JP2007201509A

JP2007201509A - 多層プリント配線板

Info

Publication number: JP2007201509A
Application number: JP2007121219A
Authority: JP
Inventors: Motoo Asai; 元雄浅井; Takashi Kariya; 隆苅谷; Kenichi Shimada; 憲一島田; Hiroshi Segawa; 博史瀬川
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】コア基板を多層化しても、コア基板内の内層回路との電気的接続をスルーホールを介して十分に確保することのできる、スルーホールの高密度化に有利な多層プリント配線板を提供すること。
【解決手段】内層に導体層を有する多層コア基板上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層されて各導体層間がバイアホールにて接続されたビルドアップ配線層が形成されてなる多層プリント配線板において、前記多層コア基板には、スルーホールが形成され、そのスルーホールには充填材が充填されるとともに該充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層が形成されてなり、その導体層には、前記多層コア基板上の層間樹脂絶縁層に設けた開口にめっき層が充填されてなるバイアホールが接続されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、多層プリント配線板に関し、とくに、コア基板を多層化しても内層回路との電気的接続をスルーホールを介して十分に確保できる、スルーホールの高密度化に有利な多層プリント配線板の構成について提案する。

近年、ＩＣチップを実装するパッケージ基板は、電子工業の進歩に伴う電子機器の小型化あるいは高速化に対応し、ファインパターンによる高密度化および信頼性の高いものが求められている。このようなパッケージ基板として、１９９７年，１月号の「表面実装技術」には、多層コア基板の両面にビルドアップ多層配線層が形成されたものが開示されている。

ところが、上掲の従来技術に係るパッケージ基板では、多層コア基板内の導体層とビルドアップ配線層との接続は、多層コア基板の表面にスルーホールから配線した内層パッドを設け、この内層パッドにバイアホールを接続させて行っていた。このため、スルーホールのランド形状がダルマ形状あるいは鉄アレイ形状となり、その内層パッドの領域がスルーホールの配置密度の向上を阻害し、スルーホールの形成数には一定の限界があった。それ故に、配線の高密度化を図るためにコア基板を多層化すると、上層のビルドアップ配線層は、多層コア基板内の導体層と十分な電気的接続を確保することができないという問題があった。

本発明の目的は、コア基板を多層化しても、コア基板内の内層回路との電気的接続をスルーホールを介して十分に確保することのできる、スルーホールの高密度化に有利な多層プリント配線板を提供することにある。

発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意研究した。その結果、発明者らは、内層パッドを介してバイアホールとスルーホールを接続するのではなく、スルーホールを覆うように形成した導体層の上に直接バイアホールを接続すれば、スルーホールの配置密度が向上し、こうして高密度化したスルーホールを介して多層化したコア基板の内層回路とも十分な接続が確保できるようになることを知見し、以下に示す内容を要旨構成とする発明に想到した。

すなわち、本発明の多層プリント配線板は、内層に導体層を有する多層コア基板上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層されて各導体層間がバイアホールにて接続されたビルドアップ配線層が形成されてなる多層プリント配線板において、
前記多層コア基板には、スルーホールが形成され、そのスルーホールには充填材が充填されるとともに該充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層が形成されてなり、その導体層には、前記多層コア基板上の層間樹脂絶縁層に設けた開口にめっき層が充填されてなるバイアホールが接続されていることを特徴とする。
なお、本発明に係る上記多層プリント配線板において、スルーホールに充填される充填材は、金属粒子と、熱硬化性または熱可塑性の樹脂からなることが好ましい。

本発明のプリント配線板によれば、コア基板を多層化しても、コア基板内の内層回路との電気的接続をスルーホールを介して十分に確保することのできる、スルーホールの高密度化に有利な高密度配線板を提供することができる。

本発明の多層プリント配線板は、多層コア基板に設けたスルーホールに充填材が充填され、さらに、この充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層が形成され、この導体層にバイアホールを接続させることで、ビルドアップ配線層とスルーホールの接続を行う構造とした点に特徴がある。
このような本発明の構成によれば、スルーホール直上の領域を内層パッドとして機能せしめることでデッドスペースが無くなり、しかも、スルーホールからバイアホールに接続するための内層パッドを配線する必要もないので、スルーホールのランド形状を真円とすることができる。その結果、多層コア基板中に設けられるスルーホールの配置密度が向上し、こうして高密度化されたスルーホールを介して、上層のビルドアップ配線層は、多層コア基板内の内層回路と十分な接続を確保することが可能になる。

このような本発明の多層プリント配線板において、多層コア基板の両面にビルドアップ配線層が形成されてなる構造を採用したのは、配線密度を高くするためである。
この多層コア基板は、導体層とプリプレグとを交互に積層して形成される。例えば、ガラス繊維やアラミド繊維の布あるいは不織布に樹脂を含浸させてＢステージとしたプリプレグを、銅箔や回路基板と交互に積層し、次いで、加熱プレスして一体化することにより形成される。

本発明の多層プリント配線板では、多層コア基板内の内層回路とビルドアップ配線層を接続するために、多層コア基板にはスルーホールが設けられ、このスルーホールに充填材が充填される。この充填材は、金属粒子、熱硬化性の樹脂および硬化剤からなるか、あるいは金属粒子および熱可塑性の樹脂からなることが好ましく、必要に応じて溶剤を添加してもよい。このような充填材は、金属粒子が含まれていると、その表面を研磨することにより金属粒子が露出し、この露出した金属粒子を介してその上に形成される導体層のめっき膜と一体化するため、ＰＣＴ（pressure cooker test）のような過酷な高温多湿条件下でも導体層との界面で剥離が発生しにくくなる。また、この充填材は、壁面に金属膜が形成されたスルーホールに充填されるので、金属イオンのマイグレーションが発生しない。
金属粒子としては、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、チタン、クロム、すず／鉛、パラジウム、プラチナなどが使用できる。なお、この金属粒子の粒子径は、0.1〜50μｍがよい。この理由は、0.1μｍ未満であると、銅表面が酸化して樹脂に対する濡れ性が悪くなり、一方、50μｍを超えると、印刷性が悪くなるからである。また、この金属粒子の配合量は、全体量に対して30〜90wt％がよい。この理由は、30wt％より少ないと、フタめっきの密着性が悪くなり、一方、90wt％を超えると、印刷性が悪化するからである。
使用される樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型などのエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＰＰＳ、ＰＥＮ、ＰＥＳ、ナイロン、アラミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ＰＥＴなどが使用できる。
硬化剤としては、イミダゾール系、フェノール系、アミン系などの硬化剤が使用できる。
溶剤としては、ＮＭＰ（ノルマルメチルピロリドン）、ＤＭＤＧ（ジエチレングリコールジメチルエーテル）、グリセリン、水、１−又は２−又は３−のシクロヘキサノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノールなどが使用できる。

特に、この充填材の最適組成としては、重量比で６：４〜９：１のCu粉とビスフェノールＦ型の無溶剤エポキシ（油化シェル製、商品名：Ｅ-807）の混合物と硬化剤の組合せ、あるいは重量比で８：２：３のCu粉とＰＰＳとＮＭＰの組合せが好ましい。
この充填材は、非導電性であることが望ましい。非導電性の方が硬化収縮が小さく、導体層やバイアホールとの剥離が起こりにくいからである。

本発明の多層プリント配線板では、充填材が充填されたスルーホールの内壁導体表面に粗化層が形成されていることが望ましい。スルーホール内壁の導体表面に粗化層が形成されるのは、充填材とスルーホールとが粗化層を介して密着し隙間が発生しないからである。もし、充填材とスルーホールとの間に空隙が存在すると、その直上に電解めっきで形成される導体層は、平坦なものとならなかったり、空隙中の空気が熱膨張してクラックや剥離を引き起こしたりし、また一方で、空隙に水が溜まってマイグレーションやクラックの原因となったりする。この点、粗化層が形成されているとこのような不良発生を防止することができる。

また、本発明において、充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層の表面には、スルーホール内壁の導体表面に形成した粗化層と同様の粗化層が形成されていることが有利である。この理由は、粗化層により層間樹脂絶縁層やバイアホールとの密着性を改善することができるからである。特に、導体層の側面に粗化層が形成されていると、導体層側面と層間樹脂絶縁層との密着不足によってこれらの界面を起点として層間樹脂絶縁層に向けて発生するクラックを抑制することができる。

このようなスルホール内壁や導体層の表面に形成される粗化層の厚さは、
0.1〜10μｍがよい。この理由は、厚すぎると層間ショートの原因となり、薄すぎると被着体との密着力が低くなるからである。この粗化層としては、スルーホール内壁の導体あるいは導体層の表面を、酸化（黒化）−還元処理して形成したもの、有機酸と第二銅錯体の混合水溶液で処理して形成したもの、あるいは銅−ニッケル−リン針状合金のめっき処理にて形成したものがよい。
これらの処理のうち、酸化（黒化）−還元処理による方法では、NaOH（10ｇ／ｌ）、NaClO₂（40ｇ／ｌ）、Na₃PO₄（６ｇ／ｌ）を酸化浴（黒化浴）、NaOH（10ｇ／ｌ）、NaBH₄
（６ｇ／ｌ）を還元浴とする。

また、有機酸−第二銅錯体の混合水溶液を用いた処理では、スプレーやバブリングなどの酸素共存条件下で次のように作用し、導体回路である銅などの金属箔を溶解させる。
Ｃｕ＋Ｃｕ（II）Ａ_n→２Ｃｕ（Ｉ）Ａ_n/2
２Ｃｕ（Ｉ）Ａ_n/2＋ｎ／４Ｏ₂＋ｎＡＨ（エアレーション）
→２Ｃｕ（II）Ａ_n＋ｎ／２Ｈ₂Ｏ
Ａは錯化剤（キレート剤として作用）、ｎは配位数である。

この処理で用いられる第二銅錯体は、アゾール類の第二銅錯体がよい。このアゾール類の第二銅錯体は、金属銅などを酸化するための酸化剤として作用する。アゾール類としては、ジアゾール、トリアゾール、テトラゾールがよい。なかでもイミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾールなどがよい。
このアゾール類の第二銅錯体の含有量は、１〜15重量％がよい。この範囲内にあれば、溶解性および安定性に優れるからである。

また、有機酸は、酸化銅を溶解させるために配合させるものである。具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸、安息香酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、スルファミン酸から選ばれるいずれか少なくとも１種がよい。
この有機酸の含有量は、 0.1〜30重量％がよい。酸化された銅の溶解性を維持し、かつ溶解安定性を確保するためである。
なお、発生した第一銅錯体は、酸の作用で溶解し、酸素と結合して第二銅錯体となって、再び銅の酸化に寄与する。
また、有機酸に加えて、ホウフッ酸、塩酸、硫酸などの無機酸を添加してもよい。

この有機酸−第二銅錯体からなるエッチング液には、銅の溶解やアゾール類の酸化作用を補助するために、ハロゲンイオン、例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオンなどを加えてもよい。このハロゲンイオンは、塩酸、塩化ナトリウムなどを添加して供給できる。
ハロゲンイオン量は、0.01〜20重量％がよい。この範囲内にあれば、形成された粗化層は層間樹脂絶縁層との密着性に優れるからである。

この有機酸−第二銅錯体からなるエッチング液は、アゾール類の第二銅錯体および有機酸（必要に応じてハロゲンイオン）を、水に溶解して調製する。

また、銅−ニッケル−リンからなる針状合金のめっき処理では、硫酸銅１〜40ｇ／ｌ、硫酸ニッケル0.1〜6.0ｇ／ｌ、クエン酸10〜20ｇ／ｌ、次亜リン酸塩10〜100ｇ／ｌ、ホウ酸10〜40ｇ／ｌ、界面活性剤0.01〜10ｇ／ｌからなる液組成のめっき浴を用いることが望ましい。

本発明において、ビルドアップ配線層で使用される層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を用いることができる。
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、熱硬化性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）などが使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、熱可塑型ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフォン（ＰＰＥＳ）、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレンパーフロロアルコキシ共重合体（ＰＦＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオレフィン系樹脂などが使用できる。
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体としては、エポキシ樹脂−ＰＥＳ、エポキシ樹脂−ＰＳＦ、エポキシ樹脂−ＰＰＳ、エポキシ樹脂−ＰＰＥＳなどが使用できる。

本発明では、層間樹脂絶縁層としてガラスクロス含浸樹脂複合体を用いることができる。このガラスクロス含浸樹脂複合体としては、ガラスクロス含浸エポキシ、ガラスクロス含浸ビスマレイミドトリアジン、ガラスクロス含浸ＰＴＦＥ、ガラスクロス含浸ＰＰＥ、ガラスクロス含浸ポリイミドなどがある。

また本発明において、層間樹脂絶縁層としては、無電解めっき用接着剤を用いることができる。
この無電解めっき用接着剤としては、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、硬化処理によって酸あるいは酸化剤に難溶性となる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。この理由は、酸や酸化剤で処理することにより、耐熱性樹脂粒子が溶解除去されて、表面に蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面が形成できるからである。
粗化面の深さは、0.01〜20μｍがよい。密着性を確保するためである。また、セミアディティブプロセスにおいては、0.1〜５μｍがよい。密着性を確保しつつ、無電解めっき膜を除去できる範囲だからである。

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、（１）平均粒径が10μｍ以下の耐熱性樹脂粉末、（２）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、（３）平均粒径が２〜10μｍの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が２μｍ以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、（４）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、（５）平均粒径が0.1〜0.8μｍの耐熱性樹脂粉末と平均粒径が0.8μｍを超え２μｍ未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、（６）平均粒径が0.1〜1.0μｍの耐熱性樹脂粉末、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。
この無電解めっき用接着剤で使用される耐熱性樹脂は、前述の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を使用できる。

本発明において、多層コア基板上に形成された導体層（スルーホールに充填された充填材を覆うものを含む）と層間樹脂絶縁層上に形成された導体回路は、バイアホールで接続することができる。この場合、バイアホールは、めっき膜や充填材で充填してもよい。

以下、本発明の多層プリント配線板を製造する方法について一例を挙げて具体的に説明する。なお、以下に述べる方法は、セミアディティブ法による多層プリント配線板の製造方法に関するものであるが、本発明における多層プリント配線板の製造方法では、フルアディティブ法やマルチラミネーション法、ピンラミネーション法を採用することができる。

(1) 多層コア基板の作製
多層コア基板は、前述したように、導体層とプリプレグとを交互に積層して形成される。例えば、ガラス繊維やアラミド繊維の布あるいは不織布に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドートリアジン樹脂、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）等を含浸させてＢステージとしたプリプレグを、銅箔や回路基板と交互に積層して、次いで、加熱プレスして一体化するすることにより形成される。なお、回路基板としては、例えば両面銅張積層板の両面にエッチングレジストを設けてエッチングすることにより銅パターンを設けたものを用いることができる。

(2) スルーホールの形成
（１）．多層コア基板にドリル等で貫通孔を明け、貫通孔の壁面および基板表面に無電解めっきを施してスルーホールを形成する。無電解めっきとしては銅めっきがよい。なお、基板表面が、フッ素樹脂のようにめっきのつきまわりが悪い樹脂である場合は、有機金属ナトリウムからなる前処理剤（商品名：潤工社製：テトラエッチ）、プラズマ処理などの表面改質を行う。

（２）．次に、厚付けのために電解めっきを行う。この電解めっきとしては銅めっきがよい。
（３）．そしてさらに、スルーホール内壁および電解めっき膜表面を粗化処理して粗化層を設ける。この粗化層には、黒化（酸化）−還元処理によるもの、有機酸と第二銅錯体の混合水溶液をスプレー処理して形成したもの、あるいは銅−ニッケル−リン針状合金めっきによるものがある。

(3) 充填材の充填
（１）．前記(2) で形成したスルーホールに、前述した構成の充填材を充填する。具体的には、充填材は、スルーホール部分に開口を設けたマスクを載置した基板上に、印刷法にて塗布することによりスルーホールに充填され、充填後、乾燥、硬化させる。

この充填材には、金属粒子と樹脂の密着力を上げるために、シランカップリング剤などの金属表面改質剤を添加してもよい。また、その他の添加剤として、アクリル系消泡剤やシリコン系消泡剤などの消泡剤、シリカやアルミナ、タルクなどの無機充填剤を添加してもよい。また、金属粒子の表面には、シランカップリング剤を付着させてもよい。

このような充填材は、例えば、以下の条件にて印刷される。即ち、テトロン製メッシュ版の印刷マスク版と45°の角スキージを用い、Cuペースト粘度： 120Pa・ｓ、スキージ速度：13mm／sec 、スキージ押込み量：１mmの条件で印刷する。

（２）．スルーホールからはみ出した充填材および基板の電解めっき膜表面の粗化層を研磨により除去して、基板表面を平坦化する。研磨は、ベルトサンダーやバフ研磨がよい。

(4) 導体層（多層コア基板上の導体回路と充填材を覆う導体層）の形成
（１）．前記(3)で平坦化した基板の表面に触媒核を付与した後、無電解めっきを施し、厚さ0.1〜５μｍ程度の無電解めっき膜を形成し、さらに必要に応じて電解めっきを施し、厚さ５〜25μｍの電解めっき膜を設ける。次に、めっき膜の表面に、感光性のドライフィルムを加熱プレスによりラミネートし、パターンが描画されたフォトマスクフィルム（ガラス製がよい）を載置し、露光した後、現像液で現像してエッチングレジストを設ける。そして、エッチングレジスト非形成部分の導体をエッチング液で溶解除去することにより、導体回路部分および充填材を覆う導体層部分を形成する。
そのエッチング液としては、硫酸−過酸化水素の水溶液、過硫酸アンモニウムや過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄や塩化第二銅の水溶液がよい。

（２）．そして、エッチングレジストを剥離して、独立した導体回路および導体層とした後、その導体回路および導体層の表面に、粗化層を形成する。導体回路および充填材を覆う導体層の表面に粗化層を形成すると、その導体は、層間樹脂絶縁層との密着性に優れるので、導体回路および充填材を覆う導体層の側面と樹脂絶縁層との界面を起点とするクラックが発生しない。また一方で、充填材を覆う導体層は、電気的に接続されるバイアホールとの密着性が改善される。
この粗化層の形成方法は、前述したとおりであり、黒化（酸化）−還元処理、針状合金めっき、あるいはエッチングして形成する方法などがある。

さらに、粗化後に、基板表面の導体層に起因する凹凸を無くすため、導体回路間に樹脂を塗布して充填し、これを硬化し、表面を導体が露出するまで研磨して平滑化してもよい。
樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、イミダゾール硬化剤および無機粒子からなる樹脂を使用することが望ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂は、粘度が低く、塗布しやすいからである。また、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、溶剤を使用しなくてもよいため、加熱硬化時に溶剤が揮発することに起因するクラックや剥離を防止でき、有利である。
そしてさらに、研磨後に導体層表面に粗化層を設けることが望ましい。

なお、導体層の形成方法として、以下の工程を採用することができる。
即ち、前記(1)〜(3)の工程を終えた基板にめっきレジストを形成し、次いでレジスト非形成部分に電解めっきを施して導体回路および導体層部分を形成し、これらの導体上に、ホウフッ化スズ、ホウフッ化鉛、ホウフッ化水素酸、ペプトンからなる電解半田めっき液を用いて半田めっき膜を形成した後、めっきレジストを除去し、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜および銅箔をエッチング除去して独立パターンを形成し、さらに、半田めっき膜をホウフッ酸水溶液で溶解除去して導体層を形成する。

(5) 層間樹脂絶縁層および導体回路の形成
（１）．このようにして作製した配線基板の上に、層間樹脂絶縁層を形成する。層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体を使用できる。また、本発明では、層間樹脂絶縁材として前述した無電解めっき用接着剤を用いることができる。
層間樹脂絶縁層は、これらの樹脂の未硬化液を塗布したり、フィルム状の樹脂を熱圧着してラミネートすることにより形成される。

（２）．次に、この層間樹脂絶縁層に被覆される下層の導体回路（スルーホール）との電気的接続を確保するために層間樹脂絶縁層に開口を設ける。
この開口の穿孔は、層間樹脂絶縁層が感光性樹脂からなる場合は、露光、現像処理にて行い、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる場合は、レーザ光にて行う。このとき、使用されるレーザ光としては、炭酸ガスレーザ、紫外線レーザ、エキシマレーザなどがある。レーザ光にて孔明けした場合は、デスミア処理を行ってもよい。このデスミア処理は、クロム酸、過マンガン酸塩などの水溶液からなる酸化剤を使用して行うことができ、また酸素プラズマなどで処理してもよい。

（３）．開口を有する層間樹脂絶縁層を形成した後、必要に応じてその表面を粗化する。
上述した無電解めっき用接着剤を層間樹脂絶縁層として使用した場合は、表面を酸化剤で処理して耐熱性樹脂粒子のみを選択的に除去して粗化する。また、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用した場合でも、クロム酸、過マンガン酸塩などの水溶液から選ばれる酸化剤による表面粗化処理が有効である。なお、酸化剤では粗化されないフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）などの樹脂の場合は、プラズマ処理やテトラエッチなどにより表面を粗化する。

（４）．次に、無電解めっき用の触媒核を付与する。
一般に触媒核は、パラジウム−スズコロイドであり、この溶液に基板を浸漬、乾燥、加熱処理して樹脂表面に触媒核を固定する。また、金属核をＣＶＤ、スパッタ、プラズマにより樹脂表面に打ち込んで触媒核とすることができる。この場合、樹脂表面に金属核が埋め込まれることになり、この金属核を中心にめっきが析出して導体回路が形成されるため、粗化しにくい樹脂やフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）のように樹脂と導体回路との密着が悪い樹脂でも、密着性を確保できる。この金属核としては、パラジウム、銀、金、白金、チタン、銅およびニッケルから選ばれる少なくとも１種以上がよい。なお、金属核の量は、20μｇ／cm²以下がよい。この量を超えると金属核を除去しなければならないからである。

（５）．次に、層間樹脂絶縁層の表面に無電解めっきを施し、全面に無電解めっき膜を形成する。無電解めっき膜の厚みは 0.1〜5μｍ、より望ましくは0.5〜3μｍである。
（６）．そして、無電解めっき膜上にめっきレジストを形成する。めっきレジストは、前述のように感光性ドライフィルムをラミネートして露光、現像処理して形成される。
（７）．さらに、電解めっきを行い、導体回路部分（バイアホール部分を含む）を厚付けする。電解めっき膜は、５〜30μｍがよい。また、バイアホール部分は、電解めっき膜にて充填されることが望ましい。
（８）．そしてさらに、めっきレジストを剥離した後、そのめっきレジスト下の無電解めっき膜をエッチングにて溶解除去し、独立した導体回路（バイアホールを含む）を形成する。
エッチング液としては、硫酸−過酸化水素の水溶液、過硫酸アンモニウムや過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩水溶液、塩化第二鉄や塩化第二銅の水溶液がよい。
以下、実施例をもとに説明する。

（実施例１）
(1) 厚さ 0.5ｍｍの両面銅張積層板を用意し、まず、この両面にエッチングレジストを設け、硫酸−過酸化水素水溶液でエッチング処理し、導体回路を有する基板を得た。次いで、この基板の両面に、ガラスエポキシプリプレグと銅箔２を順次に積層し、温度165〜170℃、圧力20kg／cm²で加圧プレスして、多層コア基板１を作製した（図１(a)参照）。

(2) 次に、多層コア基板１に直径300μｍの貫通孔をドリルで削孔し（図１(b)参照）、次いで、パラジウム−スズコロイドを付着させ、下記組成で無電解めっきを施して、基板全面に２μｍの無電解めっき膜を形成した。
〔無電解めっき水溶液〕
ＥＤＴＡ 150 ｇ／ｌ
硫酸銅 20 ｇ／ｌ
ＨＣＨＯ 30 ml／ｌ
ＮａＯＨ 40 ｇ／ｌ
α、α’−ビピリジル 80 mg／ｌ
ＰＥＧ 0.1 ｇ／ｌ
〔無電解めっき条件〕
70℃の液温度で30分

次いで、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μｍの電解銅めっき膜を形成した（図１(c)参照）。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 180 ｇ／ｌ
硫酸銅 80 ｇ／ｌ
添加剤（アトテックジャパン製、商品名：カパラシドＧＬ）
１ ml／ｌ
〔電解めっき条件〕
電流密度１Ａ／dm²
時間 30分
温度室温

(3)前記(2)で無電解銅めっき膜からなる導体（スルーホール３を含む）を形成した基板を、水洗いし、乾燥した後、NaOH（10ｇ／ｌ）、NaClO₂（40ｇ／ｌ）、Na₃PO₄（６ｇ／ｌ）を酸化浴（黒化浴）、NaOH（10ｇ／ｌ）、NaBH₄（６ｇ／ｌ）を還元浴とする酸化還元処理に供し、そのスルーホール３を含む導体の全表面に粗化層４を設けた（図１(d)参照）。

(4)次に、平均粒径10μｍの銅粒子を含む充填材５（タツタ電線製の非導電性穴埋め銅ペースト、商品名：ＤＤペースト）を、スルーホール３にスクリーン印刷によって充填し、乾燥、硬化させた。そして、導体上面の粗化層４およびスルーホール３からはみ出した充填材５を、＃600のベルト研磨紙（三共理化学製）を用いたベルトサンダー研磨により除去し、さらにこのベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行い、基板表面を平坦化した（図１(e)参照）。

(5)前記(4)で平坦化した基板表面に、パラジウム触媒（アトテック製）を付与し、前記(2)の条件に従って無電解銅めっきを施すことにより、厚さ0.6μｍの無電解銅めっき膜６を形成した（図１(f)参照）。

(6)ついで、前記(2)の条件に従って電解銅めっきを施し、厚さ15μｍの電解銅めっき膜７を形成し、導体回路９となる部分の厚付け、およびスルーホール３に充填された充填材５を覆う導体層10（円形のスルーホールランドとなる）となる部分を形成した。

(7)導体回路９および導体層10となる部分を形成した基板の両面に、市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マスク載置して、100mJ／cm²で露光、0.8％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μｍのエッチングレジスト８を形成した（図２(a)参照）。

(8)そして、エッチングレジスト８を形成してない部分のめっき膜を、硫酸と過酸化水素の混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、さらに、エッチングレジスト８を５％ＫＯＨで剥離除去して、独立した導体回路９および充填材５を覆う導体層10を形成した（図２(b)参照）。

(9)次に、導体回路９および充填材５を覆う導体層10の表面にCu−Ni−Ｐ合金からなる厚さ2.5μｍの粗化層（凹凸層）11を形成し、さらにこの粗化層11の表面に厚さ0.3μｍのSn層を形成した（図２(c)参照、但し、Sn層については図示しない）。
その形成方法は以下のようである。即ち、基板を酸性脱脂してソフトエッチングし、次いで、塩化パラジウムと有機酸からなる触媒溶液で処理して、Ｐｄ触媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸銅８ｇ／ｌ、硫酸ニッケル0.6ｇ／ｌ、クエン酸15ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム29ｇ／ｌ、ホウ酸31ｇ／ｌ、界面活性剤0.1ｇ／ｌ、ｐＨ＝９からなる無電解めっき浴にてめっきを施し、導体回路７および充填材５を覆う導体層８の表面にCu−Ni−Ｐ合金の粗化層10を設けた。ついで、ホウフッ化スズ0.1mol／ｌ、チオ尿素1.0mol／ｌ、温度50℃、ｐＨ＝1.2の条件でCu−Sn置換反応させ、粗化層10の表面に厚さ0.3μｍのSn層を設けた（Sn層については図示しない）。

(10)無電解めっき用接着剤Ａ、Ｂを以下の方法で調製した。
Ａ．上層の無電解めっき用接着剤の調製
（１）．クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製、分子量2500）の25％アクリル化物を35重量部（固形分80％）、感光性モノマー（東亜合成製、アロニックスＭ315）3.15重量部、消泡剤（サンノプコ製、Ｓ−65）0.5重量部、ＮＭＰを
3.6重量部を攪拌混合した。
（２）．ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）12重量部、エポキシ樹脂粒子（三洋化成製、ポリマーポール）の平均粒径1.0μｍのものを7.2重量部、平均粒径0.5μｍのものを3.09重量部、を混合した後、さらにＮＭＰ30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合した。
（３）．イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN）２重量部、光開始剤（チバガイギー製、イルガキュアＩ−907）２重量部、光増感剤（日本化薬製、DETX-S）0.2重量部、ＮＭＰ1.5重量部を攪拌混合した。
これらを混合して無電解めっき用接着剤組成物Ａを調製した。

Ｂ．下層の無電解めっき用接着剤の調製
（１）．クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製、分子量2500）の25％アクリル化物を35重量部（固形分80％）、感光性モノマー（東亜合成製、アロニックスＭ315）４重量部、消泡剤（サンノプコ製、Ｓ−65）0.5重量部、ＮＭＰを3.6重量部を攪拌混合した。
（２）．ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）12重量部、エポキシ樹脂粒子（三洋化成製、ポリマーポール）の平均粒径0.5μｍのものを14.49重量部、を混合した後、さらにＮＭＰ20重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合した。
（３）．イミダゾール硬化剤（四国化成製、2E4MZ-CN）２重量部、光開始剤（チバガイギー製、イルガキュアＩ−907）２重量部、光増感剤（日本化薬製、DETX-S）0.2重量部、ＮＭＰ1.5重量部を攪拌混合した。これらを混合して下層の無電解めっき用接着剤Ｂを調製した。

(11)基板の両面に、まず、前記(10)で調製したＢの無電解めっき用接着剤（粘度1.5Pa・ｓ）をロールコータを用いて塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥を行い、次いで、Ａの無電解めっき用接着剤（粘度1.0Pa・ｓ）をロールコータを用いて塗布し、水平状態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥を行い、厚さ40μｍの接着剤層12（２層構造）を形成した（図２(d)
参照、但し、接着剤層の２層構造は省略している）。

(12)接着剤層12を形成した基板の両面に、85μｍφの黒円が印刷されたフォトマスクフィルムを密着させ、超高圧水銀灯により500mJ／cm²で露光した。これをＤＭＤＧ（ジエチレングリコールジメチルエーテル）溶液でスプレー現像することにより、接着剤層に85μｍφのバイアホールとなる開口を形成した。さらに、当該基板を超高圧水銀灯により3000mJ／cm²で露光し、100℃で１時間、その後150℃で５時間の加熱処理をすることにより、フォトマスクフィルムに相当する寸法精度に優れた開口（バイアホール形成用開口13）を有する厚さ35μｍの層間絶縁材層（接着剤層）12を形成した（図２(e)参照）。なお、バイアホールとなる開口には、スズめっき層を部分的に露出させた。

(13)バイアホール形成用開口13を形成した基板を、クロム酸に20分間浸漬し、接着剤層表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去して、当該接着剤層12の表面をRmax=1〜5
μｍ程度の深さで粗化し、その後、中和溶液（シプレイ社製）に浸漬してから水洗した。

(14)接着剤層表面の粗化（粗化深さ3.5μｍ）を行った基板に対し、パラジウム触媒（アトテック製）を付与することにより、接着剤層12およびバイアホール用開口13の表面に触媒核を付与した。

(15)前記(2)と同じ組成の無電解銅めっき浴中に基板を浸漬して、粗面全体に厚さ 0.6μｍの無電解銅めっき膜14を形成した（図３(a)参照）。このとき、無電解銅めっき膜14は薄いために、この無電解めっき膜14の表面には、接着剤層12の粗化面に追従した凹凸が観察された。

(16)市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜14に張り付け、マスクを載置して、100mJ／cm²で露光、0.8％炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μｍのめっきレジスト16を設けた（図３(b)参照）。

(16)次いで、前記(6)の条件に従って電解銅めっきを施し、厚さ15μｍの電解銅めっき膜15を形成し、導体回路の厚付け、およびバイアホールの厚付けを行った（図３(c)参照）。

(17)めっきレジスト16を５％ＫＯＨで剥離除去した後、そのめっきレジスト16下の無電解めっき膜15を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜14と電解銅めっき膜15からなる厚さ16μｍの導体回路９（バイアホール17を含む）を形成し、片面３層の多層プリント配線板とした（図３(d)参照）。なお、接着剤層12の粗化面に残っているPdをクロム酸（800g/l）に１〜10分浸漬して除去した。

このようにして製造した多層プリント配線板では、多層コア基板のスルーホールのランド形状が真円となり、ランドピッチを600μｍ程度にできるため、スルーホールを密集して形成でき、スルーホールの高密度化が容易に達成できる。しかも、基板中のスルーホール数を増やすことができるので、多層コア基板内の導体回路との電気的接続をスルーホールを介して十分に確保することができる。

(a)〜(f)は、本発明にかかる多層プリント配線板の製造工程の一部を示す図である。 (a) 〜(e) は、本発明にかかる多層プリント配線板の製造工程の一部を示す図である。 (a)〜(d)は、本発明にかかる多層プリント配線板の製造工程の一部を示す図である。

符号の説明

１基板
２銅箔
３スルーホール
４粗化層
５充填材
６無電解めっき膜
７電解めっき膜
８エッチングレジスト
９導体回路
１０導体層
１１粗化層
１２層間樹脂絶縁層（接着剤層）
１３バイアホール用開口
１４無電解めっき膜
１５電解めっき膜
１６めっきレジスト
１７バイアホール

Claims

内層に導体層を有する多層コア基板上に、層間樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層されて各導体層間がバイアホールにて接続されたビルドアップ配線層が形成されてなる多層プリント配線板において、
前記多層コア基板には、スルーホールが形成され、そのスルーホールには充填材が充填されるとともに該充填材のスルーホールからの露出面を覆う導体層が形成されてなり、その導体層には、前記多層コア基板上の層間樹脂絶縁層に設けた開口にめっき層が充填されてなるバイアホールが接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。
前記充填材は、金属粒子と、熱硬化性または熱可塑性の樹脂からなる請求項１に記載の多層プリント配線板。