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WO2021200538A1 - 印刷配線板及び印刷配線板の製造方法 - Google Patents

印刷配線板及び印刷配線板の製造方法 Download PDF

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WO2021200538A1
WO2021200538A1 PCT/JP2021/012542 JP2021012542W WO2021200538A1 WO 2021200538 A1 WO2021200538 A1 WO 2021200538A1 JP 2021012542 W JP2021012542 W JP 2021012542W WO 2021200538 A1 WO2021200538 A1 WO 2021200538A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
recess
opening
insulating layer
wall surface
wiring board
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/012542
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓作 松本
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to EP21781971.3A priority Critical patent/EP4132236A4/en
Priority to US17/912,619 priority patent/US20230319999A1/en
Priority to CN202180023544.8A priority patent/CN115336401A/zh
Priority to JP2022512065A priority patent/JP7364787B2/ja
Publication of WO2021200538A1 publication Critical patent/WO2021200538A1/ja

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    • H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
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    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/429—Plated through-holes specially for multilayer circuits, e.g. having connections to inner circuit layers

Definitions

  • This disclosure relates to a printed wiring board and a method for manufacturing a printed wiring board.
  • a printed wiring board having a plurality of circuit layers separated by an insulating layer. Further, the outer layer circuit formed on the surface of the printed wiring board and the inner layer circuit formed inside are electrically connected by vias, or the outer layer circuits on both sides are connected to each other by a through hole penetrating the entire printed wiring board.
  • a technique for forming a three-dimensional circuit by electrically connecting the two for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-135357).
  • the connecting conductors such as vias and through holes have a structure in which an opening is formed in the insulating layer by, for example, drilling or laser irradiation, and a conductor is formed in at least a part of the opening. Further, before forming the conductor in the opening, a desmear treatment for removing smear (resin residue) generated at the time of forming the opening is performed.
  • a desmear treatment for removing smear (resin residue) generated at the time of forming the opening is performed before forming the conductor in the opening.
  • Known methods for removing smear in desmear treatment include chemical treatment using an aqueous solution of potassium permanganate and plasma treatment.
  • the printed wiring board includes an insulating layer and a conductor portion.
  • the insulating layer has an opening in a direction perpendicular to the first surface of the insulating layer.
  • the conductor portion has a connecting conductor in at least a part of the opening.
  • the opening has a first recess on the inner wall surface of the opening that has a portion of the connecting conductor.
  • the first recess has a second recess having a part of the connecting conductor on the inner wall surface of the first recess.
  • the method for manufacturing a printed wiring board includes an opening forming step of forming an opening in a direction perpendicular to the first surface of an insulating layer containing a plurality of particles. ..
  • the manufacturing method includes a plasma treatment step of removing smears generated in the insulating layer in the opening forming step by plasma treatment.
  • the particles exposed on the inner wall surface of the opening among the plurality of particles are desorbed by ultrasonic treatment, and the particles are on the inner wall surface of the opening.
  • 1 Includes an ultrasonic treatment step of forming a second recess on the inner wall surface of the recess.
  • the manufacturing method includes a connecting conductor forming step of filling at least a part of the opening and forming a connecting conductor so as to fill the first recess and the second recess.
  • FIG. 1 is an enlarged view showing the periphery of the through hole in FIG. 1. It is the figure which omitted the conductor in FIG. 2A for the explanation of the shape of a through hole. It is sectional drawing which shows the shape of the 1st recess. It is an electron micrograph which photographed a plurality of first recesses. It is an electron micrograph which shows the cross section of a through hole 122. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is sectional drawing explaining the manufacturing method of a printed wiring board. It is a figure which shows the condition and result of the experiment performed in order to confirm the effect of an Example. It is an electron micrograph which photographed the inner wall surface of Comparative Example 1. It is an electron micrograph which photographed the inner wall
  • the printed wiring board 1 includes a conductor portion 100 and an insulating layer 200. From another viewpoint, the printed wiring board 1 includes a core layer C and build-up layers B provided on the front and back surfaces of the core layer C, respectively.
  • the core layer C is composed of a part of the conductor portion 100 and a part of the insulating layer 200
  • the build-up layer B is composed of a part of the conductor portion 100 and a part of the insulating layer 200.
  • the orientation of each part of the printed wiring board 1 will be described in the XYZ Cartesian coordinate system in which the thickness direction of the printed wiring board 1 is the Z direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross section of the printed wiring board 1 perpendicular to the Y direction.
  • the surface of each layer constituting the printed wiring board 1 facing the + Z direction is also referred to as an “upper surface”, and the surface facing the ⁇ Z direction is also referred to as a “lower surface”.
  • the core layer C has a flat plate-shaped first insulating layer 21 and a core conductor layer 11 (inner layer circuit).
  • the material of the first insulating layer 21 is not particularly limited as long as it has an insulating property.
  • Examples of the material of the first insulating layer 21 include organic resins such as polyphenylene ether (PPE) resin, polyphenylene oxide resin, and cyanate ester resin. Two or more kinds of these organic resins may be mixed and used.
  • PPE polyphenylene ether
  • P-5725, R-5775, R-5785 manufactured by Panasonic Corporation
  • DS-7409D, DS-7409DV manufactured by Doosan Co., Ltd.
  • the first insulating layer 21 contains glass fibers (cloth).
  • a plurality of particles are dispersed and contained in the first insulating layer 21.
  • the material of these particles can be, for example, aluminum hydroxide, silica, barium sulfate, talc, clay, glass, calcium carbonate, titanium oxide and the like.
  • the diameter of these particles may be about 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the diameter (particle size) of each particle contained in the first insulating layer 21 may be uniform or may have a predetermined particle size distribution.
  • the core conductor layer 11 has a predetermined wiring pattern on the upper surface and the lower surface of the first insulating layer 21.
  • the material of the core conductor layer 11 is not particularly limited, but may be, for example, copper.
  • the build-up layer B is laminated on the upper surface and the lower surface of the core layer C, respectively.
  • the build-up layer B has a flat plate-shaped second insulating layer 22 and a conductor 12.
  • the insulating layer 200 is composed of the first insulating layer 21 of the core layer C and the second insulating layer 22 of the build-up layer B.
  • the conductor portion 100 is composed of the core conductor layer 11 of the core layer C and the conductor 12 of the build-up layer B.
  • the material of the second insulating layer 22 is not particularly limited as long as it has insulating properties.
  • the material of the second insulating layer 22 may be the same as the material of the first insulating layer 21.
  • Examples of the material of the second insulating layer 22 include a polyphenylene ether (PPE) resin, a polyphenylene oxide resin, and a cyanate ester resin. Two or more kinds of these organic resins may be mixed and used.
  • PPE polyphenylene ether
  • R-5620, R-5670, R-5680 manufactured by Panasonic Corporation
  • DS-7409D, DS-7409DV manufactured by Doosan Co., Ltd.
  • a reinforcing material may be added to the organic resin.
  • the reinforcing material include glass fiber and glass non-woven fabric, aramid non-woven fabric and aramid fiber, polyester fiber and the like. Two or more of these reinforcing materials may be used in combination.
  • the second insulating layer 22 of the present embodiment contains glass fibers (cloth) like the first insulating layer 21.
  • a plurality of particles are dispersed and contained in the second insulating layer 22.
  • the material and size of the particles contained in the second insulating layer 22 are the same as those of the particles contained in the first insulating layer 21.
  • the present invention is not limited to this, and the material and / or size of the particles contained in the first insulating layer 21 and the second insulating layer 22 may be different.
  • the conductor 12 constitutes a conductor layer 121, a through hole 122, and a via 123. Of these, through holes 122 and vias 123 correspond to connecting conductors.
  • the material of the conductor is not particularly limited, but may be, for example, copper.
  • the conductor layer 121 is formed on the first surface S1 and the second surface S2 of the insulating layer 200.
  • the conductor layer 121 forms a wiring pattern and also forms lands for through holes 122 and vias 123.
  • a copper foil may be formed between the conductor layer 121 and the insulating layer 200 (that is, between the conductor layer 121 and the second insulating layer 22). This copper foil also forms a part of the conductor portion 100.
  • the through hole 122 is provided on the inner wall surface of the opening 3 (through hole pilot hole) that penetrates the entire insulating layer 200.
  • the inner region of the through hole 122 may be filled with the insulator 23.
  • the through hole 122 is connected to a portion of the conductor layer 121 located at the edge of the opening 3 and a portion of the core conductor layer 11 exposed to the opening 3.
  • the through hole 122 electrically connects the conductor layer 121 on the first surface S1 and the conductor layer 121 on the second surface and the core conductor layer 11 to each other.
  • the via 123 fills an opening 4 (via pilot hole) extending from the first surface S1 side of the second insulating layer 22 to the core conductor layer 11. Further, the via 123 is connected to a portion of the conductor layer 121 located at the edge of the opening 4 and a core conductor layer 11 located at the bottom of the opening 4. As a result, the via 123 electrically connects the conductor layer 121 and the core conductor layer 11. In FIG. 1, the via 123 fills the entire opening 4, but the via 123 is provided along the inner wall surface of the opening 4 and fills a part of the opening 4. You may. That is, the via 123 may have a recess on its surface.
  • the opening 3 of the insulating layer 200 has a plurality of first recesses 30 on the inner wall surface 3a thereof. These plurality of first recesses 30 are formed in the desmear treatment described later for the opening 3.
  • the through hole 122 has a plurality of convex portions 122a that fill the plurality of first recesses 30 of the opening 3.
  • each first recess 30 is filled with a convex portion 122a that is a part of the through hole 122.
  • the portion of the through hole 122 along the inner wall surface 3a and the plurality of convex portions 122a are integrally formed.
  • the through hole 122 has a plurality of convex portions 122a, the adhesion between the through hole 122 and the insulating layer 200 is improved. Therefore, even when the resin of the insulating layer 200 expands and contracts due to a temperature change, it is possible to reduce the occurrence of cracks and plating peeling in the through holes 122.
  • the uneven shape (convex portion 122a and the first concave portion 30) of the surface of the through hole 122 and the opening 3 is drawn enlarged from the actual one.
  • the thickness of the conductor 12 forming the conductor layer 121 and the through hole 122 is about 20 ⁇ m
  • the size of the convex portion 122a and the first concave portion 30 is about 0.1 ⁇ m to several ⁇ m.
  • all the first concave portions 30 are filled with the convex portions 122a, but the configuration is not necessarily limited to this, and some of the first concave portions 30 are not filled with the convex portions 122a. May be good.
  • the first recess 30 further has a plurality of second recesses 300 on the inner wall surface 30a of the first recess 30.
  • Each of these plurality of second recesses 300 is also filled with a part of the through hole 122 (a part of the convex portion 122a). Therefore, the convex portion 122a has a shape corresponding to the shape of the inner wall surface of the first concave portion 30 and the second concave portion 300. It should be noted that not all the second recesses 300 need to be filled with the convex portion 122a, and some of the first recesses 30 of the plurality of second recesses 300 are not filled with the convex portion 122a. May be good.
  • the second recess 300 has a shape corresponding to a part of the outer surface of the particles desorbed from the insulating layer 200 in the desmear treatment described later.
  • the portion of the insulating layer 200 from which the particles are separated becomes a second recess 300 having an inner wall surface having a shape corresponding to a part of the sphere.
  • the shape of the particles contained in the insulating layer 200 of the present embodiment is spherical or substantially spherical. Therefore, the second recess 300 has a shape corresponding to a part of a spherical shape or a substantially spherical shape.
  • the substantially spherical shape includes, for example, a prolate spheroid (a rotating body obtained when an ellipse is rotated around a long axis). Desorption of particles from the insulating layer 200 is also referred to as "threshing".
  • a part of the first concave portion 30 also has a shape corresponding to a part of the outer surface of the particles desorbed from the insulating layer 200 in the desmear treatment. That is, a part of the first recess 30 is formed by desorbing particles from the insulating layer 200.
  • the first recess 30 may be formed by erosion or the like due to plasma treatment in the desmear treatment.
  • the depth D1 of the first recess 30 is from 1/2 of the width R1 of the opening 31 of the first recess 30 on the inner wall surface 3a of the opening 3 (that is, the width r1 of FIG. 3).
  • the width R1 is the maximum width of the opening 31 of the first recess 30 in the lateral direction A2, as shown in the lower part of FIG.
  • the lateral direction A2 is a direction perpendicular to the longitudinal direction A1.
  • the longitudinal direction A1 is a direction in which the width of the opening 31 of the first recess 30 is the longest (width Rmax). There may be a first recess 30 that does not satisfy the relationship D1> r1.
  • the depth D2 of at least a part of the second recess 300 is 1/2 (that is, the width R2 of the opening 301 of the second recess 300 in the inner wall surface 30a of the first recess 30). It is larger than the width r2) in FIG.
  • the width R2, like the width R1 is the maximum width of the opening 301 in the lateral direction.
  • the first recess 30 has a second recess 300 provided on the side surface 30s of the inner wall surface 30a of the first recess 30.
  • a part of the second recess 300 is provided on the side surface 30s of the first recess 30.
  • the side surface 30s is a portion of the inner wall surface 30a that is inclined by 45 degrees or more with respect to the surface formed by the opening 31 of the first recess 30.
  • the side surface 30s may have a first recess 30 in which the second recess 300 is not provided.
  • a plurality of second recesses 300 are formed on the inner wall surface 30a of one first recess 30.
  • the present invention is not limited to this, and one second recess 300 is formed on the inner wall surface 30a.
  • the inner wall surface 30a may have a first recess 30 in which the second recess 300 is not formed.
  • the through hole 122 has a plurality of protrusions 122b extending in a direction intersecting the inner wall surface 3a of the opening 3.
  • the protrusion 122b extends in a wedge shape toward the insulating layer 200 from the surface of the through hole 122 on the insulating layer 200 side, that is, the surface of the opening 3 in contact with the inner wall surface 3a.
  • the length of the protrusion 122b is about 3 to 10 ⁇ m.
  • the portion of the through hole 122 that protrudes from the inner wall surface 3a toward the insulating layer 200 by 3 ⁇ m or more is defined as the protrusion 122b.
  • the protrusion 122b is formed by plating in a portion of the glass cloth in the insulating layer 200 that was damaged when the opening 3 was formed (hereinafter referred to as a damaged portion 32 (see FIG. 2B)). Is. Therefore, the portion of the through hole 122 along the inner wall surface 3a and the protrusion 122b are integrally formed.
  • the protrusion 122b is formed at a frequency of at least one in every two to three layers among the plurality of layers of the glass cloth. The protrusion 122b can further improve the adhesion between the through hole 122 and the insulating layer 200.
  • the protrusion 122b is integrally connected to at least one of the portion of the through hole 122 that is filled in the first recess 30 and the portion that is filled in the second recess 300. There is.
  • the method for manufacturing the printed wiring board 1 according to the present embodiment includes the first step to the fourth step.
  • a core conductor layer 11 as an inner layer circuit is formed inside the insulating layer 200, and although not shown, a substrate whose surface layer is covered with copper foil is prepared.
  • an opening 3 as a through-hole pilot hole that penetrates from the first surface S1 to the second surface S2 of the insulating layer 200 is formed.
  • This second step corresponds to the "opening forming step".
  • the opening 3 is formed by a drill, for example, under conditions in which the first insulating layer 21 and the second insulating layer 22 can be processed. Instead of this, the opening 3 may be formed by laser irradiation.
  • the smear 90 (resin residue) generated by the processing of the insulating layer 200 is in a state of adhering to the inner wall surface of the opening 3.
  • the smear 90 is generated by, for example, melting the resin by the heat during drilling.
  • the glass cloth contained in the insulating layer 200 is partially damaged, and the damaged portion 32 described above is generated in the insulating layer 200.
  • a desmear treatment is performed to remove the smear 90 adhering to the inner wall surface 3a of the opening 3.
  • This desmear treatment includes a plasma treatment (plasma treatment step) and an ultrasonic treatment (ultrasonic treatment step) performed after the plasma treatment.
  • the plasma treatment for example , at least one of N 2 , O 2 , and CF 4 is used as the etching gas, and the copper foil on the surface of the insulating layer 200 is used as a mask by the plasma-generated gas, and the inside of the opening 3 is used.
  • the wall surface 3a is etched.
  • the opening 3 is irradiated with plasma at an output of 16 kW for 35 minutes, and then the plasma is irradiated at an output of 15 kW for 40 minutes.
  • the smear 90 is removed as shown in FIG. 7A.
  • the substrate is immersed in a liquid such as water, and ultrasonic waves of a predetermined intensity are applied into the liquid.
  • the conditions for ultrasonic processing can be, for example, the ultrasonic vibration to be continued at an output of 1200 W and a frequency of 25 kHz for about 30 seconds.
  • the particles exposed on the inner wall surface 3a of the opening 3 are desorbed.
  • the opening 3 is formed by erosion of the inner wall surface 3a by etching of the plasma treatment and desorption of particles from the inner wall surface 3a by ultrasonic treatment.
  • a plurality of first recesses 30 are formed on the inner wall surface 3a.
  • a second recess 300 is formed on the inner wall surface 30a of the first recess 30 by desorption of particles. Further, when the particles are separated, the first recess 30 and / or the second recess 300 and the damaged portion 32 communicate with each other.
  • the substrate on which the opening 3 is formed is subjected to electrolytic panel plating to form the conductor 12 including the conductor layer 121 and the through hole 122.
  • This fourth step corresponds to the "connecting conductor forming step".
  • the conductor 12 is formed so as to fill a part of the opening 3 (the portion along the inner wall surface 3a), whereby the through hole 122 is formed.
  • the first recess 30 and the second recess 300 formed on the inner wall surface 3a of the opening 3 are filled with the conductor 12.
  • the convex portion 122a is formed, and the conductor 12 is filled in the damaged portion 32 via the first concave portion 30 and / or the second concave portion 300 to form the protruding portion 122b.
  • the conductor 12 on the first surface S1 and the second surface S2 is patterned by the subtractive method to form the conductor layer 121 shown in FIG. Further, the inner region of the through hole 122 may be filled with the insulator 23.
  • the printed wiring board 1 can be obtained by the above manufacturing method.
  • the conductor layer 121 may be formed by MSAP (Modified Semi-Additive Process).
  • Comparative Example 1 desmear treatment was performed only by chemical treatment using an aqueous potassium permanganate solution. In this desmear treatment, a 1N, 50 g / l potassium permanganate aqueous solution was used. Further, as Comparative Example 2, desmear treatment was performed only by plasma treatment. In this plasma treatment, CF 4 was used as the etching gas, and after irradiating the plasma with an output of 16 kW for 35 minutes, the plasma was further irradiated with an output of 15 kW for 40 minutes. Further, in the example, as the desmear treatment, the ultrasonic treatment was continued after the plasma treatment.
  • CF 4 was used as the etching gas, and after irradiating the plasma with an output of 16 kW for 35 minutes, the plasma was further irradiated with an output of 15 kW for 40 minutes. Further, in the ultrasonic treatment, ultrasonic vibration was generated at an output of 1200 W and a frequency of 25 kHz to generate ultrasonic waves, and the ultrasonic waves were applied to the water in which the substrate was immersed for 30 seconds.
  • the roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the inner wall surface 3a of the opening 3 was measured for each of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example.
  • the measurement results were 0 ⁇ m in Comparative Example 1, 0.5 ⁇ m in Comparative Example 2, and 1.0 ⁇ m in Example.
  • the roughness was increased as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 due to the separation of the particles from the inner wall surface 3a.
  • the particles P were exposed on the inner wall surface 3a. That is, it was confirmed that in the desmear treatment with the potassium permanganate aqueous solution, the particles P were not detached while being buried in the resin of the insulating layer 200, and the recesses were not formed by the detachment of the particles. Further, smear 90 was confirmed on the inner wall surface 3a. This is because when the main component of the insulating layer 200 is a low-dielectric material such as a polyphenylene ether resin, a polyphenylene oxide resin, and a cyanate ester resin, it is difficult to remove smears by desmear treatment with an aqueous potassium permanganate solution. it is conceivable that.
  • FIG. 4 is an electron micrograph of the inner wall surface 3a of the embodiment. From this figure, it was confirmed that the particles P were separated from the inner wall surface 3a to form the first recess 30 having the second recess 300. That is, as the desmear treatment, by performing ultrasonic treatment in addition to plasma treatment, the first recess 30 and the second recess 300 can be formed on the inner wall surface 3a of the opening 3, and the surface of the inner wall surface 3a can be roughened. Was confirmed.
  • each of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Example is subjected to a heating test, and the conductor 12 (through hole 122) from the inner wall surface 3a is subjected to a heating test. The presence or absence of peeling was confirmed.
  • the heating test the process of heating the substrate to 260 ° C. (the temperature of the reflow process assuming component mounting) was repeated 6 times.
  • peeling of the conductor 12 was confirmed after the heating test.
  • peeling of the conductor 12 after the heating test was not confirmed.
  • the conductor 12 and the insulating layer As a result of forming the first recess 30 and the second recess 300 on the inner wall surface 3a of the opening 3 and coarsening the particles, and threshing the particles having poor plating adhesion, the conductor 12 and the insulating layer It was confirmed that the adhesion with the 200 was improved.
  • the printed wiring board 1 of the present embodiment includes the insulating layer 200 and the conductor portion 100, and the insulating layer 200 is an opening formed in a direction perpendicular to the first surface S1 of the insulating layer 200.
  • the conductor portion 100 has a through hole 122 as a connecting conductor provided so as to fill at least a part of the opening 3, and the opening 3 is an inner wall surface 3a of the opening 3.
  • the first recess 30 has a first recess 30 in which a part of the through hole 122 is filled, and the first recess 30 has a first portion of the through hole 122 in which the inner wall surface 30a of the first recess 30 is filled. It has two recesses 300.
  • the smear 90 can be removed more effectively as compared with the chemical treatment with an aqueous potassium permanganate solution, so that the above problem of poor connection is unlikely to occur.
  • the plasma treatment tends to reduce the roughness (that is, the number and depth of irregularities) of the inner wall surface 3a of the opening 3 after the treatment.
  • the through hole 122 when the through hole 122 expands and contracts in the direction perpendicular to the first surface 1S in response to the temperature change of the insulating layer 200, the through hole 122 may crack or a part of the through hole 122 may be formed from the inner wall surface 3a. It peels off.
  • the surface area of the inner wall surface 3a is the same as that of the conventional technique because the first recess 30 having the second recess 300 is formed on the inner wall surface 3a of the opening 3. Increases in comparison. As a result, the contact area between the through hole 122 (conductor 12) and the inner wall surface 3a of the opening 3 is increased, and a high adhesion force is obtained between the through hole 122 and the inner wall surface 3a. As a result, even when the insulating layer 200 expands and contracts due to a temperature change, cracks and peeling are less likely to occur in the through holes 122, and high thermal reliability can be obtained.
  • the copper foil has been improved from STD (general-purpose foil) to RTF (back surface treatment foil) and further to HVLP (fine roughened foil).
  • STD general-purpose foil
  • RTF back surface treatment foil
  • HVLP fine roughened foil
  • the first recess 30 has a plurality of second recesses 300 on the inner wall surface 30a of the first recess 30.
  • the surface area of the inner wall surface 3a of the opening 3 can be made larger, so that the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be further increased.
  • the depth D1 of at least a part of the first recess 30 is larger than 1/2 (width r1) of the width R1 of the opening 31 of the first recess 30 in the inner wall surface 3a of the opening 3 in the lateral direction. ..
  • the contact area between the through hole 122 and the inner wall surface of the first recess 30 is increased, and the convex portion 122a of the through hole 122 is less likely to come out of the first recess 30. Therefore, the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be further increased.
  • the depth D2 of at least a part of the second recess 300 is larger than 1/2 (width r2) of the width R2 in the lateral direction of the opening 31 of the second recess 300 on the inner wall surface 30a of the first recess 30. big.
  • the contact area between the through hole 122 and the inner wall surface of the second recess 300 is increased, and the portion of the through hole 122 that is filled in the second recess 300 (a part of the convex portion 122a) is second. It becomes difficult to pull out from the recess 300. Therefore, the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be further increased.
  • the first recess 30 has a second recess 300 provided on the side surface 30s of the inner wall surface 30a of the first recess 30.
  • the portion filled in the second recess 300 provided on the side surface 30s extends in a direction intersecting the depth direction of the first recess 30. ing. Therefore, when the convex portion 122a receives a force in the direction of being pulled out from the first concave portion 30 along the depth direction, the side filling portion is caught on the inner wall surface of the second concave portion 300, and the convex portion 122a Is prevented from being pulled out from the first recess 30. Therefore, according to the above configuration, the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be further increased.
  • the insulating layer 200 contains a plurality of particles
  • the second recess 300 has a shape corresponding to a part of the outer surface of the particles separated from the insulating layer 200. That is, the second recess 300 is formed in the trace of the insulating layer 200 where the particles are detached. Therefore, the second recess 300 can be formed by a simple process of desorbing the particles by ultrasonic treatment.
  • the insulating layer 200 contains a plurality of particles
  • the first recess 30 has a shape corresponding to a part of the outer surface of the particles separated from the insulating layer 200. That is, the first recess 30 is formed in the trace of the insulating layer 200 where the particles are detached. Therefore, the first recess 30 can be formed by a simple process of desorbing particles by ultrasonic treatment.
  • the through hole 122 has a protrusion 122b extending in a direction intersecting the inner wall surface 3a of the opening 3. As a result, the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be further increased.
  • the protrusion 122b is integrally connected to at least one of the portion of the through hole 122 that is filled in the first recess 30 and the portion that is filled in the second recess 300. That is, the damaged portion 32 of the glass cloth, which is the protrusion 122b, is in a position where the particles exposed on the inner wall surface 3a of the opening 3 are detached to communicate with the opening 3. According to such a configuration, the desorption of particles from the inner wall surface 3a makes it easier for the plating to permeate into the damaged portion 32, so that more protrusions 122b are formed when the conductor 12 (through hole 122) is formed. can do.
  • the connecting conductor is a through hole 122 penetrating the printed wiring board 1.
  • the conductor layers 121 on both sides of the insulating layer 200 and the core conductor layer 11 inside the insulating layer 200 can be electrically connected.
  • the first recess 30 and the second recess 300 increase the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3, so that the reliability of the connection can be improved.
  • the insulating layer 200 contains at least one of a polyphenylene ether resin, a polyphenylene oxide resin, and a cyanate ester resin.
  • a polyphenylene ether resin e.g., polyphenylene ether resin
  • a polyphenylene oxide resin e.g., polyphenylene oxide resin
  • a cyanate ester resin e.g., polyphenylene ether resin
  • it is difficult to remove the smear 90 with the potassium permanganate aqueous solution but by performing the desmear treatment including the plasma treatment and the ultrasonic treatment as in the above embodiment, the smear 90 can be removed while removing the smear 90.
  • the adhesion between the through hole 122 and the inner wall surface 3a of the opening 3 can be increased.
  • the method for manufacturing the printed wiring board 1 of the present embodiment includes an opening forming step of forming the opening 3 in a direction perpendicular to the first surface S1 of the insulating layer 200 containing a plurality of particles, and an opening. After the plasma treatment step of removing the smear 90 generated in the insulating layer 200 by the plasma treatment in the forming step and the plasma treatment step, the particles exposed on the inner wall surface 3a of the opening 3 among the plurality of particles are ultrasonically treated.
  • the ultrasonic treatment step of forming the second recess 300 on the inner wall surface 30a of the first recess 30 on the inner wall surface 3a of the opening 3 and filling at least a part of the opening 3 and the first It includes a connecting conductor forming step of forming a through hole 122 so as to fill the recess 30 and the second recess 300.
  • the surface area of the inner wall surface 3a is increased as compared with the above-mentioned prior art because the first recess 30 having the second recess 300 is formed on the inner wall surface 3a of the opening 3.
  • the contact area between the through hole 122 (conductor 12) and the inner wall surface 3a of the opening 3 is increased, and particles having poor plating adhesion are degranulated between the through hole 122 and the inner wall surface 3a. High adhesion can be obtained. As a result, even when the insulating layer 200 expands and contracts due to a temperature change, cracks and peeling are less likely to occur in the through holes 122, and high thermal reliability can be obtained.
  • the smear 90 can be effectively removed by using at least one gas of N 2 , O 2 and CF 4.
  • first recess 30 and the second recess 300 are formed on the inner wall surface 3a of the opening 3 (through hole pilot hole) of the through hole 122 as the connecting conductor.
  • the first recess 30 and the second recess 300 may be formed on the inner wall surface of the opening 4 (via pilot hole) of the via 123 as a connecting conductor.
  • the conditions of the plasma treatment and the ultrasonic treatment in the above embodiment are examples, and can be appropriately adjusted according to the material and size of the insulating layer 200, the material and size of the particles contained in the insulating layer 200, and the like. can.
  • the printed wiring board 1 has been described with reference to an example in which both the through holes 122 and the vias 123 are provided, but the present invention is not limited to this, and the printed wiring board 1 is one of the through holes 122 and the vias 123. You may have only one.
  • a plurality of build-up layers B may be laminated on each surface of the core layer C. Further, the build-up layer B may be omitted. That is, the printed wiring board 1 may be composed of only the core layer C.
  • the core layer C may have a plurality of first insulating layers 21.
  • the build-up layer B may have a plurality of layers of the second insulating layer 22. Further, the build-up layer B may be provided only on one surface of the core layer C.
  • the printed wiring board 1 may have the conductor layer 121 on only one side.
  • This disclosure can be used for a printed wiring board and a method for manufacturing a printed wiring board.

Landscapes

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Abstract

印刷配線板（１）は、絶縁層（２００）及び導体部（１００）を備え、絶縁層（２００）は、該絶縁層の第１面（Ｓ１）に対して垂直な方向に開口部（３）を有し、導体部（１００）は、開口部の少なくとも一部に接続導体（１２２）を有し、開口部（３）は、該開口部の内壁面（３ａ）に、接続導体の一部を有する第１凹部（３０）を有し、第１凹部は、該第１凹部の内壁面（３０ａ）に、接続導体の一部を有する第２凹部（３００）を有する。

Description

印刷配線板及び印刷配線板の製造方法
　本開示は、印刷配線板及び印刷配線板の製造方法に関する。
　従来、絶縁層により隔てられた複数の回路層を有する印刷配線板がある。また、この印刷配線板の表面に形成された外層回路と、内部に形成された内層回路とをビアによって電気的に接続させたり、印刷配線板の全体を貫通するスルーホールによって両側の外層回路同士を電気的に接続させたりすることで、立体的な回路を形成する技術が知られている（例えば、特開２０１７－１３５３５７号公報）。
　ビア及びスルーホールといった接続導体は、例えば、ドリルやレーザ照射により絶縁層に開口部を形成し、この開口部の少なくとも一部に導体を形成した構成とされる。また、開口部に導体を形成する前に、開口部の形成時に生じたスミア（樹脂残渣）を除去するデスミア処理が行われる。デスミア処理におけるスミアの除去方法としては、過マンガン酸カリウム水溶液などを用いるケミカル処理や、プラズマ処理などが知られている。
　本開示の一態様に係る印刷配線板は、絶縁層及び導体部を備える。前記絶縁層は、該絶縁層の第１面に対して垂直な方向に開口部を有する。前記導体部は、前記開口部の少なくとも一部に接続導体を有する。前記開口部は、該開口部の内壁面に、前記接続導体の一部を有する第１凹部を有する。前記第１凹部は、該第１凹部の内壁面に、前記接続導体の一部を有する第２凹部を有する。
　また、本開示の他の一の態様に係る印刷配線板の製造方法は、複数の粒子を含有する絶縁層の第１面に対して垂直な方向に開口部を形成する開口部形成工程を含む。前記製造方法は、前記開口部形成工程において前記絶縁層に生じたスミアをプラズマ処理により除去するプラズマ処理工程を含む。前記製造方法は、前記プラズマ処理工程の後に、前記複数の粒子のうち前記開口部の内壁面に露出している前記粒子を超音波処理により脱離させて、前記開口部の内壁面にある第１凹部の内壁面に、第２凹部を形成する超音波処理工程を含む。前記製造方法は、前記開口部の少なくとも一部を埋めるとともに前記第１凹部及び前記第２凹部を埋めるように接続導体を形成する接続導体形成工程を含む。
印刷配線板の断面図である。 図１のうちスルーホールの周辺を拡大して示す図である。 スルーホールの形状の説明のために、図２Ａにおける導体を省略した図である。 第１凹部の形状を示す断面図である。 複数の第１凹部を撮影した電子顕微鏡写真である。 スルーホール１２２の断面を示す電子顕微鏡写真である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 実施例の効果を確認するために行った実験の条件及び結果を示す図である。 比較例１の内壁面を撮影した電子顕微鏡写真である。 比較例２の内壁面を撮影した電子顕微鏡写真である。
　以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び寸法比率などを忠実に表したものではない。
〔印刷配線板の構成〕
　図１に示すように、印刷配線板１は、導体部１００と、絶縁層２００と、を備えている。また、別の観点では、印刷配線板１は、コア層Ｃと、コア層Ｃの表裏にそれぞれ設けられたビルドアップ層Ｂと、を備えている。コア層Ｃは、導体部１００の一部及び絶縁層２００の一部からなり、ビルドアップ層Ｂは、導体部１００の一部及び絶縁層２００の一部からなる。
　以下では、印刷配線板１の厚さ方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系で印刷配線板１の各部の向きを説明する。印刷配線板１の絶縁層２００の第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、ＸＹ平面と平行である。絶縁層２００において、第２面Ｓ２は第１面Ｓ１の反対側に位置する面である。図１は、印刷配線板１のＹ方向と垂直な断面を示す図である。以下では、印刷配線板１を構成する各層の＋Ｚ方向を向く面を「上面」とも記し、－Ｚ方向を向く面を「下面」とも記す。
　コア層Ｃは、平板状の第１絶縁層２１と、コア導体層１１（内層回路）と、を有する。第１絶縁層２１の材質は、絶縁性を有していれば特には限られない。第１絶縁層２１の材質としては、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、シアネートエステル樹脂、などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。
　具体的には、第１絶縁層２１としては、Ｒ－５７２５、Ｒ－５７７５、Ｒ－５７８５（パナソニック株式会社製）、ＤＳ－７４０９Ｄ、ＤＳ－７４０９ＤＶ（株式会社斗山製）などを用いることができる。
　第１絶縁層２１として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材（基材）を配合して使用するのが好ましい。補強材としては、例えば、ガラス繊維及びガラス不織布、アラミド不織布及びアラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用してもよい。本実施形態の第１絶縁層２１は、ガラス繊維（クロス）を含有している。
　また、第１絶縁層２１には、複数の粒子（無機フィラー）が分散されて含有されている。これらの粒子の材質は、例えば水酸化アルミニウム、シリカ、硫酸バリウム、タルク、クレー、ガラス、炭酸カルシウム、酸化チタンなどとすることができる。また、これらの粒子の直径は、０．５μｍ～２μｍ程度であってもよい。第１絶縁層２１に含まれる各粒子の直径（粒径）は均一であってもよいし、所定の粒径分布を有していてもよい。
　コア導体層１１は、第１絶縁層２１の上面及び下面において所定の配線パターンをなしている。コア導体層１１の材質は、特には限られないが、例えば銅であってもよい。
　ビルドアップ層Ｂは、コア層Ｃの上面及び下面にそれぞれ積層されている。
　ビルドアップ層Ｂは、平板状の第２絶縁層２２と、導体１２と、を有する。コア層Ｃの第１絶縁層２１、及びビルドアップ層Ｂの第２絶縁層２２により絶縁層２００が構成される。また、コア層Ｃのコア導体層１１、及びビルドアップ層Ｂの導体１２により導体部１００が構成される。
　第２絶縁層２２の材質は、絶縁性を有していれば特には限られない。第２絶縁層２２の材質は、第１絶縁層２１の材質と同一であってもよい。第２絶縁層２２の材質としては、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、シアネートエステル樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は２種以上を混合して用いてもよい。第２絶縁層２２としても、Ｒ－５６２０、Ｒ－５６７０、Ｒ－５６８０（パナソニック株式会社製）、ＤＳ－７４０９Ｄ、ＤＳ－７４０９ＤＶ（株式会社斗山製）などを用いることができる。
　第２絶縁層２２として有機樹脂を使用する場合、有機樹脂に補強材（基材）を配合してもよい。補強材としては、例えば、ガラス繊維及びガラス不織布、アラミド不織布及びアラミド繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用してもよい。本実施形態の第２絶縁層２２は、第１絶縁層２１と同様、ガラス繊維（クロス）を含有している。
　また、第２絶縁層２２には、複数の粒子（無機フィラー）が分散されて含有されている。本実施形態では、第２絶縁層２２に含有されている粒子の材質及び大きさは、第１絶縁層２１に含有されている粒子と同一である。ただし、これに限られず、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２で、含有されている粒子の材質及び／又は大きさが異なっていてもよい。
　導体１２は、導体層１２１、スルーホール１２２及びビア１２３を構成している。このうちスルーホール１２２及びビア１２３が接続導体に対応する。導体の材質は、特には限られないが、例えば銅であってもよい。
　導体層１２１は、絶縁層２００の第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２に形成されている。導体層１２１は、配線パターンを形成しているとともに、スルーホール１２２及びビア１２３のランドを形成している。導体層１２１と絶縁層２００との間（すなわち導体層１２１と第２絶縁層２２との間）には、銅箔が形成されていてもよい。この銅箔も、導体部１００の一部を構成する。
　スルーホール１２２は、絶縁層２００の全体を貫通する開口部３（スルーホール下孔）の内壁面に設けられている。スルーホール１２２の内側領域は、絶縁体２３により埋められていることもある。スルーホール１２２は、導体層１２１のうち開口部３の縁に位置する部分、及びコア導体層１１のうち開口部３に露出している部分に接続されている。これにより、スルーホール１２２は、第１面Ｓ１上の導体層１２１、第２面上の導体層１２１、及びコア導体層１１を互いに電気的に接続している。
　ビア１２３は、第２絶縁層２２の第１面Ｓ１側からコア導体層１１まで達する開口部４（ビア下穴）を埋めている。また、ビア１２３は、導体層１２１のうち開口部４の縁に位置する部分、及び開口部４の底部に位置するコア導体層１１に接続されている。これにより、ビア１２３は、導体層１２１とコア導体層１１とを電気的に接続している。なお、図１では、ビア１２３が開口部４の全体を埋めているが、これに限られず、ビア１２３は、開口部４の内壁面に沿って設けられて開口部４の一部を埋めていてもよい。すなわち、ビア１２３は、表面に凹部を有していてもよい。
　次に、スルーホール１２２の詳細な構成について説明する。
　図２Ｂに示すように、絶縁層２００の開口部３は、その内壁面３ａに複数の第１凹部３０を有している。これらの複数の第１凹部３０は、開口部３に対する後述のデスミア処理において形成される。
　図２Ａに示すように、スルーホール１２２は、開口部３の複数の第１凹部３０を埋める、複数の凸状部１２２ａを有している。換言すれば、各第１凹部３０には、スルーホール１２２の一部である凸状部１２２ａが充填されている。スルーホール１２２のうち内壁面３ａに沿う部分と、複数の凸状部１２２ａとは、一体的に形成されている。
　このように、スルーホール１２２が複数の凸状部１２２ａを有していることにより、スルーホール１２２と絶縁層２００との密着力が向上する。よって、温度変化により絶縁層２００の樹脂が伸縮した場合でも、スルーホール１２２におけるクラックやめっき剥離の発生を低減させることができる。
　なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、説明の便宜上、スルーホール１２２及び開口部３の表面の凹凸形状（凸状部１２２ａ及び第１凹部３０）を実際より拡大して描いている。実際には、導体層１２１及びスルーホール１２２をなす導体１２の厚さが２０μｍ程度であるのに対し、凸状部１２２ａ及び第１凹部３０の大きさは０．１μｍ～数μｍ程度である。
　また、図２Ａでは、全ての第１凹部３０に凸状部１２２ａが充填されているが、必ずしもこの構成に限られず、一部の第１凹部３０には凸状部１２２ａが充填されていなくてもよい。
　図３及び図４に示すように、第１凹部３０は、該第１凹部３０の内壁面３０ａにさらに複数の第２凹部３００を有する。これらの複数の第２凹部３００の各々にも、スルーホール１２２の一部（凸状部１２２ａの一部）が充填されている。したがって、凸状部１２２ａは、第１凹部３０及び第２凹部３００の内壁面の形状に対応する形状を有する。
　なお、必ずしも全ての第２凹部３００に凸状部１２２ａが充填されていなくてもよく、複数の第２凹部３００のうち一部の第１凹部３０には凸状部１２２ａが充填されていなくてもよい。
　第２凹部３００は、後述するデスミア処理において絶縁層２００から脱離した粒子の外面の一部に対応する形状を有する。例えば、球形の粒子が絶縁層２００から脱離することにより、絶縁層２００のうち当該粒子が脱離した部分が、球の一部に対応する形状の内壁面を有する第２凹部３００となる。本実施形態の絶縁層２００に含まれる粒子の形状は、球形又は略球形である。よって、第２凹部３００は、球形又は略球形の一部に対応する形状を有する。ここで、略球形には、例えば長球（楕円を長軸の回りで回転させたときに得られる回転体）が含まれる。絶縁層２００からの粒子の脱離は「脱粒」とも呼ばれる。
　また、一部の第１凹部３０も、デスミア処理において絶縁層２００から脱離した粒子の外面の一部に対応する形状を有する。すなわち、一部の第１凹部３０は、絶縁層２００から粒子が脱離することにより形成されたものである。ただし、第１凹部３０は、デスミア処理におけるプラズマ処理による浸食等で形成されたものであってもよい。
　図３に示すように、第１凹部３０の深さＤ１は、開口部３の内壁面３ａにおける該第１凹部３０の開口３１の幅Ｒ１の１／２（すなわち、図３の幅ｒ１）よりも大きい。ここで、幅Ｒ１は、図４の下部に示すように、第１凹部３０の開口３１の短手方向Ａ２についての最大幅である。短手方向Ａ２は、長手方向Ａ１に対して垂直な方向である。また、長手方向Ａ１は、第１凹部３０の開口３１の幅が最長（幅Ｒｍａｘ）となる方向である。
　なお、Ｄ１＞ｒ１の関係を満たさない第１凹部３０があってもよい。
　また、図３に示すように、少なくとも一部の第２凹部３００の深さＤ２は、第１凹部３０の内壁面３０ａにおける該第２凹部３００の開口３０１の幅Ｒ２の１／２（すなわち、図３の幅ｒ２）よりも大きい。ここで、幅Ｒ２は、幅Ｒ１と同様、開口３０１の短手方向についての最大幅である。
　なお、Ｄ２＞ｒ２の関係を満たさない第２凹部３００があってもよい。
　また、第１凹部３０は、該第１凹部３０の内壁面３０ａのうち側面３０ｓに設けられた第２凹部３００を有する。換言すれば、一部の第２凹部３００は、第１凹部３０の側面３０ｓに設けられている。ここで、側面３０ｓは、内壁面３０ａのうち、第１凹部３０の開口３１がなす面に対して４５度以上傾斜している部分である。なお、側面３０ｓに第２凹部３００が設けられていない第１凹部３０があってもよい。
　図３では、１つの第１凹部３０の内壁面３０ａに複数の第２凹部３００が形成されている例を用いて説明したが、これに限られず、内壁面３０ａに１つの第２凹部３００が形成されている第１凹部３０があってもよい。また、内壁面３０ａに第２凹部３００が形成されていない第１凹部３０があってもよい。
　図２Ａ及び図５に示すように、スルーホール１２２は、開口部３の内壁面３ａに交差する方向に延びる複数の突起部１２２ｂを有している。突起部１２２ｂは、スルーホール１２２の絶縁層２００側の面、すなわち開口部３の内壁面３ａに接する面から絶縁層２００に向かって楔状に延びている。突起部１２２ｂの長さは、３～１０μｍ程度である。本明細書では、スルーホール１２２のうち内壁面３ａから絶縁層２００側に３μｍ以上突出している部分を突起部１２２ｂと定義する。突起部１２２ｂは、絶縁層２００内のガラスクロスのうち、開口部３の形成時にダメージを受けた部分（以下、損傷部分３２（図２Ｂ参照）と記す）にめっきがしみ込むことで形成されたものである。よって、スルーホール１２２のうち内壁面３ａに沿う部分と、突起部１２２ｂとは、一体的に形成されている。突起部１２２ｂは、ガラスクロスの複数の層のうち、２～３層毎に少なくとも１箇所の頻度で形成されている。この突起部１２２ｂにより、スルーホール１２２と絶縁層２００との密着力をさらに向上させることができる。
　また、図２Ａに示すように、突起部１２２ｂは、スルーホール１２２のうち第１凹部３０に充填されている部分、及び第２凹部３００に充填されている部分の少なくとも一方と一体的に繋がっている。
〔印刷配線板の製造方法〕
　次に、印刷配線板１の製造方法について説明する。
　本実施形態に係る印刷配線板１の製造方法は、第１工程～第４工程を含む。
　第１工程では、図６Ａに示すように、絶縁層２００の内部に内層回路としてのコア導体層１１が形成され、図示していないが、表層が銅箔に覆われた基板を用意する。
　第２工程では、図６Ｂに示すように、絶縁層２００の第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に亘って貫通する、スルーホール下孔としての開口部３を形成する。この第２工程が「開口部形成工程」に相当する。開口部３は、例えば、第１絶縁層２１及び第２絶縁層２２を加工可能な条件で、ドリルにより形成する。これに代えて、レーザ照射により開口部３を形成してもよい。
　第２工程の終了時点では、絶縁層２００の加工により生じたスミア９０（樹脂残渣）が開口部３の内壁面に付着した状態となる。スミア９０は、例えばドリル加工時の熱で樹脂が溶融することにより生じる。
　また、第２工程において、絶縁層２００に含まれるガラスクロスが一部ダメージを受け、絶縁層２００内に上述の損傷部分３２が生じる。
　第３工程では、開口部３の内壁面３ａに付着したスミア９０を除去するデスミア処理を行う。このデスミア処理は、プラズマ処理（プラズマ処理工程）と、該プラズマ処理の後に行われる超音波処理（超音波処理工程）とを含む。
　このうちプラズマ処理では、例えばエッチングガスとしてＮ2、Ｏ2、及びＣＦ4のうち少なくとも１つを用い、プラズマ化したガスにより、絶縁層２００の表面の銅箔をマスクとして、開口部３の内壁面３ａをエッチングする。プラズマ処理では、例えば、１６ｋＷの出力で３５分間プラズマを開口部３に照射した後に、１５ｋＷの出力で４０分間プラズマを照射する。このプラズマ処理により、図７Ａに示すようにスミア９０が除去される。
　続く超音波処理では、基板を水等の液体中に浸漬させた状態で、当該液体内に所定強度の超音波を印加する。超音波処理の条件は、例えば、超音波振動を１２００Ｗの出力及び２５ｋＨｚの周波数で約３０秒継続させるものとすることができる。この超音波処理により、開口部３の内壁面３ａに露出していた粒子が脱離する。
　この第３工程の内壁面処理の終了時には、プラズマ処理のエッチングによる内壁面３ａの浸食、及び超音波処理による内壁面３ａからの粒子の脱離によって、図７Ａに示すように、開口部３の内壁面３ａに複数の第１凹部３０が形成される。また、第１凹部３０の内壁面３０ａに、粒子の脱離によって第２凹部３００が形成される。また、粒子が脱離することで、第１凹部３０及び／又は第２凹部３００と損傷部分３２とが連通する。
　第４工程では、図７Ｂに示すように、開口部３が形成された基板に対して電解パネルめっきを施し、導体層１２１及びスルーホール１２２を含む導体１２を形成する。この第４工程が「接続導体形成工程」に相当する。この第４工程では、開口部３の一部（内壁面３ａに沿う部分）を埋めるように導体１２が形成され、これによりスルーホール１２２が形成される。また、このとき、開口部３の内壁面３ａに形成されている第１凹部３０及び第２凹部３００が導体１２により充填される。これにより、凸状部１２２ａが形成されるとともに、第１凹部３０及び／又は第２凹部３００を介して損傷部分３２に導体１２が充填されて突起部１２２ｂが形成される。
　続いて、サブトラクティブ法により第１面Ｓ１上及び第２面Ｓ２上の導体１２をパターニングし、図１に示す導体層１２１を形成する。また、スルーホール１２２の内側領域に絶縁体２３を充填してもよい。以上の製造方法により印刷配線板１が得られる。
　なお、導体層１２１は、ＭＳＡＰ（Modified Semi-Additive Process）により形成してもよい。
　〔実施例〕
　次に、上記実施形態に係る印刷配線板１の実施例について説明する。
　図８に示すように、実施例の効果を確認するために行った実験では、上述の製造方法の第２工程までを行った基板に対し、異なる処理内容及び／又は異なる処理条件でデスミア処理を行った。
　詳しくは、比較例１として、過マンガン酸カリウム水溶液を用いたケミカル処理のみによりデスミア処理を行った。このデスミア処理では、１Ｎ、５０ｇ／ｌの過マンガン酸カリウム水溶液を用いた。
　また、比較例２として、プラズマ処理のみによりデスミア処理を行った。このプラズマ処理では、エッチングガスとしてＣＦ4を用い、１６ｋＷの出力で３５分間プラズマを照射した後に、さらに１５ｋＷの出力で４０分間プラズマを照射した。
　また、実施例では、デスミア処理として、プラズマ処理の後に超音波処理を続けて行った。このプラズマ処理では、エッチングガスとしてＣＦ4を用い、１６ｋＷの出力で３５分間プラズマを照射した後に、さらに１５ｋＷの出力で４０分間プラズマを照射した。また、超音波処理では、超音波振動を１２００Ｗの出力及び２５ｋＨｚの周波数で生じさせて超音波を発生させ、基板を浸漬させた水に対してこの超音波を３０秒印加した。
　デスミア処理の終了後、比較例１、比較例２及び実施例の各々について、開口部３の内壁面３ａの粗さ（算術平均粗さＲａ）を計測した。計測結果は、比較例１が０μｍ、比較例２が０．５μｍ、実施例が１．０μｍとなった。このように、実施例では、内壁面３ａから粒子が離脱したことにより、比較例１及び比較例２よりも粗さが増大した。
　また、デスミア処理の終了後、比較例１、比較例２及び実施例の各々について、開口部３の内壁面３ａの電子顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）を撮影した。
　図９に示すように、比較例１では、内壁面３ａに粒子Ｐが露出していた。すなわち、過マンガン酸カリウム水溶液によるデスミア処理では、粒子Ｐが絶縁層２００の樹脂に埋没したまま脱離せず、粒子の脱離による凹部の形成がなされないことが確認された。
　また、内壁面３ａにスミア９０が確認された。これは、絶縁層２００の主成分がポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、及びシアネートエステル樹脂等の低誘電材料である場合には、過マンガン酸カリウム水溶液によるデスミア処理ではスミアを除去しにくいためであると考えられる。
　図１０に示すように、比較例２では、内壁面３ａにスミア９０は確認されなかった。すなわち、プラズマ処理を用いることで、スミア９０を効果的に除去できることが確認された。
　しかしながら、比較例２の内壁面３ａには粒子Ｐが露出していた。これにより、プラズマ処理を行っても、露出した粒子Ｐが絶縁層２００の樹脂に埋没したまま脱離せず、粒子の脱離による凹部の形成がなされないことが確認された。
　実施例の内壁面３ａを撮影した電子顕微鏡写真は、図４である。この図から、内壁面３ａから粒子Ｐが脱離して第２凹部３００を有する第１凹部３０が形成されていることが確認できた。すなわち、デスミア処理として、プラズマ処理に加えて超音波処理を行うことで、開口部３の内壁面３ａに第１凹部３０及び第２凹部３００を形成して、内壁面３ａの表面を粗化できることが確認できた。
　また、図８の右端の列に示すように、デスミア処理の終了後、比較例１、比較例２及び実施例の各々について加熱試験を行い、内壁面３ａからの導体１２（スルーホール１２２）の剥離の有無を確認した。加熱試験では、基板を２６０℃（部品実装を想定したリフロー処理の温度）に加熱する処理を６回繰り返した。
　図８に示すように、比較例１及び比較例２では、加熱試験後に導体１２の剥離が確認された。一方、実施例では、加熱試験後の導体１２の剥離は確認されなかった。このことから、実施例では、開口部３の内壁面３ａに第１凹部３０及び第２凹部３００が形成されて粗化され、めっき密着性が悪い粒子を脱粒させた結果、導体１２と絶縁層２００との密着力が向上していることが確認された。
　〔効果〕
　以上のように、本実施形態の印刷配線板１は、絶縁層２００及び導体部１００を備え、絶縁層２００は、該絶縁層２００の第１面Ｓ１に対して垂直な方向に形成された開口部３を有し、導体部１００は、開口部３の少なくとも一部を埋めるように設けられている接続導体としてのスルーホール１２２を有し、開口部３は、該開口部３の内壁面３ａに、スルーホール１２２の一部が充填されている第１凹部３０を有し、第１凹部３０は、該第１凹部３０の内壁面３０ａに、スルーホール１２２の一部が充填されている第２凹部３００を有する。
　従来、絶縁層２００の加工により生じたスミア９０を除去する方法として、過マンガン酸カリウム水溶液を用いたケミカル処理が知られている。しかしながら、図８の比較例１に示したとおり、絶縁層２００の主成分がポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、及びシアネートエステル樹脂等の低誘電材料である場合には、過マンガン酸カリウム水溶液によるケミカル処理ではスミア９０を除去しにくい。この結果、スミア９０に起因して、スルーホール１２２とコア導体層１１との接続不良が生じやすい。
　一方、プラズマ処理によりスミア９０を除去する方法によれば、過マンガン酸カリウム水溶液によるケミカル処理と比較してより効果的にスミア９０を除去できるため、上記の接続不良の問題は生じにくい。しかしながら、プラズマ処理は、その特性上、処理後における開口部３の内壁面３ａの荒れ（すなわち、凹凸の数や深さ）が少なくなりやすい。また、内壁面３ａに露出した粒子にはめっきが密着しにくい。このため、開口部３の内壁面３ａと、スルーホール１２２（導体１２）との密着力が弱くなり、図８の比較例２に示したとおり、熱的信頼性が得られにくいという課題がある。すなわち、リフロー処理などにおいて、絶縁層２００の温度変化に応じて第１面１Ｓに垂直な方向に伸縮した際に、スルーホール１２２にクラックが生じたり、スルーホール１２２の一部が内壁面３ａから剥がれたりする。
　これに対し、本実施形態の上記構成によれば、開口部３の内壁面３ａに第２凹部３００を有する第１凹部３０が形成されていることで、内壁面３ａの表面積が上記従来技術と比較して増大する。これにより、スルーホール１２２（導体１２）と開口部３の内壁面３ａとの接触面積が増大し、スルーホール１２２と内壁面３ａとの間で高い密着力が得られる。この結果、絶縁層２００が温度変化により伸縮した場合にもスルーホール１２２にはクラック及び剥離が生じにくく、高い熱的信頼性が得られる。
　このように、本実施形態の構成によれば、銅箔がＳＴＤ（汎用箔）からＲＴＦ（背面処理箔）、さらにはＨＶＬＰ（微細粗化箔）に改良されてきたように、スルーホール１２２の開口部３側の表面を適度に粗化させることができる。これにより、高周波数信号の伝送特性を維持しつつ、絶縁層２００に対するスルーホール１２２の密着性を向上させることができる。
　また、第１凹部３０は、該第１凹部３０の内壁面３０ａに複数の第２凹部３００を有する。これにより、開口部３の内壁面３ａの表面積をより大きくすることができるため、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力をさらに増大させることができる。
　また、少なくとも一部の第１凹部３０の深さＤ１は、開口部３の内壁面３ａにおける該第１凹部３０の開口３１の短手方向の幅Ｒ１の１／２（幅ｒ１）よりも大きい。これにより、スルーホール１２２と第１凹部３０の内壁面との接触面積が増大するとともに、スルーホール１２２のうち凸状部１２２ａが第１凹部３０から抜けにくくなる。よって、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力をさらに増大させることができる。
　また、少なくとも一部の第２凹部３００の深さＤ２は、第１凹部３０の内壁面３０ａにおける該第２凹部３００の開口３１の短手方向の幅Ｒ２の１／２（幅ｒ２）よりも大きい。これにより、スルーホール１２２と第２凹部３００の内壁面との接触面積が増大するとともに、スルーホール１２２のうち第２凹部３００に充填されている部分（凸状部１２２ａの一部）が第２凹部３００から抜けにくくなる。よって、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力をさらに増大させることができる。
　また、第１凹部３０は、該第１凹部３０の内壁面３０ａのうち側面３０ｓに設けられた第２凹部３００を有する。凸状部１２２ａのうち、側面３０ｓに設けられた第２凹部３００に充填されている部分（以下、側面充填部と記す）は、第１凹部３０の深さ方向に対して交差する方向に延びている。このため、凸状部１２２ａが、第１凹部３０からその深さ方向に沿って引き抜かれる向きの力を受けた場合に、側面充填部が第２凹部３００の内壁面に引っ掛かり、凸状部１２２ａが第１凹部３０から引き抜かれるのが妨げられる。よって、上記構成によれば、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力をさらに増大させることができる。
　また、絶縁層２００は、複数の粒子を含有しており、第２凹部３００は、絶縁層２００から脱離した粒子の外面の一部に対応する形状を有する。すなわち、第２凹部３００は、絶縁層２００のうち粒子が脱離した跡に形成される。よって、超音波処理により粒子を脱離させる簡易な処理で第２凹部３００を形成することができる。
　また、絶縁層２００は、複数の粒子を含有しており、第１凹部３０は、絶縁層２００から脱離した粒子の外面の一部に対応する形状を有する。すなわち、第１凹部３０は、絶縁層２００のうち粒子が脱離した跡に形成される。よって、超音波処理により粒子を脱離させる簡易な処理で第１凹部３０を形成することができる。
　また、スルーホール１２２は、開口部３の内壁面３ａに交差する方向に延びる突起部１２２ｂを有する。これにより、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力をさらに増大させることができる。
　また、突起部１２２ｂは、スルーホール１２２のうち第１凹部３０に充填されている部分、及び第２凹部３００に充填されている部分の少なくとも一方と一体的に繋がっている。すなわち、ガラスクロスのうち突起部１２２ｂとなる損傷部分３２は、開口部３の内壁面３ａに露出した粒子が脱離することにより開口部３と連通する位置にある。このような構成によれば、内壁面３ａからの粒子の脱離により、損傷部分３２にめっきがしみ込みやすくなるため、導体１２（スルーホール１２２）の形成時に、より多くの突起部１２２ｂを形成することができる。
　また、接続導体は、印刷配線板１を貫通するスルーホール１２２である。これにより、絶縁層２００の両面にある導体層１２１、及び絶縁層２００の内部にあるコア導体層１１を電気的に接続することができる。また、第１凹部３０及び第２凹部３００によってスルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力が増大することで、上記接続の信頼性を高めることができる。
　また、絶縁層２００は、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、及びシアネートエステル樹脂のうち少なくとも１つを含む。このような絶縁層２００では、過マンガン酸カリウム水溶液ではスミア９０を除去しにくいが、上記実施形態のようにプラズマ処理及び超音波処理を含むデスミア処理を行うことで、スミア９０を除去しつつ、スルーホール１２２と開口部３の内壁面３ａとの密着力を増大させることができる。
　また、本実施形態の印刷配線板１の製造方法は、複数の粒子を含有する絶縁層２００の第１面Ｓ１に対して垂直な方向に開口部３を形成する開口部形成工程と、開口部形成工程において絶縁層２００に生じたスミア９０をプラズマ処理により除去するプラズマ処理工程と、プラズマ処理工程の後に、複数の粒子のうち開口部３の内壁面３ａに露出している粒子を超音波処理により脱離させて、開口部３の内壁面３ａにある第１凹部３０の内壁面３０ａに、第２凹部３００を形成する超音波処理工程と、開口部３の少なくとも一部を埋めるとともに第１凹部３０及び第２凹部３００を埋めるようにスルーホール１２２を形成する接続導体形成工程と、を含む。このような方法によれば、開口部３の内壁面３ａに第２凹部３００を有する第１凹部３０が形成されていることで、内壁面３ａの表面積が上記従来技術と比較して増大する。これにより、スルーホール１２２（導体１２）と開口部３の内壁面３ａとの接触面積が増大するとともに、めっき密着性が悪い粒子を脱粒させることで、スルーホール１２２と内壁面３ａとの間で高い密着力が得られる。この結果、絶縁層２００が温度変化により伸縮した場合にもスルーホール１２２にはクラック及び剥離が生じにくく、高い熱的信頼性が得られる。
　また、プラズマ処理において、Ｎ2、Ｏ2、及びＣＦ4のうち少なくとも１つの気体を用いることで、効果的にスミア９０を除去することができる。
　なお、上記実施の形態は例示であり、様々な変更が可能である。
　例えば、上記実施形態では、接続導体としてのスルーホール１２２の開口部３（スルーホール下孔）の内壁面３ａに第１凹部３０及び第２凹部３００が形成されている例を用いて説明したが、これに限られず、接続導体としてのビア１２３の開口部４（ビア下穴）の内壁面に第１凹部３０及び第２凹部３００が形成されていてもよい。
　また、上記実施形態におけるプラズマ処理及び超音波処理の条件は例示であり、絶縁層２００の材質及び大きさ、並びに絶縁層２００が含有する粒子の材質及び大きさ等に応じて適宜調整することができる。
　また、上記実施形態では、印刷配線板１が、スルーホール１２２及びビア１２３の双方を備える例を用いて説明したが、これに限られず、印刷配線板１は、スルーホール１２２及びビア１２３のうち一方のみを有していてもよい。
　また、コア層Ｃの各面に複数のビルドアップ層Ｂが積層されていてもよい。また、ビルドアップ層Ｂは省略してもよい。すなわち、印刷配線板１は、コア層Ｃのみからなるものであってもよい。
　また、コア層Ｃは、複数層の第１絶縁層２１を有するものであってもよい。また、ビルドアップ層Ｂは、複数層の第２絶縁層２２を有するものであってもよい。また、コア層Ｃの片側の面のみにビルドアップ層Ｂが設けられていてもよい。
　また、印刷配線板１は、片面のみに導体層１２１を有するものであってもよい。
　その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係及び形状を適宜組み合わせ可能である。
　本開示は、印刷配線板及び印刷配線板の製造方法に利用することができる。
１　印刷配線板
３、４　開口部
３ａ　内壁面
１００　導体部
１１　コア導体層
１２　導体
１２１　導体層
１２２　スルーホール（接続導体）
１２２ａ　凸状部
１２２ｂ　突起部
１２３　ビア（接続導体）
２００　絶縁層
２１　第１絶縁層
２２　第２絶縁層
２３　絶縁体
３０　第１凹部
３０ａ　内壁面
３０ｓ　側面
３１　開口
３２　損傷部分
３００　第２凹部
３０１　開口
９０　スミア
Ａ１　長手方向
Ａ２　短手方向
Ｂ　ビルドアップ層
Ｃ　コア層
Ｐ　粒子

Claims (13)

  1. 　絶縁層及び導体部を備え、
    　前記絶縁層は、該絶縁層の第１面に対して垂直な方向に開口部を有し、
    　前記導体部は、前記開口部の少なくとも一部に接続導体を有し、
    　前記開口部は、該開口部の内壁面に、前記接続導体の一部を有する第１凹部を有し、
    　前記第１凹部は、該第１凹部の内壁面に、前記接続導体の一部を有する第２凹部を有する、印刷配線板。
  2. 　前記第１凹部は、該第１凹部の内壁面に複数の前記第２凹部を有する、請求項１に記載の印刷配線板。
  3. 　前記第１凹部の深さは、前記開口部の内壁面における該第１凹部の開口の短手方向の幅の１／２よりも大きい、請求項１又は２に記載の印刷配線板。
  4. 　前記第２凹部の深さは、前記第１凹部の内壁面における該第２凹部の開口の短手方向の幅の１／２よりも大きい、請求項１～３のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  5. 　前記第１凹部は、該第１凹部の内壁面のうち側面に設けられた前記第２凹部を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  6. 　前記絶縁層は、複数の粒子を含有しており、
    　前記第２凹部は、前記絶縁層から脱離した前記粒子の外面の一部に対応する形状を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  7. 　前記絶縁層は、複数の粒子を含有しており、
    　前記第１凹部は、前記絶縁層から脱離した前記粒子の外面の一部に対応する形状を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  8. 　前記接続導体は、前記開口部の内壁面に交差する方向に延びる突起部を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  9. 　前記突起部は、前記接続導体のうち前記第１凹部に充填されている部分、及び前記第２凹部に充填されている部分の少なくとも一方と一体的に繋がっている、請求項８に記載の印刷配線板。
  10. 　前記接続導体は、該印刷配線板を貫通するスルーホールである、請求項１～９のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  11. 　前記絶縁層は、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、及びシアネートエステル樹脂のうち少なくとも１つを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の印刷配線板。
  12. 　複数の粒子を含有する絶縁層の第１面に対して垂直な方向に開口部を形成する開口部形成工程と、
    　前記開口部形成工程において前記絶縁層に生じたスミアをプラズマ処理により除去するプラズマ処理工程と、
    　前記プラズマ処理工程の後に、前記複数の粒子のうち前記開口部の内壁面に露出している前記粒子を超音波処理により脱離させて、前記開口部の内壁面にある第１凹部の内壁面に、第２凹部を形成する超音波処理工程と、
    　前記開口部の少なくとも一部を埋めるとともに前記第１凹部及び前記第２凹部を埋めるように接続導体を形成する接続導体形成工程と、
    を含む、印刷配線板の製造方法。
  13. 　前記プラズマ処理において、Ｎ2、Ｏ2、及びＣＦ4のうち少なくとも１つの気体を用いる、請求項１２に記載の印刷配線板の製造方法。
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