を有する樹脂フィルム５を軟質の絶縁層３の
表面に積層して３ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力を印加した
後、樹脂フィルム５を剥離する（図１（ｂ₂））ことに
より、絶縁層３の表面に第２の配線回路層４を転写する
とともに、第２の配線回路層４を絶縁層の表面に埋設す
ることができる。なお、上記の説明では、上記（ａ）コ
ア基板１への絶縁層３の形成工程後に、（ｂ）絶縁層３
表面への第２の配線回路層４の転写工程を行う場合につ
いて説明したが、この（ａ）工程および（ｂ）工程は、
同時におこなってもよいし、あるいは（ｂ）工程後に
（ａ）工程を行う、即ち、絶縁層３表面に第２の配線回
路層４を転写、埋設した後に、この第２の配線回路層４
を形成した絶縁層３をコア基板１の表面に積層形成して
もよい。

【００４４】本発明によれば、第２の配線回路層４の断
面形状が逆台形であることが重要である。図２（ｂ）に
示すように、従来の基板におけるレーザー加工ではレー
ザーによって発生した分解ガスがビアホールから放出さ
れる時、分解ガスが配線回路層４の端部で形成された段
差部に対流して、配線回路層４と絶縁層３との界面をえ
ぐっていた。このえぐられた部分が形成されると、スル
ーホール内壁にメッキ層を施す時にメッキ液が滞留しメ
ッキがされないだけでなく、残留したメッキ液によって
絶縁性の低下や基板の変色などの不良の原因となる。

【００４５】これに対して本発明によれば、図２（ａ）
に示すように、配線回路層４の断面形状を逆台形とする
と、配線回路層４の端部に段差が形成されにくく、分解
ガスがビアホールよりスムースに排出されるために配線
回路層４と絶縁層３との界面がえぐられることがなく、
均一なメッキ処理が可能となる。なお、配線回路層４に
おける断面の台形の底辺側の角度θは８５°で効果が認
められ７５°では効果は更に明確になる。また逆に３０
°になると分解ガスの排出は悪くなるため、角度θは３
０°〜８５°、望ましくは４５°〜７５°が良い。ま
た、図２（ａ）の点線で示すように、台形の斜辺が台形
の内側に斜辺の長さの５％以上凹んだ形状であれば、分
解ガスの排出性は更に良くなり、メッキ不良が皆無にな
る。

【００４６】上記のようにして、第２の配線回路層４を
形成した後、絶縁層３を完全に熱硬化処理することが望
ましい。これは、絶縁層３が未硬化または半硬化の場合
には、後述するビアホール形成後に熱硬化処理を施す
と、ビアホール径が変化したり、ビアホール形成箇所が
熱硬化時の収縮によってずれ、回路の精度が低下すると
いう問題があり、また、メッキ処理の際に、メッキ液が
未硬化または半硬化の絶縁層３中に浸透して、酸によっ
て配線回路層がショートしたり断線するなどの不具合が
発生する恐れがあるためである。

【００４７】熱硬化にあたっては、図１（ｂ₃）に示す
ように、絶縁層３の表面にＥＴＦＥ（テトラフルオロエ
チレン−エチレン共重合体）などの透明の離型性フィル
ム６を貼り付けて、絶縁層３中の熱硬化性樹脂が硬化す
るに充分な温度で熱プレスすることにより行うことがで
きる。

【００４８】また、コア基板Ａとして未硬化または半硬
化のものを使用し、絶縁層３の熱硬化とを同時に行うこ
とにより、絶縁層３とコア基板１が化学的に強固に密着
するため、分子構造上樹脂同士の密着が弱く剥離が生じ
やすいＰＰＥ樹脂等の低誘電率低誘電損失の樹脂を用い
た場合でも、界面剥離が生じない。

【００４９】なお、熱硬化処理終了後、離型性フィルム
６は、通常剥がされるが、本発明では、この離型性フィ
ルム６は、後述するメッキ処理の際のレジストとして利
用できることから、離型性フィルム６は、メッキ処理後
に剥がすことが望ましい。

【００５０】さらにこの離型性フィルム６は、ふっ化エ
チレンを含むことが望ましい。本発明の場合には、従来
の多層配線基板の製造方法と異なり、離型性フィルムは
銅箔だけでなく、絶縁樹脂とも直接密着する。更に高温
且つ強アルカリ性でホルマリンを含む無電解メッキ液に
長時間浸漬されても剥離や変質を起こさない材料とし
て、ふっ化エチレンを含む樹脂フィルムは優れた性能を
示す。ふっ化エチレンを含む樹脂としては、例えばＰＴＦＥ（四弗化エチレン樹脂）ＰＦＡ（四弗化エチレン・パーフルオロアルコキシエチ
レン共重合樹脂）ＦＥＰ（四弗化エチレン・６弗化プロピレン共重合樹
脂）ＥＴＦＥ（四弗化エチレン・エチレン共重合樹脂）などがある。

【００５１】硬化後の基板との剥離強度は、上記の羅列
した順序で強くなるので製造プロセス中での剥がれが発
生せず、かつ、基板硬化後の剥離が容易になる様、プロ
セス条件に合わせて選択できる。また、ふっ化エチレン
を含む樹脂フィルムとしては、上記に限られず、ふっ化
エチレンを含む樹脂フィルムであれば、上記以外にも使
用できる。

【００５２】次に、レーザー光の照射によって、絶縁層
３に対してビアホール７を形成する。ビアホール７の形
成は、図１（ｃ）に示すように、離型性フィルム６およ
び絶縁層３を貫通して第１の配線回路層２に達するよう
に形成する。

【００５３】ビアホール７の形成には、炭酸ガスなどの
レーザー加工が好適である。レーザービームは図１
（ｃ）に示すように、絶縁層３表面の第２の配線回路層
４の一部に触れ、絶縁層３を貫いて第１の配線回路層２
の表面で止まる。第１の配線回路層２は銅などの金属に
よって形成されているために、金属は、絶縁層３よりも
レーザー加工されにくいので比較的容易に適当なビーム
強度を選択できる。

【００５４】特に、ビアホール形成前に熱硬化処理を施
した場合、絶縁層３は０．１％程度収縮するため第２の
配線回路層４の位置もずれる場合がある。そこで、レー
ザーによるビアホール加工時はこの収縮を補正すること
が必要となる。このため、第２の配線回路層４のビアホ
ール形成箇所がパターンによってマークされ、判別でき
るように、第２の配線回路層４にレーザー光によるビア
ホール形成箇所を画像認識できるマークを形成しておく
ことが望ましい。

【００５５】上記の操作により収縮率の補正を行った場
合でもレーザーは一般に±２０μｍ程度の加工位置のば
らつきを有している。そのために、第２の配線回路層４
とビアホール導体との確実な接続を行うために、第２の
配線回路層４におけるビアホール導体形成箇所を幅広く
形成しておくことが望ましい。具体的にはレーザービー
ム径が４０μｍの場合、図３に示すように、（ａ）中央
に２０μｍの空隙を有するＯ字型マーク、（ｂ）Ｕ字型
マーク、（ｃ）コ字型マークを形成しておき、点線で示
す径のレーザービームを照射することが望ましい。これ
によって、レーザービームの位置のばらつきが生じた場
合でも、ビアの電気的接続が確保される。なお、（ｂ）
Ｕ字型マーク、（ｃ）コ字型マークはレーザー加工後の
開口部が広くなる傾向があり、この部分からメッキ液の
循環が起こるため、メッキの析出速度が速くなり膜厚の
メッキが容易に形成できる特徴がある。

【００５６】但し、ビア径が１００μｍ以上の場合に
は、ビーム位置のばらつき（±２０μｍ）に対して十分
大きいので、このような特殊なパターンを形成する必要
はなく、第２の配線回路層４の任意の配線にビア加工を
行えば良い。

【００５７】次に、図１（ｄ）に示すように、上記のよ
うにして形成されたビアホール７の内壁に金属メッキ層
８を形成する。

【００５８】ビアホール７の内壁に金属メッキ層８を形
成する方法としては、電解メッキ法や無電解メッキ法等
の任意の方法が採用できるが、特に、無電解メッキ法が
容易である。

【００５９】無電解メッキ法の場合には、ビアホール７
が形成された基板を触媒溶液中に浸漬すると、離型性フ
ィルム６の表面およびビアホール７の内壁に触媒が塗布
される。その後、離型性フィルム６を除去すると、ビア
ホール７の内壁にのみ触媒が塗布された状態となる。従
って、この基板を無電解メッキ液中に浸漬すると、触媒
が塗布されたビアホール７の内壁のみに金属メッキ層８
が形成され、ビアホール導体９を形成することができ
る。

【００６０】また、上記無電解メッキ法によって金属メ
ッキ層８を形成する場合、第２の配線回路層４のビアホ
ール導体９の周囲に一部金属メッキ層８が形成される場
合があるが、その場合、メッキ層８の厚みを調整するこ
とにより基板表面の平坦性への影響を防止できるととも
に、フリップチップ実装する場合には、第２の配線回路
層４に対して行うために、実装への影響はほとんどな
い。

【００６１】一方、電解メッキ法を採用する場合には、
ビアホール７を形成した基板を触媒溶液中に浸漬して、
離型性フィルム６表面およびビアホール７内壁に触媒を
塗布した後、離型性フィルム６表面およびビアホール７
の内壁に無電解メッキ法により薄い金属メッキ層を析出
させて、さらに電解メッキ法で厚い金属メッキ層を形成
する。その後、フォトレジストを全面に塗布し、露光、
現像し、ビアホール以外の部分の金属メッキ層をエッチ
ング除去した後、離型性フィルム６を除去して絶縁層３
に対してビアホール７内壁に金属メッキ層８を施したビ
アホール導体９を形成することができる。ここで、金属
メッキ層８としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕなどが望まし
い。

【００６２】以上のようにして、絶縁基板１の表面に第
１の配線回路層２が形成されたコア基板Ａの表面に、１
層の絶縁層３の表面に第２の配線回路層４が形成された
配線層Ｂが積層され、第１の配線回路層２と、第２の配
線回路層４とが、ビアホール７内壁に金属メッキ層８が
形成されてなるビアホール導体９によって電気的に接続
された多層配線基板Ｃを作製することができる。

【００６３】本発明の多層配線基板によれば、表面の平
坦性およびビアホール導体の小径化など半導体素子など
のフリップチップ実装などに適していることから、上記
の第２の配線回路層４は、多層配線基板Ｃにおける最表
面に形成されていることが望ましい。

【００６４】なお、上記図１の例では、コア基板Ａとし
て絶縁基板１表面に１層の配線回路層２が形成されたも
のを使用したが、本発明は、これに限定されるものでな
く、コア基板Ａとしては、図４に示すように、絶縁基板
１０の内部に複数の配線回路層１１および導体ペースト
が充填されて形成された複数のビアホール導体１２が形
成された多層配線基板をコア基板Ａとして用い、そのコ
ア基板Ａの最表面に形成された配線回路層を第１の配線
回路層２として位置づけ、その表面に絶縁層３の表面に
第２の配線回路層４が形成された配線層Ｂを積層形成
し、第１の配線回路層２と、第２の配線回路層４とをビ
アホール７内壁に金属メッキ層８が形成されてなるビア
ホール導体９によって電気的に接続された多層配線基板
を得ることができる。

【００６５】また、コア基板Ａの表面に形成する配線層
Ｂは、１層の絶縁層３および１層の第２の配線回路層４
のみならず、図５に示すように、絶縁層３および第２の
配線回路層４を複数層形成してもよい。

【００６６】さらに、場合によっては、上記のようにし
て作製された多層配線基板に対して、マイクロドリル等
によってスルーホールを形成して、そのホール内に金属
メッキ層を形成して、基板の表裏の配線層や内部配線層
間を電気的に接続して回路を形成することもできる。

【００６７】

【実施例】実施例１コア基板としてポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ樹
脂）系プリプレグを用意した。このプリプレグにＣＯ₂
レーザーでビアホール加工し、次いでビアホール部に導
電性ペーストを充填した。さらにこのプリプレグに、予
め樹脂フィルム表面に銅箔をエッチングして形成した配
線回路層を転写させた。そして、このプリプレグを３層
積層して熱硬化させてコア基板を作製した。

【００６８】絶縁層としてＰＰＥ樹脂を用い、さらに無
機フィラーとして球状シリカを用い、これらをＰＰＥ樹
脂：無機フィラーが体積比で５０：５０となる組成物を
用い、これをドクターブレード法によって厚さ１２０μ
ｍの半硬化状態の絶縁層を作製し、これを前記コア基板
の両面に接着した。

【００６９】一方、１２μｍの厚さの銅箔を接着したＰ
ＥＴからなる樹脂フィルムの銅箔に対してフォトレジス
ト法によって表面用配線回路層および裏面用配線回路層
を形成した。

【００７０】次に、コア基板の両面に接着された絶縁層
に対して、上記の樹脂フィルムを位置あわせして積層
し、１２０℃、３０ｋｇ／ｃｍ²で加熱加圧し、樹脂フ
ィルムを剥がした。その結果、絶縁層の表面に配線回路
層が転写されており、その配線回路層は絶縁層の表面に
埋設され、表面が同一平面からなることを確認した。

【００７１】その後、絶縁層の表面にフッ素樹脂系の透
明な離型性フィルムを貼り付けた後、真空プレス装置用
いて２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を加えながら２００℃で
１時間加熱して絶縁層およびコア基板を完全硬化させ
た。

【００７２】そして、離型性フィルムを付けたままで、
炭酸ガスレーザーを用いて絶縁層の表面の配線回路層に
接する所定位置に直径５０μｍのビアホールを形成し
た。

【００７３】次いで、ビアホールの内壁に銅からなる金
属メッキ層を形成した。金属メッキ法としては、以下の
１）２）の２種の方法を採用した。

【００７４】１）ビアホールを形成した上記基板をパラ
ジウム水溶液の触媒溶液中に浸漬して、離型性フィルム
表面およびビアホール内壁に触媒を塗布した後、離型性
フィルム表面およびビアホールの内壁に無電解メッキ法
により０．５μｍの厚さで銅メッキを析出させて、さら
に電解メッキで厚さ１２μｍまで銅を析出させた。その
後、フォトレジストを全面に塗布し、露光、現像し、ビ
アホール以外の部分の銅をエッチング除去した後、離型
性フィルムを除去して絶縁層に対してビアホール内壁に
銅メッキ層を施したビアホール導体を形成した。

【００７５】２）ビアホールを形成した上記基板を錫−
パラジウム水溶液の触媒溶液中に浸漬して離型性フィル
ム表面およびビアホール内壁に触媒を塗布した後、離型
性フィルム表面の触媒を除去した。そして、この基板を
硫酸銅、ホルマリン、水酸化ナトリウム、キレート剤、
添加剤からなる７０℃の無電解メッキ液中に２４時間浸
漬して、ビアホールの内壁のみに２５μｍの厚さで銅を
析出充填した。

【００７６】メッキの盛り上がった部分をバフ研磨した
後、離型性フィルムを剥離して一般にフィルドビア（ｆ
ｉｌｌｅｄ−ｖｉａ）と呼ばれる銅メッキでホール内を
充填したビアホール導体を形成した。

【００７７】さらに、上記絶縁層形成、配線回路層形
成、ビアホール形成、金属メッキ層形成を繰り返して施
し、コア基板の両面にそれぞれ３層の配線回路層を有す
る計６層の配線回路層を有する多層配線基板を形成し
た。なお、メッキ処理を上記１）電解メッキ法によるも
のを多層配線基板Ｘ、上記２）無電解メッキ法によるも
のを多層配線基板Ｙとした。実施例２コア基板としてポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ樹脂）
系プリプレグを用意した。このプリプレグにＣＯ₂レー
ザーでビアホール加工し、次いでビアホール部に導電性
ペーストを充填した。さらにこのプリプレグに、予め樹
脂フィルム表面に銅箔をエッチングして形成した配線回
路層を転写させた。そして、このプリプレグを３層仮積
層して未硬化のコア基板を作製した。

【００７８】絶縁層としてＰＰＥ樹脂を用い、さらに無
機フィラーとして球状シリカを用い、これらをＰＰＥ樹
脂：無機フィラーが体積比で５５：４５となる組成物を
用い、これをドクターブレード法によって厚さ１２０μ
ｍの半硬化状態の絶縁層を作製し、これを前記コア基板
の両面に接着した。以後は上記実施例と同様に試料を作
製した。比較例通常のプリント配線板からなるコア基板の表面に、以下
の方法によりビルドアップ法によって多層配線層を形成
した。まず、コア基板の表面に感光性エポキシ樹脂が塗
布されたエポキシ樹脂付き各種銅箔を熱ロールで貼りつ
けた後、露光現像してビアホールを形成した。そして、
全面に２０μｍの銅メッキを無電解メッキ法によって施
してビアホール導体を形成した後、全面に再度ドライフ
ィルムレジストを貼りつけ、露光現像を行って、塩化第
２鉄溶液で不要部分をエッチング除去した。この一連の
工程を繰り返し、コア基板の両面にそれぞれ３層の配線
回路層を有する計６層の配線回路層を有する多層配線基
板を形成した。（評価）上記のいずれかの方法により多層配線層を形成
した多層配線基板に対して、その表面のうねりを触針式
表面粗さ計により測定し、基板表面の平坦度を測定し
た。また、この基板を−６５℃×３０分と１２５℃×３
０分の温度サイクルを５００回繰り返した後のコア基板
と多層配線層との断面観察を行い、コア基板と多層配線
層との接続状態を観察した。また、配線の初期導通抵抗
を測定し、また上記温度サイクル後の抵抗を測定しその
変化率を算出した。

【００７９】その結果、平坦度は、実施例１、実施例２
のいずれも多層配線基板Ｘが７μｍ、多層配線基板Ｙが
９μｍと良好であったのに対して、ビルドアップ法によ
る比較例の多層配線基板では、銅メッキ層の厚みにムラ
もあり、平坦度が３５μｍと大きくフリップチップ実装
には不適なものであった。なお、初期導通抵抗は、いず
れの基板も３×１０^-8Ωと良好であった。熱サイクル試
験後の抵抗の変化は、本発明の実施例１および実施例２
の配線基板がいずれも２％以下であり、比較例の基板は
４％と大きいものであった。

【００８０】さらに、熱サイクル試験後の試料を切断し
て断面を研磨し、観察した結果、比較例の基板は全てに
コア基板とビルドアップ層の絶縁層との界面に剥離が認
められた。本発明の基板は実施例１の基板１０個中１個
にわずかな剥離が認められた。なお、実施例２の基板に
は剥離は全く認められなかった。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
基板表面の平坦性に優れるとともにビアホール導体の低
抵抗化を同時に達成することができ、半導体素子のフリ
ップチップ実装に適した多層配線基板を得ることができ
る。

【００８２】また、本発明の製造方法によれば、従来の
ビルドアップ法などに比較して非常に簡単な工程にて多
層配線層を形成できる他、配線回路層間を接続するため
のビアホールをレーザー加工とホール内壁へのメッキに
よって形成することにより、絶縁層に感光性を付与する
必要がなく、ガラス転移点が高く、吸水率の小さいなど
の材料特性に優れた任意の絶縁材料を選定できるととも
に、ホール径の小さなビアホール導体をも容易に形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層配線基板の製造方法の一例を説明
するための工程図である。

【図２】本発明の多層配線基板の多層配線層におけるレ
ーザー光によるビアホール形成時の構造について説明す
るための概略図であり、（ａ）は本発明品、（ｂ）は比
較品を示す。

【図３】本発明の多層配線基板における第２の配線回路
層のパターン図である。

【図４】本発明の多層配線基板の他の例を説明するため
の概略断面図である。

【図５】本発明の多層配線基板のさらに他の例を説明す
るための概略断面図である。

【図６】従来のベース＋ビルドアップ法を説明するため
の工程図である。

【符号の説明】

Ａコア基板Ｂ配線層Ｃ多層配線基板１絶縁基板２第１の配線回路層３絶縁層４第２の配線回路層５樹脂フィルム６離型性フィルム７ビアホール８金属メッキ層９ビアホール導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｈ０５Ｋ 3/18 Ｄ 3/20 3/20 Ａ // Ｂ２３Ｋ 101:42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板表面に第１の配線回路層が被着形
成されてなるコア基板の表面に、熱硬化性樹脂を含有す
る絶縁層と、該絶縁層表面に金属箔によって形成された
第２の配線回路層と、前記第１の配線回路層と前記第２
の配線回路層とを電気的に接続するビアホール導体を具
備する多層配線層を形成してなる多層配線基板であっ
て、前記第２の配線回路層が、断面形状が逆台形からなり、
前記絶縁層の表面と同一平面となるように前記絶縁層表
面に埋設されてなるとともに、前記ビアホール導体が前
記絶縁層を貫通して前記第１の配線回路層に達するよう
に形成されたビアホール内に金属メッキ層を形成してな
ることを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】前記コア基板と前記多層配線層とが一括し
て熱硬化して形成されてなることを特徴とする請求項１
の多層配線基板。
【請求項３】前記ビアホールがレーザーの照射によって
形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
多層配線基板。
【請求項４】前記第２の配線回路層が、前記多層配線層
の最表面に形成されてなることを特徴とする請求項１記
載の多層配線基板。
【請求項５】（ａ）絶縁基板表面に第１の配線回路層が
被着形成されてなるコア基板の表面に、熱硬化性樹脂を
含有する軟質の絶縁層を形成する工程と、（ｂ）該絶縁
層の表面に金属箔によって形成された第２の配線回路層
を被着形成するとともに、前記第２の配線回路層を前記
絶縁層表面に埋設する工程と、（ｃ）前記第２の配線回
路層が被着形成された絶縁層の表面に離型性フィルムを
貼り付けた後、加熱することによって前記絶縁層を熱硬
化する工程と、（ｄ）レーザー光の照射によって前記第
２の配線回路層が被着形成された前記絶縁層を貫通し、
前記第１の配線回路層に到達するビアホールを形成する
工程と、（ｅ）前記ビアホールの内壁に金属メッキ層を
形成し、前記第１の配線回路層と前記第２の配線回路層
とを電気的に接続する工程と、を具備する多層配線基板
の製造方法。
【請求項６】前記（ｃ）工程における離型性フィルム
が、ふっ化エチレンを含有するフィルムであることを特
徴とする請求項５記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項７】前記（ｄ）工程において、前記絶縁層の表
面に離型性フィルムを貼り付けた後、前記レーザー光の
照射によって前記離型性フィルムおよび前記絶縁層を貫
通し、前記第１の配線回路層に達するビアホールを形成
する請求項５記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項８】前記（ｅ）工程において、前記離型性フィ
ルムをメッキレジストとして用いることによって前記ビ
アホール内およびその付近のみに金属メッキ層を形成し
た後、前記離型性フィルムを剥がすことを特徴とする請
求項５記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項９】前記離型性フィルムが、透明または半透明
であって、前記第２の配線回路層が、レーザー光による
ビアホール形成箇所を画像認識できるマークを有し、こ
のマークによりレーザー光の照射位置を補正することを
特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか記載の多層
配線基板の製造方法。