JP2004103979A - Method for forming plated through-hole - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質層を有する積層板にメッキスルーホールを形成するためのメッキスルーホールの形成方法、及び当該メッキスルーホールで配線層が導電接続されている配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報・通信機器における情報処理の高速化や通信電波の高周波数化などに伴い、電子部品等を実装する配線基板にも、高周波に対応できる性能が要求されている。例えば、配線基板の絶縁層には、優れた高周波伝送特性を発現すべく、高周波における誘電率及び誘電正接が小さいことなどが要求される。
【0003】
すなわち、配線基板の回路内では誘電損失といわれる伝送過程におけるエネルギー損失が生じ、この誘電損失は、信号の周波数fと誘電率εの1/2乗と材料の誘電正接tanδの積に比例する。このため周波数fが大きい高周波用の配線基板では、特に誘電率εと誘電正接tanδとが小さい材料が要求される。また、信号の伝送速度は誘電率εの1/2乗に逆比例するため、この点からも高周波用途では、誘電率εの小さいものが望まれる。
【0004】
このような低誘電率、低誘電正接の絶縁層を形成する方法として、樹脂材料自体が低い誘電率等を有するものを使用する方法が従来は一般的であった。このような低誘電率の樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどの含フッ素高分子やポリイミド樹脂などが知られている。
【0005】
また、材料樹脂自体の誘電率より更に低い誘電率の絶縁層を形成する方法として、絶縁層を多孔質構造とする技術も存在する。例えば、微細な連続孔を有する多孔質構造を持ち、空孔率が15〜80%である高耐熱性樹脂フィルムからなる多孔質絶縁材料が知られており、具体的には、湿式凝固法によりポリアミド酸の多孔質膜を製膜した後、多孔質膜のイミド転化を行って得られたポリイミド多孔質膜が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
一方、両面配線基板、多層配線基板、その製造に用いるコア基板などの配線層を、2層間又は3層以上の層間で導電接続する構造として、貫通孔の内周面にメッキを施した、いわゆるメッキスルーホールが知られている。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−319442号公報(第1頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような樹脂多孔質膜を配線基板の絶縁層に使用する場合、ドリリングやレーザーで貫通孔を形成すると、貫通孔の内周面が多孔質構造となる。このため、貫通孔のメッキの際にメッキ液が樹脂多孔質層の内部に進入して残存し、マイグレーションによる短絡等の問題が生じ易かった。また、多孔質構造の孔径や空孔率によっては、メッキ自体が行えない場合もあった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、多孔質膜を配線基板の絶縁層に使用する場合に、好適にメッキ層が形成でき、メッキ液の残存による問題も生じにくいメッキスルーホールの形成方法、及び当該方法で形成したメッキスルーホールを有する配線基板を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明のメッキスルーホールの形成方法は、1層以上の樹脂多孔質層を有する積層板に第1貫通孔を形成する工程、その第1貫通孔に樹脂を充填する工程、充填した樹脂に再び第2貫通孔を形成する工程、及び少なくとも第2貫通孔の内周面にメッキ層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【0011】
上記において、前記第1貫通孔の形成工程を表面に剥離用フィルムを配置した積層板を用いて行い、前記樹脂の充填工程をその剥離用フィルムの表面側から樹脂原料を塗布して行った後、更に前記剥離用フィルムを剥離する工程を含むことが好ましい。
【0012】
また、前記積層板が絶縁体からなるバリヤー層を少なくとも一方の表面に有し、前記メッキ層を形成する工程でそのバリヤー層にもメッキ層を形成することが好ましい。
【0013】
一方、本発明の配線基板は、1層以上の樹脂多孔質層と2層以上の配線層とを有し、それらの配線層がメッキスルーホールで導電接続されている配線基板において、前記メッキスルーホールとその周囲の樹脂多孔質層との間には、非多孔質の樹脂層又は樹脂が含浸された樹脂多孔質層が介在することを特徴とする。
【0014】
また、本発明の別の配線基板は、2層以上の樹脂多孔質層と3層以上の配線層とを有し、それらの配線層がメッキスルーホールで導電接続されている配線基板において、内層に位置する配線層がメッキスルーホールに導電接続されていると共に、そのメッキスルーホールの周囲の樹脂多孔質層には樹脂が含浸されていることを特徴とする。
【0015】
[作用効果]
本発明のメッキスルーホールの形成方法によると、予め形成した第1貫通孔に樹脂を充填した後、この樹脂に再び第2貫通孔を形成するため、第2貫通孔の内周面は、非多孔質の樹脂層又は樹脂が含浸された樹脂多孔質層となる。このため、第2貫通孔の内周面にメッキ層を形成する際に、メッキ液が樹脂多孔質層の内部に進入しにくく、メッキが好適に行えるようになる。その結果、多孔質膜を配線基板の絶縁層に使用する場合に、好適にメッキ層が形成でき、メッキ液の残存による問題も生じにくいメッキスルーホールの形成方法が提供できる。
【0016】
前記第1貫通孔の形成工程を表面に剥離用フィルムを配置した積層板を用いて行い、前記樹脂の充填工程をその剥離用フィルムの表面側から樹脂原料を塗布して行った後、更に前記剥離用フィルムを剥離する工程を含む場合、積層した剥離用フィルムの開口から樹脂原料が塗布され、剥離用フィルムの剥離によって、第1貫通孔の内部にだけ樹脂が充填される。このように簡易な工程で好適に樹脂を充填することができ、他の部分への樹脂の残存による問題も生じにくい。
【0017】
前記積層板が絶縁体からなるバリヤー層を少なくとも一方の表面に有し、前記メッキ層を形成する工程でそのバリヤー層にもメッキ層を形成する場合、バリヤー層が存在するため、メッキ液が樹脂多孔質層の表面から進入しにくく、また、バリヤー層に形成されたメッキ層に対して表面の配線層を形成でき、別途、表面に金属層などを設ける工程が不要になる。
【0018】
一方、本発明の配線基板によると、配線層間を導電接続するメッキスルーホールとその周囲の樹脂多孔質層との間には、非多孔質の樹脂層又は樹脂が含浸された樹脂多孔質層が介在するため、メッキの際に進入したメッキ液の残存によるマイグレーションによる短絡等の問題が生じにくいものとなる。
【0019】
また、本発明の別の配線基板よると、内層に位置する配線層がメッキスルーホールに導電接続されていると共に、そのメッキスルーホールの周囲の樹脂多孔質層には樹脂が含浸されているため、メッキの際に進入したメッキ液の残存による問題が生じにくいものとなる。なお、メッキスルーホールとその周囲の樹脂多孔質層との間に非多孔質の樹脂層を介在させる方法では、内層に位置する配線層をメッキスルーホールに導電接続させるのが困難となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1〜図2は本発明のメッキスルーホールの形成方法の一例を示す工程図である。
【0021】
本発明のメッキスルーホールの形成方法は、図1(a)〜(b)に示すように、1層以上の樹脂多孔質層12を有する積層板SPに第1貫通孔H1を形成する工程を含む。本実施形態では、樹脂多孔質層12の表面に接着層11,13、更にその表面に金属層14,15が積層一体化されている積層板SPを用い、その表面に剥離用フィルム16を配置して、第1貫通孔H1を形成する例を示す。
【0022】
まず、樹脂多孔質層12について説明する。樹脂多孔質層12の材質としては、良好な耐熱性と機械的強度を有する樹脂が好ましく、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド、特に芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等の各種樹脂を採用することができる。これら樹脂のなかでもポリイミド系樹脂が絶縁性、耐熱性が良好であり好ましい。また、芳香族ポリアミドも絶縁性、耐熱性が良好であり、低熱線膨張率であるため好ましい。
【0023】
樹脂多孔質層12としては、空孔率10〜90%、平均孔径0.01〜3μmが好ましい。樹脂多孔質層12の厚みは、2〜100μmが好ましく、5〜50μmがより好ましい。このような樹脂多孔質層12は、予め多孔質膜として湿式凝固法、延伸法、乾式凝固法などで製膜したものを使用することができる。
【0024】
湿式凝固法では、一般的に、溶剤に樹脂と添加剤等を溶解した製膜原液(ドープ)を調製し、これを製膜基材に塗布(キャスト)したものを凝固液に浸漬して溶剤置換させることで、樹脂を凝固(ゲル化)させ、その後、凝固液等を乾燥除去するなどして多孔質膜を得る。製膜基材としては、ポリエステルなどの樹脂シート等が使用されるが、第1接着層11に対して樹脂多孔質膜を製膜・付着させてもよい。
【0025】
ポリイミド系樹脂としては、酸残基とアミン残基とがイミド結合した繰り返し単位を主体とするするものであれば、他の共重合成分やブレンド成分を含むものでもよい。好ましくは、耐熱性、吸湿性、機械的強度の点から、主鎖に芳香族基を有するポリイミドであり、テトラカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分の重合物からなるポリイミドを挙げることができる。特に、0.55〜3.00、好ましくは0. 60〜0.85の極限粘度(30℃での測定値)有している高分子であることが望ましい。上記範囲の極限粘度を有するものは、多孔質膜の形成を湿式凝固法で行う場合に、溶剤への溶解性が良好で、機械的強度が大きく自立性の多孔質膜となる。
【0026】
ポリイミド系樹脂は、当該重合体またはその前駆体(ポリアミド酸)を製膜に用いることができるが、ポリアミド酸はポリイミドと比較して溶解性が高いために、分子構造上の制約が少ないという利点がある。なお、重合体としては、完全にイミド化しているものがよいが、イミド化率が70%以上のものでも良い。イミド化率が比較的高いものをドープに用いる場合、ブタンテトラカルボン酸二無水物等の屈曲性の高い成分を繰り返し単位に含む重合体を使用するのが好ましい。
【0027】
ポリイミド系樹脂又はその前駆体を溶解させる溶剤は、これらを溶解する物であれば特に限定されないが、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶剤が溶解性の面や、多孔質膜の形成を湿式凝固法で行う場合の凝固溶剤との溶剤置換スピードの点で好ましく使用できる。好ましい例として、N−メチル−2−ピロリドンを例示することができる。また、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の溶剤を混合して、前記湿式凝固法における溶剤置換の速度を調整してもよい。
【0028】
一方、芳香族ポリアミドとしては、いわゆるパラ型アラミドやメタ型アラミドの他、骨格の一部をジフェニルエーテル、ジフェニルプロパン、ジフェニルメタン、ジフェニルケトン、ジフェニルスルホキシド、ビフェニル等で置換したものや、芳香環の水素基をメチル基、ハロゲン原子等で置換したものなどが挙げられる。
【0029】
パラ型アラミドとしては、ポリp−フェニレンテレフタラミド等が挙げられるが、このポリマーのように剛直な成分のみで構成されたアラミドは、特殊な薬剤で溶解させる必要がある。従って、多孔質膜に用いる芳香族ポリアミドとしては、屈曲性を付与する成分で骨格の一部を置換したアラミドやメタ型アラミドを少なくとも一部に使用することが好ましい。屈曲性を付与する成分としては、m−フェニレン、2,7−ナフタレン、ジフェニルエーテル、2,2−ジフェニルプロパン、ジフェニルメタンなどが挙げられる。このような成分は、ジカルボン酸モノマー又はジアミンモノマーとして、共重合に使用されて骨格に導入されるが、当該成分の共重合比が大きいものほど、一般に溶剤に対する溶解性が高くなる。
【0030】
芳香族ポリアミドを溶解する溶剤は、溶解性の観点から、例えば、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン,N−メチルピペリドン−2、N,N−ジメチルエチレン尿素、N,N,N’,N’−テトラメチルアロン酸アミド、N−メチルカプロラクタム、N−アセチルピロリジン、N,N−ジエチルアセトアミド、N−エチルピロリドン−2、N,N−ジメチルプロピオン酸アミド、N,N−ジメチルイソブチルアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルプロピレン尿素及びそれらの混合系が挙げられる。更に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶剤が溶解性の面や、凝固溶剤との溶剤置換スピードの点で好ましく使用できる。特に好ましい例として、N−メチル−2−ピロリドンを例示することができる。
【0031】
また、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、等の溶剤を混合して、溶剤置換の速度を調整してもよい。
【0032】
湿式凝固法におけるドープは、好ましくは−20〜40℃の温度範囲で塗布される。また、凝固液としては用いる樹脂を溶解せずに、上記溶剤と相溶性を有するものであれば、限定されないが、水やメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類及びこれらの混合液が用いられ、特に水が好適に用いられる。浸漬時の凝固液の温度は特に限定されないが、好ましくは0〜90℃の温度である。
【0033】
製膜原液のポリマー濃度は、5重量%から25重量%の範囲が好ましく、7重量%から20重量%がより好ましい。濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になるし、濃度が低すぎると多孔質膜が形成しにくくなる傾向がある。
【0034】
孔径形状や孔径コントロールのために硝酸リチウムのような無機物やポリビニルピロリドンのような有機物を添加することもできる。添加物の濃度は溶液中に1重量%から10重量%まで添加するのが好ましい。硝酸リチウムを添加すると溶剤と凝固液との置換速度が速く、スポンジ構造の中にフィンガーボイド構造(指状にボイドを有する構造)を形成できる。ポリビニルピロリドンのような凝固スピードを遅くする添加剤を加えると、スポンジ構造が均一に広がった多孔質膜を得ることができる。
【0035】
製膜原液は一定の厚みに塗布し、水等の凝固液中に浸漬して凝固させたり、水蒸気雰囲気下に放置して凝固した後、水中に浸漬するなどして、脱溶剤され多孔質膜となる。多孔質膜の形成後、凝固液から取り出した後、乾燥する。乾燥温度は特に制限されないが、200℃以下での乾燥が望ましい。
【0036】
ポリイミド系樹脂の多孔質層を形成する際、その前駆体(ポリアミド酸)を用いる場合には、最終的に200〜500℃で熱処理して、前駆体(ポリアミド酸)を加熱閉環させてポリイミドとする。
【0037】
接着層11,13の材質は、同一でも異なっていてもよが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド酸等が挙げられる。第1接着層11と第2接着層13の厚みは、金属層14,15や樹脂多孔質層12との接着性を確保する観点より、2〜50μmが好ましい。
【0038】
金属層14,15は、配線パターンとしての導電性、加工性等の点から、配線層となる金属層14,15としては銅であることが好ましい。金属層14,15の厚さは、メッキ層と共に配線層を形成するため、何れでもよいが、好ましくは1〜50μmである。金属箔部分の表面には、接着層11,13との密着性を高めるために、粗面化処理、黒色処理などの物理的又は化学的な各種表面処理を行ってもよい。
【0039】
積層板SPを形成する方法としては、各層を予めシート状に形成し、それらを加熱プレス、ラミネート等により積層一体化する方法や、樹脂多孔質膜の両面に接着剤を塗布形成する方法、樹脂付銅箔を使用する方法等が挙げられる。従って、積層板SPの樹脂多孔質層12には第1接着層11及び第2接着層13が一部含浸されていてもよく、仮着状態であってもよい。
【0040】
積層板SPの表面に剥離用フィルム16を配置する方法は、位置ズレが生じないように仮着等を行う方法が好ましく、ホットメルトタイプや粘着性を有する剥離用フィルム16を用いて仮着する方法などが挙げられる。剥離用フィルム16としては、ポリオレフィンやポリエステル等を基材するものが挙げられる。
【0041】
積層板SPに第1貫通孔H1を形成する方法は、ドリリング、パンチング、レーザー照射などいずれの方法で行ってもよい。第1貫通孔H1の孔サイズ(孔径)は、メッキスルーホールを形成する第2貫通孔H2と同じがやや大小する程度が好ましい。本発明では、第2貫通孔H2の孔径は、10〜200μmが好ましい。
【0042】
本実施形態では、第1貫通孔H1が第2貫通孔H2より若干大きい孔径を有する例を示すが、この場合、メッキスルーホール18aとその周囲の樹脂多孔質層12との間には、非多孔質の樹脂層17bが介在することになる(図2(f)参照)。逆に、第1貫通孔H1が第2貫通孔H2より若干小さいか同じ孔径を有する場合、メッキスルーホール18aとその周囲の樹脂多孔質層12との間には、樹脂が含浸された樹脂多孔質層12aが介在する(図5(a)参照)。
【0043】
本発明は、図1(c)に示すように、第1貫通孔H1に樹脂17を充填する工程を含む。第1貫通孔H1への充填は、少なくとも第1貫通孔H1の周壁に樹脂17が充填されていればよく、第1貫通孔H1の全体に充填する必要はない。
【0044】
充填される樹脂17は、導電性でも絶縁性でもよく、導電性の場合、例えば導電性微粒子を含有するものが使用できる。樹脂としては、接着層11,13や樹脂多孔質層12と同様の樹脂が使用できるが、好ましくは、エポキシ樹脂やエポキシ樹脂と他の樹脂の混合物である。
【0045】
樹脂17を充填する方法は、スクリーン印刷などの各種印刷法、スクイーズによる方法など何れでもよいが、剥離用フィルム16を配置する場合、剥離用フィルム16の表面側から樹脂原料を塗布する方法が好ましい。塗布後、必要に応じて乾燥、加熱などにより樹脂17を固化させる。第1貫通孔H1に充填された樹脂17aは、第2貫通孔H2を形成する際に十分な強度を得る観点からも、周囲の樹脂多孔質層12に一部が含浸されているのが好ましい。
【0046】
本発明は、図1(d)に示すように、充填した樹脂17aに再び第2貫通孔H2を形成する工程を含む。第2貫通孔H2の形成方法等は、第1貫通孔H1の場合と同じである。本実施形態では、この工程によって、樹脂層17bが第2貫通孔H2の周囲に形成される。
【0047】
次に、図2(e)に示すように、剥離用フィルム16を物理的に剥離するが、この工程は第2貫通孔H2の形成に先立って行ってもよい。剥離用フィルム16の剥離によって、第2貫通孔H2の周囲の樹脂層17bのみが残存する。
【0048】
本発明は、図2(f)に示すように、少なくとも第2貫通孔H2の内周面にメッキ層18を形成する工程を含む。本実施形態では、同時に金属層14,15の表面にもメッキを施す例を示す。これによって、メッキスルーホール18a、及び表面メッキ層18bが形成される。メッキ層18を構成する金属としては、金属層14,15と同様に銅であることが好ましい。
【0049】
樹脂層17bが絶縁性の場合、例えばその表面に無電解メッキを行った後に電解メッキを行えばよいが、無電解メッキに先立って当該表面にメッキ触媒を沈着させてもよい。
【0050】
無電解メッキおよび電解メッキの方法は、従来公知の方法が何れも使用可能である。例えば、無電解メッキには、通常、銅、錫等のメッキ液が使用されるが、無電解メッキのメッキ液は、各種金属に対応して周知であり、各種のものが市販されている。一般的には、液組成として、金属イオン源、アルカリ源、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。また、電解メッキは、一般に対象となる積層板をメッキ浴内に浸漬しながら、その表面金属を陰極とし、メッキする金属の金属イオン補給源を陽極として、電気分解反応により陰極側に金属を析出させることにより行われる。なお、メッキ層18の厚みは、1〜50μmが好ましい。
【0051】
次に、図2(g)に示すように、必要に応じて、表面メッキ層18bにパターン形成を行う。この工程は例えばエッチング液を用いたエッチング等により行われる。エッチングは金属の種類に応じたエッチング液が使用され、パターンエッチングには、ドライフィルムレジスト等が使用できる。本実施形態では、金属層14,15と、メッキ層18とが同種金属のため、これらの層が同時にエッチングされて、配線層19となる。
【0052】
本実施形態では、エッチング時に接着層11,13が絶縁体からなるバリヤー層として機能するため、エッチング液を進入を防止することができる。本発明では、積層板SPが絶縁体からなるバリヤー層を樹脂多孔質層12の少なくとも一方の表面に有することが好ましく、両方の表面にバリヤー層を有することが更に好ましい。
【0053】
本発明の配線基板は、図2(g)に示すように、1層以上の樹脂多孔質層12と2層以上の配線層19とを有し、それらの配線層19がメッキスルーホール18aで導電接続されている配線基板において、メッキスルーホール18aとその周囲の樹脂多孔質層12との間には、非多孔質の樹脂層17b(又は樹脂が含浸された樹脂多孔質層)が介在することを特徴とする。
【0054】
〔他の実施形態〕
以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【0055】
(1)前述の実施形態では、金属層を両面に有する積層板を使用する例を示したが、図3〜図4に示すように、本発明では、金属層を有さずに接着層11,13と樹脂多孔質層12とからなる積層板SPを用いて実施してもよい。つまり、積層板SPが絶縁体からなるバリヤー層を少なくとも一方の表面に有し、メッキ層18を形成する工程でそのバリヤー層にもメッキ層18が形成される。
【0056】
また、この実施形態では図3(c)に示すように、第1貫通孔H1に樹脂を充填する工程において、第1貫通孔H1の周囲に、樹脂が含浸された樹脂多孔質層12aを形成している。第1貫通孔H1の周囲の樹脂多孔質層12に樹脂を含浸するには、樹脂多孔質層12の孔径を比較的大きくしたり、樹脂原料の粘度を下げたり、溶融粘度の小さい樹脂を使用したりすればよい。
【0057】
なお、金属層を有さない積層板SPを用いる場合、接着層11,13に無電解メッキを施す際に、触媒の添着を行うのが好ましい。また、メッキ層18の密着性を高めるために、接着層11,13の表面を粗面化処理するのが好ましい。
【0058】
(2)前述の実施形態では、1層の樹脂多孔質層を有する積層板にメッキスルーホールを形成した配線基板の例を示したが、図5(a)に示すように、2層以上の樹脂多孔質層12と3層以上の配線層19とを有する積層板に、配線層19を導電接続するためのメッキスルーホール18aを形成した配線基板であってもよい。
【0059】
この例では、外層の配線層19a,19dと内層に位置する一方の配線層19bとがメッキスルーホール18aに導電接続されており、内層に位置する他方の配線層19cはメッキスルーホール18aに導電接続されていない。このような構造は、第1貫通孔H1より第2貫通孔H2を若干大きい孔径にするか又は同じ孔径にすることで得られ、メッキスルーホール18aの周囲には樹脂層17bが介在せずに、配線層19bと接触して導電接続される。つまり、第2貫通孔H2を形成した際に、配線層19bが内周面に露出し、その表面にメッキスルーホール18aが形成されて、導電接続される。また、メッキスルーホール18aの周囲の樹脂多孔質層12には樹脂が含浸されている(樹脂多孔質層12a)。 なお、メッキスルーホール18aを形成する前の配線基板は、樹脂多孔質層12の表面に接着層11,13を介して配線層19b,19cを形成したものをプリプレグ20を介して積層一体化する方法などで作製することができる。
【0060】
(3)前述の実施形態では、第2貫通孔の内周面を含む全面にメッキ層を形成する例を示したが、第2貫通孔の内周面のみ、又は内周面とその周辺のみににメッキ層を形成してもよい。その場合、メッキレジストとして第2貫通孔の形成位置又はその周辺に開口を有するものを使用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメッキスルーホールの形成方法の一例を示す工程図
【図2】本発明のメッキスルーホールの形成方法の一例を示す工程図
【図3】本発明のメッキスルーホールの形成方法の他の例を示す工程図
【図4】本発明のメッキスルーホールの形成方法の他の例を示す工程図
【図5】本発明の配線基板の他の例を示す要部断面図
【符号の説明】
11 第1接着層
12 樹脂多孔質層
12a 樹脂が含浸した樹脂多孔質層
13 第2接着層
16 剥離用フィルム
17 樹脂
17a 充填された樹脂
17b 樹脂層
18 メッキ層
18a メッキスルーホール
19 配線層
H1 第1貫通孔
H2 第2貫通孔
SP 積層板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a plated through hole for forming a plated through hole in a laminate having a porous layer, and a wiring board in which a wiring layer is conductively connected by the plated through hole.
[0002]
[Prior art]
With the recent increase in the speed of information processing and the increase in the frequency of communication radio waves in information and communication equipment, wiring boards on which electronic components and the like are mounted are required to be capable of handling high frequencies. For example, an insulating layer of a wiring board is required to have a small dielectric constant and a small dielectric loss tangent at high frequencies in order to exhibit excellent high-frequency transmission characteristics.
[0003]
That is, an energy loss in the transmission process called dielectric loss occurs in the circuit of the wiring board, and the dielectric loss is proportional to the product of the signal frequency f, the 1/2 power of the dielectric constant ε, and the dielectric loss tangent tan δ of the material. For this reason, a high-frequency wiring board having a large frequency f requires a material having a small dielectric constant ε and a small dielectric loss tangent tan δ. Further, since the signal transmission speed is inversely proportional to the 1/2 power of the dielectric constant ε, a low dielectric constant ε is desired for high frequency applications from this point as well.
[0004]
Conventionally, as a method of forming such an insulating layer having a low dielectric constant and a low dielectric tangent, a method using a resin material having a low dielectric constant or the like has been generally used. As such a resin material having a low dielectric constant, for example, a fluorine-containing polymer such as polytetrafluoroethylene or a polyimide resin is known.
[0005]
Further, as a method of forming an insulating layer having a lower dielectric constant than the dielectric constant of the material resin itself, there is a technique of forming the insulating layer into a porous structure. For example, a porous insulating material having a porous structure having fine continuous pores and a high heat-resistant resin film having a porosity of 15 to 80% is known. A polyimide porous membrane obtained by forming a polyamic acid porous membrane and then performing imide conversion of the porous membrane is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
On the other hand, a wiring layer such as a double-sided wiring board, a multilayer wiring board, or a core substrate used for the production thereof is conductively connected between two layers or three or more layers. Plated through holes are known.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-319442 (
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-described resin porous film is used as an insulating layer of a wiring board, if a through-hole is formed by drilling or laser, the inner peripheral surface of the through-hole has a porous structure. For this reason, when plating the through hole, the plating solution enters and remains inside the resin porous layer, and a problem such as a short circuit due to migration is likely to occur. Further, depending on the pore diameter and porosity of the porous structure, plating itself may not be performed in some cases.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a plated through hole, in which a plating layer can be suitably formed when a porous film is used as an insulating layer of a wiring board, and a problem due to a residual plating solution does not easily occur, and the method. It is another object of the present invention to provide a wiring board having a plated through hole formed by the method described above.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by the present invention as described below.
That is, the method for forming a plated through hole according to the present invention includes a step of forming a first through hole in a laminate having one or more resin porous layers, a step of filling the first through hole with a resin, and a step of filling the filled resin. And a step of forming a plating layer on at least the inner peripheral surface of the second through hole.
[0011]
In the above, after the step of forming the first through hole is performed using a laminate having a release film disposed on the surface thereof, and the step of filling the resin is performed by applying a resin raw material from the surface side of the release film. Preferably, the method further includes a step of peeling the release film.
[0012]
Further, it is preferable that the laminate has a barrier layer made of an insulator on at least one surface, and a plating layer is also formed on the barrier layer in the step of forming the plating layer.
[0013]
On the other hand, the wiring board of the present invention has one or more resin porous layers and two or more wiring layers, and the wiring layers are conductively connected by plated through holes. A non-porous resin layer or a resin-impregnated resin porous layer is interposed between the hole and the surrounding resin porous layer.
[0014]
Further, another wiring board of the present invention has an inner layer in a wiring board having two or more resin porous layers and three or more wiring layers, and the wiring layers are conductively connected by plated through holes. Is electrically connected to the plated through hole, and the resin porous layer around the plated through hole is impregnated with resin.
[0015]
[Effects]
According to the plating through hole forming method of the present invention, the resin is filled in the first through hole formed in advance, and then the second through hole is formed again in the resin. It becomes a porous resin layer or a resin porous layer impregnated with resin. For this reason, when forming a plating layer on the inner peripheral surface of the second through hole, the plating solution does not easily enter the inside of the resin porous layer, and plating can be suitably performed. As a result, when the porous film is used as the insulating layer of the wiring board, it is possible to provide a method for forming a plated-through hole, in which a plated layer can be suitably formed and a problem due to a residual plating solution hardly occurs.
[0016]
The step of forming the first through-hole is performed by using a laminate having a release film disposed on the surface thereof, and the step of filling the resin is performed by applying a resin material from the surface side of the release film, and further performing In the case where the step of peeling the release film is included, a resin material is applied from the opening of the laminated release film, and the resin is filled only in the first through hole by peeling the release film. As described above, the resin can be suitably filled by the simple process, and the problem due to the remaining of the resin in other portions hardly occurs.
[0017]
In the case where the laminate has a barrier layer made of an insulator on at least one surface and a plating layer is also formed on the barrier layer in the step of forming the plating layer, since the barrier layer is present, the plating solution is made of resin. It is difficult to enter from the surface of the porous layer, and a wiring layer on the surface can be formed on the plating layer formed on the barrier layer, so that a separate step of providing a metal layer on the surface becomes unnecessary.
[0018]
On the other hand, according to the wiring board of the present invention, a non-porous resin layer or a resin-impregnated resin porous layer is interposed between a plated through hole that electrically connects the wiring layers and the surrounding resin porous layer. Because of the interposition, a problem such as a short circuit due to migration due to a residual plating solution that has entered during plating hardly occurs.
[0019]
According to another wiring board of the present invention, the wiring layer located in the inner layer is conductively connected to the plated through hole, and the resin is impregnated in the resin porous layer around the plated through hole. In addition, problems due to the residual plating solution that has entered during plating are less likely to occur. In the method of interposing a non-porous resin layer between the plating through hole and the surrounding resin porous layer, it is difficult to electrically connect the wiring layer located in the inner layer to the plating through hole.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are process diagrams showing an example of a method for forming a plated through hole according to the present invention.
[0021]
The method for forming a plated through hole according to the present invention includes a step of forming a first through hole H1 in a laminated plate SP having one or more resin
[0022]
First, the resin
[0023]
The resin
[0024]
In the wet coagulation method, in general, a film-forming stock solution (dope) in which a resin and additives are dissolved in a solvent is prepared, and the solution is applied (cast) to a film-forming base material and immersed in the coagulation solution to form a solvent. By substituting the resin, the resin is solidified (gelled), and then the coagulation liquid or the like is dried and removed to obtain a porous film. As the film forming substrate, a resin sheet of polyester or the like is used. However, a resin porous film may be formed and attached to the first
[0025]
As the polyimide-based resin, a resin containing another copolymer component or a blend component may be used as long as it is mainly composed of a repeating unit in which an acid residue and an amine residue are imide-bonded. Preferably, in view of heat resistance, hygroscopicity, and mechanical strength, it is a polyimide having an aromatic group in a main chain, and examples thereof include a polyimide comprising a polymer of a tetracarboxylic acid component and an aromatic diamine component. In particular, 0.55 to 3.00, preferably 0. It is desirable that the polymer has an intrinsic viscosity of 60 to 0.85 (measured value at 30 ° C.). Those having an intrinsic viscosity in the above range, when forming a porous film by a wet coagulation method, have a good solubility in a solvent, a large mechanical strength and a self-supporting porous film.
[0026]
The polyimide resin can use the polymer or its precursor (polyamic acid) for film formation. However, since polyamic acid has higher solubility than polyimide, there is an advantage that there is little restriction on a molecular structure. There is. The polymer is preferably completely imidized, but may be one having an imidation ratio of 70% or more. When a dope having a relatively high imidation ratio is used, it is preferable to use a polymer containing a highly flexible component such as butanetetracarboxylic dianhydride in a repeating unit.
[0027]
The solvent for dissolving the polyimide resin or its precursor is not particularly limited as long as it dissolves them, but N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide Such aprotic polar solvents can be preferably used from the viewpoint of solubility and the speed of solvent replacement with a coagulating solvent when a porous film is formed by a wet coagulation method. Preferred examples include N-methyl-2-pyrrolidone. A solvent such as diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol diethyl ether may be mixed to adjust the rate of solvent replacement in the wet coagulation method.
[0028]
On the other hand, aromatic polyamides include, in addition to so-called para-type aramids and meta-type aramids, those in which a part of the skeleton is substituted with diphenyl ether, diphenylpropane, diphenylmethane, diphenyl ketone, diphenyl sulfoxide, biphenyl, or the like, or a hydrogen group of an aromatic ring. With a methyl group, a halogen atom or the like.
[0029]
Examples of the para-type aramid include poly-p-phenylene terephthalamide and the like, but an aramid composed of only a rigid component like this polymer needs to be dissolved with a special agent. Therefore, as the aromatic polyamide used for the porous membrane, it is preferable to use at least a part of an aramid or a meta-aramid whose skeleton is partially substituted with a component imparting flexibility. Examples of the component that imparts flexibility include m-phenylene, 2,7-naphthalene, diphenyl ether, 2,2-diphenylpropane, and diphenylmethane. Such a component is used as a dicarboxylic acid monomer or a diamine monomer for copolymerization and is introduced into the skeleton. Generally, the higher the copolymerization ratio of the component, the higher the solubility in a solvent.
[0030]
From the viewpoint of solubility, for example, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylpiperidone-2, N, N-dimethylethylene urea, N, N, N ', N'-tetramethylalonamide, N-methylcaprolactam, N-acetylpyrrolidine, N, N-diethylacetamide, N-ethylpyrrolidone-2, N, N- Examples thereof include dimethylpropionamide, N, N-dimethylisobutylamide, N-methylformamide, N, N-dimethylpropyleneurea, and a mixed system thereof. Further, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide and N, N-dimethylformamide can be preferably used in terms of solubility and the speed of solvent replacement with a coagulating solvent. . A particularly preferred example is N-methyl-2-pyrrolidone.
[0031]
Further, a solvent such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, or the like may be mixed to adjust the rate of solvent replacement.
[0032]
The dope in the wet coagulation method is preferably applied in a temperature range of -20 to 40C. Further, as the coagulating liquid, without dissolving the resin to be used, as long as it has compatibility with the above-mentioned solvent, water, methanol, ethanol, alcohols such as isopropyl alcohol and a mixture thereof are used. In particular, water is preferably used. The temperature of the coagulating liquid during immersion is not particularly limited, but is preferably a temperature of 0 to 90 ° C.
[0033]
The polymer concentration of the stock solution is preferably in the range of 5% to 25% by weight, more preferably 7% to 20% by weight. If the concentration is too high, the viscosity becomes too high and handling becomes difficult. If the concentration is too low, a porous film tends to be difficult to form.
[0034]
An inorganic substance such as lithium nitrate and an organic substance such as polyvinylpyrrolidone can be added for controlling the pore shape and pore diameter. The concentration of the additive is preferably from 1% by weight to 10% by weight in the solution. When lithium nitrate is added, the replacement speed between the solvent and the coagulating liquid is high, and a finger void structure (a structure having finger-like voids) can be formed in the sponge structure. By adding an additive such as polyvinylpyrrolidone which slows down the coagulation speed, a porous membrane having a sponge structure uniformly spread can be obtained.
[0035]
The film-forming stock solution is applied to a certain thickness and immersed in a coagulating liquid such as water to coagulate, or left in a steam atmosphere to coagulate, then immersed in water to remove the solvent and form a porous membrane. It becomes. After the formation of the porous membrane, it is taken out of the coagulation liquid and dried. The drying temperature is not particularly limited, but drying at 200 ° C. or lower is desirable.
[0036]
When the precursor (polyamic acid) is used when forming the porous layer of the polyimide-based resin, the precursor (polyamic acid) is finally heat-treated at 200 to 500 ° C., and the precursor (polyamic acid) is heated and closed to form a polyimide. I do.
[0037]
The materials of the
[0038]
The metal layers 14 and 15 are preferably made of copper from the viewpoint of conductivity as a wiring pattern, workability, and the like. The thickness of the metal layers 14 and 15 may be any thickness for forming the wiring layer together with the plating layer, but is preferably 1 to 50 μm. The surface of the metal foil portion may be subjected to various physical or chemical surface treatments such as a roughening treatment and a blackening treatment in order to enhance the adhesion to the
[0039]
As a method of forming the laminated plate SP, a method of forming each layer in a sheet shape in advance and laminating and integrating them by heat pressing, laminating, or the like, a method of applying and forming an adhesive on both surfaces of a resin porous film, a resin A method using an attached copper foil is exemplified. Therefore, the first
[0040]
The method of arranging the
[0041]
The method of forming the first through holes H1 in the laminated plate SP may be performed by any method such as drilling, punching, and laser irradiation. The hole size (hole diameter) of the first through hole H1 is the same as the second through hole H2 forming the plated through hole, but is preferably slightly larger or smaller. In the present invention, the hole diameter of the second through hole H2 is preferably from 10 to 200 μm.
[0042]
In the present embodiment, an example is shown in which the first through-hole H1 has a slightly larger hole diameter than the second through-hole H2. In this case, there is no gap between the plated through-
[0043]
The present invention includes a step of filling the first through hole H1 with the
[0044]
The
[0045]
The method of filling the
[0046]
The present invention includes, as shown in FIG. 1D, a step of forming a second through hole H2 again in the filled
[0047]
Next, as shown in FIG. 2E, the peeling
[0048]
The present invention includes a step of forming a
[0049]
When the
[0050]
As the method of electroless plating and electrolytic plating, any conventionally known methods can be used. For example, a plating solution such as copper or tin is usually used for electroless plating. Plating solutions for electroless plating are well known for various metals, and various plating solutions are commercially available. Generally, the liquid composition contains a metal ion source, an alkali source, a reducing agent, a chelating agent, a stabilizer and the like. In general, in electroplating, while a target laminate is immersed in a plating bath, the surface metal is used as a cathode, and a metal ion replenishment source for the metal to be plated is used as an anode to deposit metal on the cathode side by an electrolytic reaction. This is done by letting Note that the thickness of the
[0051]
Next, as shown in FIG. 2G, a pattern is formed on the
[0052]
In the present embodiment, since the
[0053]
As shown in FIG. 2 (g), the wiring board of the present invention has one or more resin
[0054]
[Other embodiments]
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described.
[0055]
(1) In the above-described embodiment, an example is shown in which a laminate having a metal layer on both sides is used. However, as shown in FIGS. 3 and 4, in the present invention, the
[0056]
In this embodiment, as shown in FIG. 3C, in the step of filling the first through hole H1 with a resin, a resin
[0057]
When a laminate SP having no metal layer is used, it is preferable to attach a catalyst when performing electroless plating on the
[0058]
(2) In the above-described embodiment, an example of a wiring board in which plated through holes are formed in a laminate having one resin porous layer has been described. However, as shown in FIG. The wiring board may be formed by forming a plated through
[0059]
In this example, the
[0060]
(3) In the above-described embodiment, the example in which the plating layer is formed on the entire surface including the inner peripheral surface of the second through-hole has been described. Alternatively, a plating layer may be formed. In that case, a plating resist having an opening at or around the position where the second through hole is formed may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for forming a plated through hole according to the present invention; FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for forming a plated through hole according to the present invention; FIG. FIG. 4 is a process diagram showing another example of the method. FIG. 4 is a process diagram showing another example of the method of forming a plated through hole of the present invention. Explanation of code]
11 first
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