| 【発明の名称】 |
配線基板の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】太田 純雄
【住所又は居所】愛知県名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号 日本特殊陶業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】積層体を形成する配線基板において、空洞のスルーホールを裏面樹脂で充填する方法を採用した場合、コア基板の積層体形成面に流れ出した裏面樹脂を除去する工程を省く配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】コア基板の積層体を形成する第一主表面に絶縁材料を接着して、スルーホールの第一主表面を覆う。その後、熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着するとともに、コア基板に形成されたスルーホールに充填することにより、スルーホールを充填した複合材料の第一主表面側への流れ出しを防ぐ。絶縁材料と第二主表面に付着した複合材料とを同時に加熱処理することにより、工程を簡略化する。続いて、第一主表面側に積層体を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基板に、加熱硬化型材料からなる絶縁層と配線層とを交互に積層した積層体を有する配線基板の製造方法であって、
前記コア基板の前記積層体を形成する第一主表面に絶縁材料を接着した後に、熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着するとともに前記コア基板に形成されたスルーホールに充填し、
その後、前記第一主表面側に前記積層体を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
コア基板に、加熱硬化型材料からなる絶縁層と配線層とを交互に積層した積層体を有する配線基板の製造方法であって、
前記コア基板の前記積層体を形成する第一主表面に絶縁材料を接着した後に、熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着するとともに、前記コア基板に形成されたスルーホールに充填し、
さらにその上に離型シートを付着して、２つの前記コア基板の前記第二主表面側同士を対向させてコア基板同士を接着し、
その後、前記第一主表面側に前記積層体を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁材料は、エポキシ樹脂とシリカフィラーからなる請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記コア基板の前記第二主表面に付着された裏面絶縁層を形成する前記複合材料と、前記コア基板の前記第一主表面に貼り付けられた前記絶縁材料とを、同時に熱硬化処理する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な配設をするための配線基板として、両面プリント配線基板をコア層とし、これに薄い絶縁性樹脂層と導体層を交互に積み上げて形成するビルドアップ基板が開発された。そして導体回路のファインパターン化に対する設計のし易さや、低重量化などのために、このビルドアップ工法が普及している。
【０００３】
プリント配線板は、金属箔張りの積層板の表面に回路形成を行うなどして製造される。この積層板は、プリプレグを用いて作製される。プリプレグは、一般に、ガラス布やアラミド繊維布等の基材にエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの合成樹脂を含浸し、乾燥させて半硬化させて得られたものである。プリプレグは、有機樹脂製のフィルム体であって、加熱されると樹脂成分が粘性液体になって時間の経過とともに漸次硬化する特性を有している。その為、これによって、積層された各層の基板セグメント同士を接着して一体化することができる。
【０００４】
多層配線板の製造は、内層回路が形成された内層用基板にプリプレグを介して銅箔等の外層用金属箔を積層して積層体とし、この積層体を加熱加圧することによって得られる多層板を用いて行われることが多い。
【０００５】
ビルドアップ法により製造する多層プリント配線板は、従来の積層方式の多層プリント配線板に比較して高い配線設計自由度を有するものであるが、この特徴を活かして高性能プリント配線板として用いられるために、層間絶縁層の更なる薄手化、回路パターンの平坦性の向上が要求されている。ビルドアップ多層配線基板は、セラミック製または樹脂製のコア基板の両面上に樹脂絶縁層を積層した両面積層の多層基板や、コア基板の片面上に樹脂絶縁層を積層した片面積層の多層配線基板がある（特許文献１）。
【０００６】
しかしその片面上にのみビルドアップ層を形成した配線基板では、積層により基板の反りが増大する。さらにビルドアップ層およびコア基板の熱膨張率の差に起因して、反りが発生してしまうという問題があった。そこで配線基板の裏面に裏面樹脂を付着することにより、反りを防止する方法がある。そして、このように裏面樹脂を使用し、配線基板の反りを防止する方法を採用した場合、一対のコア基板を仮接着する時に、空洞のスルーホールを裏面樹脂で充填するという方法がある。
【０００７】
図５に従来の技術を示しながら説明する。板状のコア基板２は、表面と裏面との間を貫通する複数のスルーホール導体４と、コア基板２の表面と裏面とに形成されたコア配線層１０，１１とを備える。コア基板２には、複数のスルーホール３が形成され、各スルーホール３には、銅メッキ製のスルーホール導体４が形成されている。またコア基板２の裏面側でコア配線層１１の所定の位置には、配線基板の反りを抑制するために、裏面絶縁層（裏面樹脂層）１２が形成されている。各スルーホール導体４の内側には、裏面樹脂と同種の充填樹脂５が充填されている。
【０００８】
工程を簡略化するため、裏面絶縁層１２形成とスルーホールの充填とを同種のプリプレグを用いた場合、図５（ａ）に示すように、プレス後プリプレグが表面にはみ出す。ビルドアップ層と裏面絶縁層とは、配線基板の反りを防止するため、異なる高分子材料を用いて形成されており、この状態で、第一ビルドアップ層１５を、はみ出したプリプレグとは異なる樹脂を用いて形成した場合、図５（ｂ）に示すように、第一ビルドアップ層１５の平坦性が低下する原因となる。さらにこれらの樹脂間の接着性が悪く、デラミネーションの原因ともなる。そこでこれを防ぐためには、スルーホールからはみ出したプリプレグを除去する工程が必要となり、コスト高を招くことにもなる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３６２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のように、このようなプロセスを採用した場合、裏面樹脂が、コア基板のビルドアップ層を形成する面に流れ出し、これを除去せずにビルドアップ層を形成すると、基板の平坦度が悪くなったり、界面にデラミネーションが生じやすくなったりする。したがってビルドアップ層を形成する前にコア基板のスルーホールから流れ出た裏面樹脂を除去しなければならなかった。
【００１１】
そこで本発明の課題は、積層体を有する配線基板において、空洞のスルーホールを裏面樹脂で充填する方法を採用した場合、コア基板の積層体形成面に流れ出した裏面樹脂を除去する工程を省く配線基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の配線基板の製造方法は、
コア基板に、加熱硬化型材料からなる絶縁層と配線層とを交互に積層した積層体を有する配線基板の製造方法であって、
コア基板の前記積層体を形成する第一主表面に絶縁材料を接着した後に、熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着するとともにコア基板に形成されたスルーホールに充填し、
その後、第一主表面側に積層体を形成することを特徴とする。
【００１３】
コア基板の第一主表面に絶縁材料を接着することにより、裏面絶縁層を形成する熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着し、さらにスルーホールに充填した場合に、その複合材料がスルーホールから第一主表面側に流れ出すことを防ぐことができる。これにより配線基板表面の平坦度が悪くなったり、界面にデラミネーションが生じやすくなることを防ぐことができる。つまりコア基板と第一ビルドアップ層との密着信頼性を向上することができる。
【００１４】
本発明の第二の配線基板の製造方法は、
コア基板に、加熱硬化型材料からなる絶縁層と配線層とを交互に積層した積層体を有する配線基板の製造方法であって、
コア基板の前記積層体を形成する第一主表面に絶縁材料を接着した後に、熱硬化型材料を含む複合材料を第二主表面に付着するとともに、コア基板に形成されたスルーホールに充填し、
さらにその上に離型シートを付着して、２つのコア基板の第二主表面側同士を対向させてコア基板同士を接着し、
その後、第一主表面側に積層体を形成することを特徴とする。
【００１５】
第一主表面に絶縁材料を付着することにより、前述と同様にスルーホールから充填樹脂が第一主表面側へ流れ出すことを防ぐことができる。２つのコア基板のそれぞれの第一主表面に絶縁材料を貼り付け、第二主表面に熱硬化型材料を付着し、さらにスルーホール内を熱硬化型材料により充填した後、この２つのコア基板の第二主表面側同士を貼り合わせて、積層体を形成することにより、効率よく積層体を形成することができる。なお２つのコア基板の第二主表面側同士を対向させてコア基板同士を接着すると、離型シートを挟んで第二主表面同士が貼り合わされることになる。
【００１６】
絶縁材料としては、フィルム状のものを使用すると作業性がよい。また絶縁材料としては、熱硬化型高分子、例えば熱硬化型樹脂を用いることができる。熱硬化型樹脂を第一主表面を覆う絶縁材料として使用することにより、加熱処理をして硬化させ、これを第一ビルドアップ層とすることができる。特にシリカフィラーを含むエポキシ樹脂からなるフィルム状絶縁材料を使用することで、密着性よく接着することができるし、取り扱いも簡便でよい。
【００１７】
本発明の製造工程において、コア基板の第二主表面に付着された裏面絶縁層を形成する複合材料と、コア基板の第一主表面に貼り付けられた絶縁材料とを、同時に熱硬化処理することができる。
【００１８】
コア基板主表面に貼り付けられた絶縁材料と、第二主表面に付着された複合材料とを同時に熱硬化処理することによって、工程を簡略化することができる。これによりコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に示す実施例を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１に本発明の配線基板１の断面図を示す。耐熱性樹脂板（例えば、ビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成された板状のコア基板２と、このコア基板２の表面と裏面との間を貫通する複数のスルーホール導体４と、コア基板２の表面と裏面とに形成されたコア配線層１０，１１とを備える。コア基板２の表面、つまり配線層１０側を第一主表面、コア基板２の裏面、つまり配線層１１側を第二主表面とする。
【００２０】
コア基板２には、複数のスルーホール３が形成され、各スルーホール３には、銅メッキ製のスルーホール導体４が形成されている。また各スルーホール導体４の内側には、裏面樹脂と同種の充填樹脂５が充填されている。
【００２１】
さらにコア基板２の表面側、つまり第一主表面側には、高分子材料からなる複数のビルドアップ絶縁層１５，２３やソルダーレジスト層２９、複数のビルドアップ配線層２１，２７とが形成されている。ビルドアップ絶縁層１５，２３やソルダーレジスト層２９とビルドアップ配線層２１，２７とが交互に積層されて、積層体（ビルドアップ層）を形成している。コア配線層１０とビルドアップ配線層２１，２７とを接続するために、ビルドアップ絶縁層１５，２３には、銅メッキ製のフィルドビア導体１６，２４が形成されている。
【００２２】
ビルドアップ絶縁層１５は、フィルム状の絶縁材料を加熱硬化処理することによって形成されたものである。絶縁材料としては、熱硬化性樹脂を用いるとよく、例えば、エポキシ樹脂を使用する。特に本実施例では、無機フィラーを含むエポキシ樹脂からなるフィルム状の熱硬化性樹脂を使用した。これは加熱処理をすることにより硬化し、コア基板の第一主表面との密着性を確保することができる。このフィルム状の樹脂が硬化することによりビルドアップ層１５となる。
【００２３】
最上層のビルドアップ配線層２７上の所定の位置には、ソルダーレジスト層２９を貫通し配線基板の第一主表面３０を突出するように、プリント配線基板に電子部品を実装するためのハンダ接続部（ハンダバンプ）３１が形成されている。このハンダバンプ３１は、例えばＳｎ−Ａｇ系などの低融点合金からなる。
【００２４】
またコア基板２の裏面側、つまり第二主表面側でコア配線層１１の所定の位置には、無機繊維と熱硬化型高分子材料との複合材料により、裏面絶縁層（裏面樹脂層）１２が形成されている。複合材料としては、ガラス繊維または炭素繊維を含有した樹脂が挙げられる。つまりプリプレグを使用することができる。さらにその樹脂としては、２次元重合型（網目状高分子）の樹脂、例えば、ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）樹脂を使用するとよい。または、１次元重合型（線状高分子）の樹脂、例えばエポキシ樹脂を使用することもできる。この裏面絶縁層１２の所定の位置には、第二主表面３２に開口する開口部１４が形成され、コア配線層１１の一部が露出している。このコア配線層１１は、その表面にＮｉおよびＡｕメッキが被覆され、マザーボードなどのプリント基板との接続端子となる。
【００２５】
裏面絶縁層１２は、無機繊維と熱硬化型高分子材料との複合材料（無機繊維を含む樹脂）により形成され、コア基板２の表面に形成されたビルドアップ層による熱収縮とのバランスを保つことができ、これによって配線基板１の反りを抑制することができる。ビルドアップ層による反りを防止するという観点からは、特に２次元重合型（網目状高分子）の樹脂を使用するのが望ましい。
【００２６】
またスルーホール５を充填する複合材料は、裏面絶縁層１２を形成する複合材料と同一の樹脂により形成されている。裏面絶縁層１２とスルーホール５とを同種の複合材料によって形成するため、工程を簡略化することができる。さらに第二ビルドアップ層２３は、第一ビルドアップ層１５や裏面絶縁層１２とは、異なる複合材料を用いることで、裏面樹脂による配線基板の反り抑制効果を得ることができる。
【００２７】
図２から図４において、本発明の裏面樹脂層を形成するまでの工程を示す。まず図２（ａ）に示すように、耐熱性樹脂板や繊維強化樹脂板等で構成された板状のコア基板２の表面と裏面に銅箔１０，１１を貼り付ける。次に図２（ｂ）に示すように、このコア基板２の所定の位置をレーザー照射か、またはドリルによって孔をあける。こうして複数のスルーホール３が形成される。
【００２８】
次にコア基板２の全面に、無電解銅メッキおよび電解銅メッキを施す。これによって図２（ｃ）に示すように、各スルーホール３の内壁の表面にスルーホール導体４が形成される。次に、公知のフォトリソグラフィー技術、エッチング技術にて、配線層を形成する。まず銅メッキ層上に、エッチングレジスト層を形成した後、エッチングレジスト層に覆われていない銅メッキ層および銅箔をエッチングして除去する。これにより図２（ｄ）に示すように、所定のパターンの配線層１０，１１が形成される。
【００２９】
さらに図３（ａ）に示すように、フィルム状の熱硬化型高分子材料１５を各スルーホール３の第一主表面側の開口を塞ぐようにコア基板２の第一主表面上に貼り付ける。この熱硬化型高分子材料は、例えば、無機フィラーを含むエポキシ樹脂である。このフィルム状の熱硬化型高分子材料は、コア基板２との密着性を確保するように貼り付けることが必要である。密着して貼り付けない場合、後にスルーホール５に熱硬化型樹脂を充填した際に、はみ出す原因となったり、コア基板２とビルドアップ層１５との剥離の原因となったりする。このフィルム状の無機フィラーを含むエポキシ樹脂を後に加熱処理することにより、コア基板２に接着させ第一ビルドアップ層１５とする。
【００３０】
図３（ｂ）に示すようにコア基板２の裏面上に裏面絶縁層１２を形成する。この裏面絶縁層１２は、例えばＢＴ樹脂にガラス繊維を含有させたものである。裏面樹脂層１２上には、離型シート１３を取り付ける。さらに裏面樹脂層１２を形成する樹脂でスルーホール５内も充填する。スルーホール５のコア基板の第一主表面側には、フィルム状の絶縁材料が貼り付けられているため、スルーホール５内の樹脂が第一主表面側にはみ出してくることはない。以上のようにフィルム状の熱硬化型樹脂を貼り付け、裏面樹脂層１２を形成したコア基板２を２つ用意し、図３（ｃ）に示すように離型シート１３を挟む形態で、２つのコア基板を接合する。ここで真空熱プレスによって、裏面樹脂やスルーホール内の充填樹脂、第一ビルドアップ層の樹脂の熱処理を行う。熱処理により、裏面樹脂や充填樹脂、第一ビルドアップ層を形成するフィルム状の熱硬化性樹脂が硬化する。
【００３１】
その後、図４（ａ）に示すように、ビルドアップ絶縁層１５中にフィルドビア導体１６が形成され、さらにビルドアップ絶縁層１５上にビルドアップ配線層２１が形成される。以後、ビルドアップ絶縁層２３、ビア導体２４、ビルドアップ配線層２７、絶縁層（ソルダーレジスト層）２９が形成される。第２層以上のビルドアップ絶縁層は、第一ビルドアップ絶縁層１５と異なる材質のものを使用する。最後にＩＣチップを接続するためのハンダバンプ３１が形成される。こうしてビルドアップ層を形成した後、図４（ｂ）に示すように、コア基板２を離型シート１３から分離する。
【００３２】
裏面絶縁層１２に開口部１４を形成し、配線層１１が露出している配線基板１が、図１に示すように製造される。これにより裏面側に導通を取ることができる。さらにプリント配線基板１のビルドアップ層が形成された上面は、ＩＣチップ等を実装するために、ハンダバンプ３１等を形成され、これらハンダバンプ３１が互い融着しないようにソルダーレジスト層２９が設けられている。ソルダーレジストは絶縁性樹脂により構成されており、これは実装されるＩＣチップと配線層が所定の接続位置以外で短絡することを防止するためのものである。
【００３３】
ＩＣチップをはんだを用いて配線基板の配線層に接合した後、アンダーフィルをＩＣチップとプリント配線基板との間に充填する。このアンダーフィルは、流動性を有した状態で、ＩＣチップとプリント配線基板との間に充填し、その後、加熱処理を行うことによって硬化させる。ＩＣチップを実装した後、配線基板１の熱処理を行い、ＩＣチップの接着を完了する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の製造工程による配線基板の断面図。
【図２】本発明の製造工程を説明する図。
【図３】図２に続く本発明の製造工程を説明する図。
【図４】図３に続く本発明の製造工程を説明する図。
【図５】従来の製造方法を説明する図。
【符号の説明】
【００３５】
１ 配線基板
１３ 離型シート
１２ 裏面樹脂層
１５ 熱硬化性フィルム（第一ビルドアップ層）
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４５４７
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
【住所又は居所】愛知県名古屋市瑞穂区高辻町１４番１８号
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| 【出願日】 |
平成１６年２月２７日（２００４．２．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５７５１
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 正倫
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２４４１２０（Ｐ２００５−２４４１２０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年９月８日（２００５．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−５５２９６（Ｐ２００４−５５２９６） |
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