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【発明の名称】 多層プリント配線板およびその製造方法
【発明者】 【氏名】管 眞一郎
【要約】 【課題】レーザ加工によるビアホールの形成後に発生する残膜を容易に除去し得る多層プリント配線板の製造方法およびこの製造方法に用いる中間体を提供すること。

【構成】金属張積層板または金属箔であるビルドアップ層を、無機充填材を含んだ層間接着材３を介して、コア配線板に加熱加圧して積層した後、前記ビルドアップ層および前記層間接着材にコア配線板に達するビアホール５をレーザビームの照射により穿設し、前記ビアホール内をめっきして前記コア配線板と前記ビルドアップ層とを電気的に導通する多層プリント配線板の製造方法において、前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、前記接着材層の1/10を超えず前記レーザビームの波長の1/4以上の厚みを持った無機充填材を含まない樹脂層７で選択的に被覆し、加熱、加圧しながら無機充填材を含む層間接着材３を介して前記コア配線板に前記ビルドアップ層を積層することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法、および多層プリント配線板の中間体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属張積層板または金属箔であるビルドアップ層を、無機充填材を含んだ層間接着材を介してコア配線板に加熱加圧して積層した後、前記ビルドアップ層および前記層間接着材にコア配線板に達するビアホールをレーザビームの照射により穿設し、前記ビアホール内をめっきして前記コア配線板と前記ビルドアップ層とを電気的に導通する多層プリント配線板の製造方法において、
前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、前記接着材層の1/10を超えず前記レーザビームの波長の1/4以上の厚みを持った無機充填材を含まない樹脂層で選択的に被覆し、
加熱、加圧しながら無機充填材を含む層間接着材を介して前記コア配線板に前記ビルドアップ層を積層する
ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法において、
ＣＯ2レーザによるレーザビームの照射によって前記ビアホールを穿設し、前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、厚みが２７μｍの無機充填材を含まない樹脂層で選択的に被覆することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
金属張積層板または金属箔であるビルドアップ層を、無機充填材を含んだ層間接着材を介して、コア配線板に加熱加圧して積層した後、前記ビルドアップ層および前記層間接着材にコア配線板に達するビアホールをレーザビームの照射により穿設し、前記ビアホール内をめっきして前記コア配線板と前記ビルドアップ層とを電気的に導通する多層プリント配線板において、
前記接着材層の1/10を超えず前記レーザビームの波長の1/4以上の厚みを持つ前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、無機充填材を含まない樹脂層で選択的に被覆したことを特徴とする多層プリント配線板用中間体。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルドアップ工法による多層プリント配線板の製造方法およびこの製造方法に用いる多層プリント基板中間体に係わり、特にポリイミド樹脂を用いた多層フレキシブルプリント配線板およびリジッドフレックスプリント配線板の製造に適した方法およびこの方法に用いる中間体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビルドアップ多層プリント配線板（以下、ビルドアップ配線板）は、内層となるコア配線板（図４参照）に、外層となるビルドアップ層を積層することにより構成される（図５参照）。
【０００３】
通常、図４に示すように、コア配線板は２〜８層程度の導体層を持ち、それぞれの導体層の配線形成工程、層間接着材による積層工程、それらに対するスルーホールなどの孔明け工程、およびスルーホールめっき工程、を経て完成する。
【０００４】
さらに、図５に示すように、ビルドアップ層は、コア配線板の最外面に層間接着材３を挟んで銅張積層板４が積層され、その後、図６に示すように、レーザ加工によるビアホール５の形成、およびそのめっき処理がなされてコア配線板と銅張積層板とが電気的に接続される。この図５および図６に示すビルドアップ層は、一般に１ないし３層程度設けられる。
【０００５】
これらビルドアップ層のビアホールを加工するためのレーザ装置としては、複数種類のレーザを使用し得るが、現在のところ、装置価格や加工スループットからＣＯ2レーザを選択する例が多い。
【０００６】
このＣＯ2レーザによるビアホールの加工では、レーザビームの反射が原因となって、ビアホールの底に１〜２μｍ程度の厚みの樹脂の残膜６が発生することが知られている。そして、樹脂残膜の除去が不十分な状態のままでめっき等の次工程に進むと、ビアホールを介した接続信頼性が著しく損なわれる。
【０００７】
このため、過マンガン酸成分を含む薬液による樹脂エッチングやプラズマによる樹脂アッシング等を用いた残膜の除去工程が行われる。さらに特許文献１には、樹脂の除去工程の前に残膜を膨潤させることにより、除去性を高める方法が示されている。これ以外にも、特許文献２にあるように、希ガスを用いたプラズマ処理により残膜を除去する方法が提案されている。
【特許文献１】特開2000-332418号公報
【特許文献２】特開2004-165363号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、残膜の発生要因のひとつとして、ビアホールの底部からの反射光による加工エネルギーの減殺が挙げられる。ビアホールの加工終了間際のレーザ光は、被加工物である樹脂を一部透過し、穴底の配線導体の面で反射光が発生する。そして、この配線導体の面からの反射光が入射光と合成され、穴底から1/4波長だけ入射口寄りの部分に、樹脂加工能力の低い部分が発生する。ＣＯ2レーザの波長は10.6μｍであるから、その1/4波長は約2.7μｍ相当となり、この厚み分の残膜が発生し易い。
【０００９】
この残膜は、ビルドアップ層を積層接着する層間接着材３そのものであり、この層間接着材３は、ビルドアップ層をコア配線板に接着する機能と同時に、配線間隙等の空隙をその樹脂によって埋め、配線板に要求される機械的強度や温度変化に対する配線板の電気的信頼性を満足させる機能を持つ必要がある。そこで、これら層間接着材には、剛性を高めたり樹脂成分からの発泡を防止したりする等のために、フィラー粒子やガラス繊維等の無機充填材を内包させることが多い。
【００１０】
しかし、これら無機充填材は残膜内にも残留する。この無機充填材を取り込んだ残膜は、樹脂を対象とする残膜除去工程では除き難いことがあり、時にはめっきの付き回りに悪影響を及ぼし、ビアホールの接続信頼性に問題を発生させることがある。
【００１１】
ビアホールの接続信頼性からは無機充填材を含まない層間接着材が望ましいが、ビルドアップ配線板の総合的な機能を維持するために、無機充填材を内包する層間接着材が使用されている。
【００１２】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、レーザ加工によるビアホールの形成後に発生する残膜を容易に除去し得る多層プリント配線板の製造方法およびこの製造方法に用いる中間体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的達成のため、本願では、下記の第１および第２の発明を提供する。
【００１４】
第１の発明は、金属張積層板または金属箔であるビルドアップ層を、無機充填材を含んだ層間接着材を介して、コア配線板に加熱加圧して積層した後、前記ビルドアップ層および前記層間接着材にコア配線板に達するビアホールをレーザビームの照射により穿設し、前記ビアホール内をめっきして前記コア配線板と前記ビルドアップ層とを電気的に導通する多層プリント配線板の製造方法において、
前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、前記接着材層の1/10を超えず前記レーザビームの波長の1/4以上の厚みを持った無機充填材を含まない樹脂層で選択的に被覆し、
加熱、加圧しながら無機充填材を含む層間接着材を介して前記コア配線板に前記ビルドアップ層を積層する
ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法、
である。
【００１５】
また、第２の発明は、金属張積層板または金属箔であるビルドアップ層を、無機充填材を含んだ層間接着材を介して、コア配線板に加熱加圧して積層した後、前記ビルドアップ層および前記層間接着材にコア配線板に達するビアホールをレーザビームの照射により穿設し、前記ビアホール内をめっきして前記コア配線板と前記ビルドアップ層とを電気的に導通する多層プリント配線板において、
前記コア配線板における前記ビアホールを穿設する部分の配線導体を、前記接着材層の1/10を越えず前記レーザビームの波長の1/4以上の厚みを持った無機充填材を含まない樹脂層で選択的に被覆したことを特徴とする多層プリント配線板用中間体、
である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コア配線板におけるレーザビームの照射によりビアホールを穿設する部分の配線導体の上に、所定の厚みを有する樹脂層を設けたため、樹脂層によりレーザビームの反射が抑えられてビアホール形成工程で発生した残膜のレーザビームによる除去が効果的に行われる。このため、ビルドアップ層を形成する層間接着材の種類に囚われることなく設計でき、高歩留まりでビルドアップ配線板を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図示の実施例を参照して本発明の実施形態を説明する。
【実施形態１】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態１におけるコア基板の構造を示す断面図である。このコア基板は、図４に示すようなコア配線板に対して、図１に示すように樹脂層７を形成する。図４に示したコア配線板は、導体層１および絶縁層２により構成された複数の配線板が相互に張り合わされ、さらに層間接続のためのスルーホールが形成されてそれらのめっき処理が施され、その後、ビルドアップ層が積層される最外層の配線形成が完了した状態を示している。これらコア配線板の製作過程は、よく知られた技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、ビルドアップ層は、金属張積層板または金属箔として構成されている。
【００１９】
樹脂層７を形成する手法としては、コア配線板におけるビアホールを設ける部分の直下の配線導体、つまりレーザビーム照射時にビームを反射する配線導体に、選択的に樹脂層７を形成できることが必要である。
【００２０】
この樹脂層７は、未硬化フィルム材や液状樹脂などを用いて構成すればよく、特に材料が限定されることはない。例えばフィルム材であれば、事前に不要部分のフィルム打ち抜きを行なったＢステージのボンディングシートを、コア配線板の配線に位置合わせして張り合わせることが可能である。ただし、必要樹脂厚みである2.7μｍに適合する未硬化フィルム材は取り扱いが困難であるため、替わりに液状樹脂を塗布するとよい。
【００２１】
液状樹脂をコア配線板上に塗布する方法として、スクリーン印刷により部分的に塗布する方法もあるが、比較的薄い膜を厚み精度よく塗布する方法には、インクジェット法が望ましい。ここでは、インクジェット法を用いた場合について説明する。
【００２２】
まず図４に示したコア配線板を、塗工テーブルに固定する。位置合わせは、ステージに設けられたガイドピンにコア配線板の貫通穴を通して行なう。位置合わせが不十分なときは、光学認識装置を併用して高精度な位置合わせを行なう。
【００２３】
インクジェット装置を用いる場合、塗工に用いる樹脂は比較的低粘度であることが条件なので、樹脂の粘度は１００ｃP以下に調整する。樹脂成分は、無機成分を含ませないことを除いて制限は無いが、その後の層間接着材３との積層接着を考慮し、層間接着材３と同種であるエポキシ樹脂を選択した。エポキシ樹脂粘度の調整には、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびジエチルベンゼンを用いて所定の粘度に調整した。
【００２４】
導体層１の回路のうち、ビルドアップ層のビアホール５が設けられる部分にのみインクジェット装置によって樹脂を塗工する。樹脂硬化時には膜減りが起きるので、硬化後に２．７μｍ以上になることを想定して塗工する必要がある。
【００２５】
また、樹脂層７の厚みが厚過ぎることは、配線板の対発泡性や剛性等、ビアホールの信頼性を維持する上で望ましくない。樹脂の熱膨張係数の差から、この樹脂層７を含めた絶縁樹脂の総厚みの1/10に留めることが望ましい。
【００２６】
さらに、材料収縮による位置ずれやビアホール加工の位置精度からのずれを考慮して、樹脂層７はビアホール底の直径に対してより大きく塗工しておくのがよい。
【００２７】
樹脂塗工の後、乾燥硬化して樹脂層７を形成した上で、層間接着材８および銅張積層板４を図１のコア配線板に張り合わせ、プレス装置を用いて加熱加圧し積層形成する。
【００２８】
図２は、本発明におけるビルドアップ配線板に対するビアホールの加工工程を示している。すなわち、図２に示すように、積層後のビルドアップ配線板に対してＣＯ2レーザによるビアホール加工を行なう。ビアホールの底には残膜８が発生するが、その成分は樹脂層７の成分である無機成分を含まないエポキシ樹脂層であり、容易に除去することができる。
【００２９】
図３は、本発明における残膜除去工程を示している。この残膜除去工程は、一般的な低真空プラズマアッシング工程または過マンガン酸等のウェット工程で可能である。
【００３０】
この後、めっき工程および回路形成工程を実施して、１層のビルドアップ配線板が完成する。更にビルドアップ層を形成するためには、図１に示す樹脂層７の形成をビルドアップ層の回路に対して行い、図２および図３の工程を繰り返してもよい。
【他の実施形態】
【００３１】
上記実施形態におけるＣＯ2レーザは、他の種類のレーザに換えても実施することができる。また、レーザビームは、単に照射するだけでなく、ビームを振りながら照射することもある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の方法に用いるコア基板の構成を示す正断面図。
【図２】図１に示したコア基板にビルドアップ層を積層し、ビアホールを形成した状態を示す正断面図。
【図３】図２に示した積層基板から残膜を除去した状態を示す正断面図。
【図４】従来のコア基板を示す正断面図。
【図５】図４に示したコア基板に、ビルドアップ層を積層した状態を示す正断面図。
【図６】図５に示した積層板に、ビアホールを形成した状態を示す正断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１ 導体層 ２ 絶縁層 ３ 層間接着材（無機充填材含む）
４ 銅張積層板 ５ ビアホール ６ 残膜（無機充填材含む）
７ 樹脂層（無機充填材無し） ８ 残膜（無機充填材無し）
【出願人】 【識別番号】０００２３０２４９
【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社
【出願日】 平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００７５８１２
【弁理士】
【氏名又は名称】吉武 賢次

【識別番号】１０００７７６０９
【弁理士】
【氏名又は名称】玉真 正美

【識別番号】１０００８８８８９
【弁理士】
【氏名又は名称】橘谷 英俊

【識別番号】１０００８２９９１
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 泰和

【識別番号】１０００９６９２１
【弁理士】
【氏名又は名称】吉元 弘

【識別番号】１００１０３２６３
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 康
【公開番号】 特開２００８−４７７３５（Ｐ２００８−４７７３５Ａ）
【公開日】 平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【出願番号】 特願２００６−２２２４８６（Ｐ２００６−２２２４８６）