ケーブル部を有する多層配線基板の製造方法
【課題】集積度が高く狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供。
【解決手段】少なくとも一方の準外層にケーブル部８１を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板８２の製造方法において、a)内層コア基板を製造、b)可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成、c)回路パターン上にカバーレイを形成、d)カバーレイを形成した側を内層コア基板の側へ向けて、外層ビルドアップ層を内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成、e)積層回路基材に対し、外層側の導通用孔形成部位および回路パターンにおける導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔７４，７５，７６を形成、f)導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホール７７，７８，７９を形成する。
【解決手段】少なくとも一方の準外層にケーブル部８１を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板８２の製造方法において、a)内層コア基板を製造、b)可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成、c)回路パターン上にカバーレイを形成、d)カバーレイを形成した側を内層コア基板の側へ向けて、外層ビルドアップ層を内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成、e)積層回路基材に対し、外層側の導通用孔形成部位および回路パターンにおける導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔７４，７５，７６を形成、f)導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホール７７，７８，７９を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルドアップ型多層配線基板の製造方法に関し、特に可撓性ケーブル部を有するビルドアップ型多層フレキシブル配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化は益々促進されてきており、そのために配線基板に対する高密度化の要求が高まっている。そこで、配線基板を片面から両面や三層以上の多層配線基板とすることにより、配線基板の高密度化を図っている。
【０００３】
この一環として、携帯電話などの小型電子機器を中心に、各種電子部品を実装する多層配線基板や硬質配線基板間を、コネクタ等を介して接続する別体のフレキシブル配線基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板が広く普及している（特許文献１、第５図参照）。
【０００４】
中でも携帯電話の高機能化はめざましく、それに伴い多層フレキシブル配線基板に実装される部品もＣＳＰ（チップサイズパッケージ）に置き換わり、高機能かつ高密度にパッケージングし、基板サイズを大きくすることなく、高機能を付加しようという流れがある。このＣＳＰのパッドピッチも、当初は０．８ｍｍであったものが、最近では０．５ｍｍ以下の狭ピッチなものの搭載の要求も出始めている。
【０００５】
多層フレキシブル配線基板に狭ピッチＣＳＰを搭載するうえでの必須要件は、以下のようなものがある。
(a) ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がないこと。
実装に必要な半田が流れないようにするためである。
(b) 導通部の高密度配置が可能なこと。
狭ピッチＣＳＰ実装ランドから直接、下の配線層に接続するため、要求される最小ピッチとしては搭載するＣＳＰのパッドピッチと同じピッチが必要となる。
(c) 微細配線の形成
外層、内層を問わず、１００パッド以上の多くのパッドからの配線引き回しが必要なためである。また、ＣＳＰ実装ランド間に引き回せる配線の本数が、搭載可能なＣＳＰの仕様を決める重要なファクターである。特にＣＳＰ搭載に際しては、ＣＳＰ実装ランドの存在する外層の配線より下の内層の配線の微細化が有効である。
(d) ＣＳＰ実装ランドの平坦性
ＣＳＰを多層フレキシブル配線基板上にフェースダウンでフリップチップ実装する際に、ＣＳＰ側のパッド上の半田ボールの高さで、ＣＳＰ実装ランドの凹凸を吸収する必要があるためである。多層フレキシブル配線基板においては、各層の導体層の厚みによる段差を接着材等で充填し、平坦性を確保する必要がある。
【０００６】
多層フレキシブル配線基板の代表的な構造は、両面又は片面のフレキシブル配線基板を内層とし、それに外層となるフレキシブル又は硬質ベースの配線基板を積層し、めっきなどによるスルーホール接続を施して４〜８層程度の多層フレキシブル配線基板とする構造である（特許文献１、図５参照）。
【０００７】
ただし、スルーホール接続では全層を貫通してしまうため、高密度化が困難なことや部品実装ランドをスルーホール上に設けると半田が流れてしまうため、ランドをスルーホール上には配置できないという問題がある。このため、上述の狭ピッチＣＳＰ搭載の要件を満たしておらず、狭ピッチＣＳＰを搭載することはできない。
【０００８】
中でも、１０パッド×１０パッド以上のＣＳＰのパッドがフルグリッドで配置されている狭ピッチＣＳＰを搭載することは、従来の多層フレキシブル配線基板では非常に困難である。
【０００９】
そこで、高密度実装を実現するため、多層フレキシブル配線基板をコア基板として、１〜２層程度のビルドアップ層を両面または片面に有するビルドアップ型多層フレキシブル配線基板も実用化されている。
【００１０】
しかしながら、多層フレキシブルコア基板にビルドアップを行う場合、ケーブル部等の柔らかい構成材料がコア基板の平坦性を損なうことから、ビルドアップが困難である。また、コア基板にスルーホールめっきを行っているので、導体層厚が厚くなり、微細回路の形成は困難である。
【００１１】
さらにビルドアップ用の接着材で、上述の厚い導体層を充填し、平坦性を確保する必要もあるため、必要な接着材厚が厚くなり、接続信頼性を確保するために必要なビルドアップ層のビアホールめっき厚も厚くする必要がある。この結果、やはり微細回路の形成は困難であって、上述の狭ピッチＣＳＰ搭載の要件を満たしておらず、狭ピッチＣＳＰを搭載することはできない。
【００１２】
そこで、微細回路形成能力の不足を層数の増加で補うべく、さらに２段目のビルドアップを行う手法が提案されている。しかしながら、この手法を用いて、２段ビルドアップ型多層フレキシブル配線基板を作製するには、逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下する問題がある。
【００１３】
また、導電性突起による１段目のビルドアップ層をコア基板に積層し、平坦性を確保した上で、さらに２段目のビルドアップを行う手法も考えられる（特許文献２、［００２０］〜［００３０］参照）。しかし、ケーブル部等の柔らかい構成材料からなる多層フレキシブルコア基板に導電性突起を突き当てると、コア基板が変形したりコア基板のスルーホールへのダメージがあったりすることや、やはり逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下するため問題の解決には至らない。
【００１４】
これらのことから、集積度が高く、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法が望まれている。
【００１５】
図１０ないし図１５は、従来のケーブル部を有する多層配線基板の製造方法（特許文献４、図３）を示す断面工程図であって、先ず、図１０(1)に示すように、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材１３１の両面に、銅箔等の導電層１３２，１３３を有する、所謂、両面銅張積層板１３４を用意する。
【００１６】
次いで、図１０(2)に示すように、この両面型銅張積層板１３４の銅箔層１３２，１３３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン１３５を形成し、内層回路１３６とする。
【００１７】
次に、図１０(3)に示すように、ケーブル等の回路パターン１３５にポリイミドフィルム１３７を、接着材１３８を介して張り合わせることでカバー１３９を形成し、ケーブル部１４０を形成する。
【００１８】
続いて、図１０(4)に示すように、絶縁ベース材１４１の片面に銅箔等の導電層１４２を有する、所謂、片面銅張積層板１４３およびこれを金型等により所望の形状に打ち抜き加工した図１０(3)のケーブル部１４０に張り合わせるための接着材１４４を用意する。
このときの導電層１４２の厚みとしては５０μm以下、できれば３５μm以下が好ましい。
この後、図１０(5)に示すように、片面銅張積層板１４３と接着材１４４とを張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工する。
【００１９】
次に、図１１(6)に示すように、図１０(3)のケーブル部１４０に接着材１４４を介して図１０(5)の打ち抜き加工した片面銅張積層板１４５を積層する。次いで、図１１(7)に示すように、ＮＣドリル等で導通用孔１４６を形成する。このとき、内層のカバー１３９のポリイミドフィルム１３７および接着剤１３８がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路１３６の銅箔層１３２，１３３へのスルーホールめっき付き周りが悪化するため、デスミア処理を行う。導通用孔１４６の径としては、１５０〜５００μｍ程度が好ましい。
【００２０】
ただし、導通用孔の径と接続信頼性との間には相関関係があり（特許文献５、［０００５］〜［０００８］参照）、集積度を向上させる目的で、導通用孔の径を小さく設計すると、信頼性を確保するのに必要なめっき厚が厚くなることが知られている。
【００２１】
続いて、図１２(8)に示すように、導通用孔１４６に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール１４７を形成する。このときのスルーホール１４７のめっき厚みは、３０〜５０μｍ程度が信頼性を確保する上では好ましいとされる。
【００２２】
この後、図１２(9)に示すように、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン１４８を形成し、ビルドアップ型多層フレキシブル配線基板のケーブル部を有する内層コア基板１４９を得る。
【００２３】
次に、図１３(10)に示すように、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ない接着性絶縁樹脂１５０の片面に銅箔等の導電層１５１を有する、所謂、片面銅張積層板１５２を用意する。接着性絶縁樹脂１５０の厚みとしては、図２(8)の厚付けしたスルーホールめっきを含む導体層を充填し、平坦性を確保する必要があることから、少なくとも５０μｍ以上の厚みが必要で、ここでは厚さ１００μｍのものを用いた。
【００２４】
次に、図１３(11)に示すように、片面銅張積層板１５２を金型等で打ち抜き加工する。
次いで、図１３(12)に示すように、図１２(9)で得た、内層コア基板１４９に打ち抜き加工した片面銅張積層板１５３を積層する。
【００２５】
この後、図１４(13)に示すように、レーザ等で導通用孔１５４を形成する。導通用孔１５４の径としては、０．５ｍｍピッチ以下の狭ピッチＣＳＰを搭載するためには、１００〜３００μｍ程度が好ましい。ただし、上述のように、導通用孔の径を小さく設計すると、信頼性を確保するのに必要なめっき厚が厚くなる。一方、穴径を大きく設計すると、集積度が低下するだけでなく、レーザ加工に要する加工時間が増加し、生産性が悪化する。
【００２６】
続いて、図１４(14)に示すように、導通用孔１５４に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでビアホール１５５を形成する。接着性絶縁樹脂１５０の厚みを考慮すると、このときのビアホール１５５のめっき厚みは、ビアホール１５５の径にも依るが、信頼性を確保する上では３０μｍ以上が好ましいとされる。
【００２７】
この後、図１５(15)に示すように、上記めっき金属層面を含む最外導電層に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン１５６を形成する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで、ケーブル部を有する多層配線基板１５７を得る。
【００２８】
このように、スルーホールめっきとビアホールめっきの厚付けが必要となるため、６層のうち、外側から１層目、２層目の導体層の厚みが厚くなり、この結果、これらの層の微細配線形成を困難なものとし、集積度の低下や歩留まりの低下を招いている。そのため、グリッド数の多いフルグリッドの狭ピッチＣＳＰは搭載できず、自由度が低い基板仕様となってしまうという問題がある。
【００２９】
また、図示していないが、図１３(10)からの工程を繰り返すことで、２段ビルドアップが可能であり、これにより得られた多層フレキシブル基板の搭載可能な狭ピッチＣＳＰの仕様の自由度が高くなるものの、やはり外側から１層目、２層目の導体層の厚みが厚くなるため、これらの層の微細配線形成を困難なものとしている。これに加え、上述したように逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下するという問題が発生する。
【特許文献１】特許第2631287号公報
【特許文献２】特開2003-129259号公報
【特許文献３】特許第3348004号公報
【特許文献４】特開2004-200260号公報
【特許文献５】特開2002-84069号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
上述のように、従来の製造方法を用いて集積度が高く狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を製造する際の問題としては、煩雑な穴あけ加工めっきを複数回行う必要があり、生産性や歩留まりに問題があること、めっきの厚付けを行う配線層が多く、微細回路形成が困難なため、多段のビルドアップを行うか、または配線密度の低下を余儀なくされる。
【００３１】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、集積度が高く狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法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】
【００３２】
上記目的達成のため、本願では、下記発明を提供する。
【００３３】
本発明によれば、
少なくとも一方の準外層にケーブル部を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
a) 内層コア基板を製造する工程、
b) 可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成する工程、
c) 前記回路パターン上にカバーレイを形成して外層ビルドアップ層とする工程、
d) 前記カバーレイを形成した側を前記内層コア基板の側へ向けて、前記外層ビルドアップ層を前記内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成する工程、
e) 前記積層回路基材に対し、前記外層側の導通用孔形成部位および前記回路パターンにおける前記導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔を形成する工程、
f) 前記導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホールを形成する工程、
をそなえたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００３５】
本発明によれば、片面銅張積層板を用いた多層回路基板の層間接続を導電性突起により行うため、配線密度の低下を招くめっきの厚付けによる層間接続が不要となり、外層の回路パターンを微細に形成でき、よりグリッド数の多い、狭ピッチＣＳＰ搭載が可能である。
【００３６】
加えて、外層ビルドアップ層の内外層のレーザ遮光用マスクおよび内層回路パターンを同時加工し、内層コア基板へ積層後、１回のレーザ加工によって６層基板の全ての層間導通孔を形成可能であり、めっき工程も１回であることから、生産性がよく歩留まりも高い。しかも、配線密度の低下に繋がるめっきの厚付けが必要な層は最外層のみで、その他の全ての層では微細配線形成が可能である。また、コア基板およびビルドアップ層を別途製造可能であるため、さらに生産性が高くなる。
【００３７】
この結果、本発明によれば、従来の製造方法よりも集積度が高く、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図１ないし図５を参照して参考例を、次いで図６ないし図９を参照して本発明の実施形態を説明する。
【参考例】
【００３９】
図１ないし図５は、本発明の参考例を示す断面工程図であって、先ず、同図(1)に示すように、両面可撓性配線基板の製造の際に、銅箔１（例えば厚さ１００μｍ）／ニッケル箔２（例えば厚さ２μｍ）／銅箔３（例えば厚さ１２μｍ）の３層構造を有する金属基材４を用意する。
【００４０】
次に、図１(2)に示すように、導電性突起５を、銅箔３上に、選択的なエッチング手法で形成する。このときのエッチング液には、通常の銅のエッチング工程で用いられるエッチング液、たとえば塩化第二銅を含むエッチング液を用いて銅箔１の全体厚みの８０〜９０％程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、たとえばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を用い、銅箔１の残存部をエッチング除去してニッケル箔を露出し、続いて、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、たとえば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて、露出しているニッケル箔２をエッチング除去する。これにより、図１(2)に示す構造が得られる。
【００４１】
次いで、図１(3)に示すように、Ｂステージ状態のプリプレグ６を、導電性突起が立設された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。プリプレグ６の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミドを有するポリイミドフィルム等の接着性を有する絶縁性の樹脂を適用することも可能である。そして、図１(4)に示すように、導電性突起の頂部７をプリプレグ６から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨、ＣＭＰ等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起５がプリプレグ６を貫通した回路基材８を得る。
【００４２】
続いて、図１(5)に示すように、金属箔９に、導電性突起５がプリプレグ６を貫通した回路基材８を積層する。ここで、プリプレグ６が完全に熱硬化し、Ｃステージ状態となる。この後、図１(6)に示すように、積層した基材の銅箔に回路パターン１０を形成し、ここまでの工程で、多層配線基板のコア基板となるフィルドビア構造を有する両面コア基板１１を得る。
【００４３】
この参考例のように、導電性突起による層間導通を有する両面コア基板の場合には、めっきを厚付けする必要がなく、コア基板の配線層厚みを薄くすることができるため、配線の微細化が可能である。さらに、この後のビルドアップ層との接着に用いる接着材については、厚みが薄いもので充填可能であるため、流れ出し量が少なくなる。そして、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなるため、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００４４】
フィルドビア構造は、種々のものに適用可能で、エッチング加工により形成した金属製の導電性突起のみならず、めっき法による金属製の導電性突起、導電性ペースト・インキ等を印刷して形成した導電性突起、さらにはビアホールめっきの際に内壁へのめっき析出を多くしたビアフィルめっきにより製造された両面コア基板、これらを組み合わせたものも含めて適用できる。
【００４５】
加えて、コア基板がフィルドビア構造を有することで、後の工程でビルドアップした際に、フィルドビア上にスタックする構造をとることが可能で、高密度化に有利である。また、高速信号伝送時の接続部の反射を低減させる効果も期待できる。
【００４６】
この後、図２(7)に示すように、可撓性絶縁ベース材１２（ここでは、厚さ２５μｍのポリイミド）の両面に厚さ１２μｍの銅箔１３および１４を有する、所謂、両面銅張積層板１５を用意する。可撓性絶縁ベース材１２の材質や厚みは２５μｍのポリイミドに限定されるわけではなく、用途に応じて使い分けることができる。例えば、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるような適用例では、低誘電正接の液晶ポリマー等をベースとした両面銅張積層板を用いることができ、高屈曲の要求に対してはポリイミドの膜厚を１２．５μｍ等の薄いものを選択することができる。
【００４７】
続いて、図２(8)に示すように、両面銅張積層板１５の銅箔１３のレーザ加工の際のコンフォーマルマスクおよび銅箔１４に、導通用孔形成部位の開口を含む内層回路パターンをフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層１６を両面銅張積層板１５の両面に形成する。この時の両面の位置合わせは、ベタの材料に対して行うため、材料の伸縮等に影響されず、容易に位置精度を確保できる。必要に応じて、高精度な位置合わせが可能な露光機を用いることも可能である。
【００４８】
また、銅箔１３および１４の厚みは５〜１２μｍ程度が好ましく、この厚み範囲内であれば、狭ピッチＣＳＰの搭載に必要な内層ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能であり、後のレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしても機能する。さらに、この後のカバーレイの接着材については、厚みが薄いもので平坦性を確保した上で充填可能であるため、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなり、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００４９】
次いで、図２(9)に示すように、レジスト層１６を用い、フォトファブリケーション手法により、レーザ加工の際のコンフォーマルマスク１７および導通用孔形成部位の開口を含む内層回路パターン１８を形成し、さらにレジスト層を剥離する。必要に応じて、ビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗化処理を行う。
【００５０】
なお、導電性突起上にブラインドビアホールを形成すると、ビルドアップ後にレーザ等により形成される導通用孔の検査を容易にしたり、レーザの熱による影響を緩和したりするために、黒化処理や黒化還元処理よりは酸を用いたエッチングによる粗化が好ましい。
ここまでの工程で、多層配線基板のビルドアップ層１９を得る。
【００５１】
この後、図２(10)に示すように、例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム２０上に厚さ１５μｍのアクリル・エポキシ等の接着材２１を有する、所謂、カバーレイ２２を用意する。
【００５２】
次に図２(11)に示すように、多層配線基板のビルドアップ層１９の内層側にカバーレイ２２を、真空プレス、ラミネーター等で貼り付ける。ここまでの工程で、カバーレイ付きのビルドアップ層２３を得る。なお、図２(7)〜(11)までの工程はロールトゥロール工法が可能であり、更なる生産性の向上が見込める。
【００５３】
この後、図３(12)に示すように、次にカバーレイ付きのビルドアップ層２３を両面コア基板１１にビルドアップするための接着材２４を予め型抜きし、位置合わせを行う。接着材２４としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。接着材２４の厚さは、充填性および平坦性を考慮しても、１５〜２０μｍの薄いものが選択できる。
【００５４】
次いで、図３(13)に示すように、接着材２４を介し、カバーレイ付きのビルドアップ層２３と両面コア基板１１とを真空プレス等で積層する。ここまでの工程で、多層回路基材２５を得る。
【００５５】
続いて、図４(14)に示すように、予め作製したレーザ加工の際のコンフォーマルマスク１７を用いてレーザ加工を行い、３種類の導通用孔２６，２７，２８を形成する。導通用孔２７を形成する際には、予め作製した回路パターン１８の導通用孔形成部位の開口をレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとして用い、レーザ加工を行う。レーザ加工には、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択して使用する。
【００５６】
各導通用孔の径は、以下のように設定した。まず導通用孔２６は、可撓性絶縁ベース材１２に２５μｍ厚のポリイミドを用いた場合、直径５０μｍでも製造可能で、信頼性を確保するための必要めっき厚が１０μｍ程度であることから、ここでは直径５０μｍとした。
【００５７】
導通用孔２７，２８は、集積度および層間接続信頼性の問題があるが、この参考例では導体層６層のうち、２層目（準外層）から５層目までは導体層厚みの増加に繋がる、めっきを行う必要がなく、導体層が薄くできる。このため、充填に必要な接着材２１や接着材２４の厚みを薄くでき、比較的薄いめっき厚でも信頼性を確保できる。めっき厚１５〜２０μｍ程度で信頼性が確保できる穴径としては、導通用孔２７では下穴径１５０μｍ、上穴径は下穴との位置合わせを考慮して下穴径に５０μｍを加えた２００μｍとし、導通用孔２８では穴径１５０μｍとした。このことから、微細配線形成を可能としながら、集積度も向上し、各導通用孔とも狭ピッチに形成できる。
【００５８】
さらに、電解めっきによって層間接続をとるためのデスミア処理、導電化処理を行う。
なお、レーザ加工には、上記のようにコンフォーマルマスクを用いた加工以外にも、予めレーザのビーム径よりも大きく、銅マスクをオフセットさせ、レーザ加工を行うラージウインドウ法も適用可能である。無論、銅箔および樹脂を、直接レーザ光で貫通させるダイレクトレーザ法も適用可能である。
【００５９】
また、上記コンフォーマルマスクを用いた加工は、ラージウインドウ法、ダイレクトレーザ法と組み合わせてもよい。なお、ダイレクトレーザ法を用いる場合、銅箔の厚さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
続いて、図４(15)に示すように、導通用孔２６，２７，２８を有する多層回路基材２５に１５〜２０μｍ程度の電解めっきを行い、層間導通をとる。ここまでの工程、すなわち１回のレーザ加工およびめっき工程で、導通用孔２６により得られたビア２９、導通用孔２７により得られたステップビア３０、導通用孔２６により得られたスキップビア３１を一挙に形成し、外層から内層までの全ての層間導通をとることが可能である。
【００６１】
ここまでの工程で、層間導通の完了した多層回路基材３２を得る。また、挿し部品等の実装用の貫通穴が必要な場合には、導通用孔形成の際にＮＣドリル等で貫通孔を形成し、上記ビアホールめっきの際にスルーホールを同時に形成することも可能である。
【００６２】
次に、図５(16)に示すように、外層のパターン３３を通常のフォトファブリケーション手法により形成する。この際、ビルドアップ層２３の内層側に位置するカバーフィルム２０上に析出しためっき層があれば、これも除去される。この後、必要に応じて基板表面に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、フォトソルダーレジスト層の形成、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、フィルム等を用いて形成し、外形加工を行うことで外層にケーブル部３４を有する多層配線基板３５を得る。
【００６３】
この参考例によるケーブル部を有する多層配線基板は、ケーブルがめっき層のない準外層である２層目に配置されているため、径が５０μｍのビア２９をピッチ０．３ｍｍ以下で配置でき、ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能である。このため、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供することができる。また、ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がなく、ＣＳＰ実装可能な平坦性も十分確保している。
【００６４】
さらに、上述のようにＣＳＰからケーブルへの配線の引き回しの大部分は第１層と第２層（準外層）とで賄うことができるため、第３層、第４層は電源、グラウンド層となる。
本発明では導電性突起により第３層、第４層を接続するが、この導電性突起の径を任意に変更することが容易で、例えば電源に対する電流容量の確保、特性インピーダンスの整合、接続部での信号の反射抑制のための最適な径、その他の設計要素を考慮した上で選択すればよい。
【実施例】
【００６５】
図６ないし図９は、本発明の一実施例を示す断面工程図であって、先ず、図６(1)に示すように、両面可撓性配線基板の製造の際に、銅箔５１（例えば厚さ１００μｍ）／ニッケル箔５２（例えば厚さ２μｍ）／銅箔５３（例えば厚さ１２μｍ）の３層構造を有する金属基材５４を用意する。
【００６６】
次いで図６(2)に示すように、導電性突起５５を、銅箔５３上に、選択的なエッチング手法で形成する。このときのエッチング液には、通常の銅のエッチング工程で用いられるエッチング液、たとえば塩化第二銅を含むエッチング液を用いて銅箔１の全体厚みの８０〜９０％程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、たとえばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を用い、銅箔１の残存部をエッチング除去してニッケル箔を露出し、続いて、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、たとえば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて、露出しているニッケル箔２をエッチング除去することにより、図６(2)に示す構造とする。
【００６７】
続いて、図６(3)に示すように、Ｂステージ状態のプリプレグ５６を、導電性突起が立設された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。プリプレグ５６の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミドを有するポリイミドフィルム等の接着性を持った絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
【００６８】
次に、図６(4)に示すように、導電性突起の頂部５７をプリプレグ５６から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・ＣＭＰ等の化学研磨等を行う。
【００６９】
ここまでの工程で、導電性突起５５がプリプレグ５６を貫通した回路基材５８を得る。
【００７０】
次いで、図６(5)に示すように、金属箔５９に、導電性突起５５がプリプレグ５６を貫通した回路基材５８を積層する。ここで、プリプレグ５６が完全に熱硬化し、Ｃステージ状態となる。
【００７１】
この後、図６(6)に示すように、積層した基材の銅箔に回路パターン６０を形成し、ここまでの工程で多層配線基板のコア基板となるフィルドビア構造を有する両面コア基板６１を得る。
【００７２】
この実施例のように、導電性突起による層間導通を有する両面コア基板の場合には、めっきを厚付けする必要がなく、コア基板の配線層厚みを薄くすることができるため、配線の微細化が可能である。さらに、この後のビルドアップ層との接着に用いる接着材については、厚みが薄いもので充填可能であるため、流れ出し量が少なくなることや、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなるため、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００７３】
フィルドビア構造は、エッチング加工により形成した金属製の導電性突起のみならず、めっき法による金属製の導電性突起、導電性ペースト・インキ等を印刷して形成した導電性突起、さらにはビアホールめっきの際に内壁へのめっき析出を多くしたビアフィルめっきにより製造された両面コア基板、これらを組み合わせたものも含めて適用可能である。
加えて、コア基板がフィルドビア構造を有することで、後の工程でビルドアップした際に、フィルドビア上にスタックする構造をとることが可能で、高密度化に有利である。また、高速信号伝送時の接続部の反射を低減させる効果も期待できる。
【００７４】
次いで、図７(7)に示すように、可撓性絶縁ベース材６２（ここでは厚さ２５μｍのポリイミド）の片面に厚さ１２μｍの銅箔６３を有する、所謂、片面銅張積層板６４を用意する。可撓性絶縁ベース材６２の材質や厚みは２５μｍのポリイミドに限定されるわけではなく、用途に応じ、使い分けることができる。
【００７５】
例えば、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるような適用例では、低誘電正接の液晶ポリマー等をベースとした両面銅張積層板を用いることができ、高屈曲の要求に対してはポリイミドの膜厚を１２．５μｍ等の薄いものを選択することができる。
【００７６】
次に、図７(8)に示すように、片面銅張積層板６４の銅箔６３に内層回路パターンをフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層６５を、片面銅張積層板６４の片面に形成する。銅箔６３の厚みは５〜１２μｍ程度が好ましく、この厚みの範囲であれば、狭ピッチＣＳＰ搭載に必要な内層ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能であり、後のレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしても機能する。
【００７７】
さらに、この後のカバーレイの接着材については、厚みが薄いもので平坦性を確保した上で充填可能であるため、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなり、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００７８】
続いて、図７(9)に示すように、レジスト層６５を用い、フォトファブリケーション手法により、導通用孔形成部位の開口を含む回路パターン６６を形成し、さらにレジスト層を剥離する。必要に応じて、ビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗化処理を行う。
【００７９】
なお、導電性突起上にブラインドビアホールを形成すると、ビルドアップ後にレーザ等により形成される導通用孔の検査を容易にしたり、レーザの熱による影響を緩和したりするために、黒化処理や黒化還元処理よりは酸を用いたエッチングによる粗化が好ましい。
ここまでの工程で、多層配線基板のビルドアップ層６７を得る。
【００８０】
この後、図７(10)に示すように、例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム６８上に厚さ１５μｍのアクリル・エポキシ等の接着材６９を有する、所謂、カバーレイ７０を用意する。
【００８１】
続いて、同図(11)に示すように、多層配線基板のビルドアップ層６７の内層側にカバーレイ７０を、真空プレス、ラミネーター等で貼り付ける。ここまでの工程で、カバーレイ付きのビルドアップ層７１を得る。なお、図７(7)〜(11)までの工程はロールトゥロール工法での実施が可能であり、それにより更なる生産性の向上が見込める。
【００８２】
次いで、図８(12)に示すように、次にカバーレイ付きのビルドアップ層７１を両面コア基板６１にビルドアップするための接着材７２を予め型抜きし、位置合わせを行う。接着材７２としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。接着材７２の厚さは、充填性および平坦性を考慮しても、１５〜２０μｍの薄いものが選択できる。
【００８３】
次に、図８(13)に示すように、接着材７２を介し、カバーレイ付きのビルドアップ層７１および両面コア基板６１を真空プレス等で積層する。ここまでの工程で、多層回路基材７３を得る。
【００８４】
この後、図９(14)に示すように、導通用孔となる位置に対してレーザ加工を行い、３種類の導通用孔７４，７５，７６を形成する。導通用孔７５を形成する際には、予め作製した回路パターン６６の導通用孔形成部位の開口をレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしてレーザ加工を行う。レーザ加工法は、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択可能である。各導通用孔の径は、以下のように設定した。まず導通用孔７４は、可撓性絶縁ベース材６２に２５μｍ厚のポリイミドを用いた場合、直径５０μｍでも製造可能で、信頼性を確保するための必要めっき厚が１０μｍ程度であることから、ここでは直径５０μｍとした。
【００８５】
導通用孔７５，７６は、集積度および層間接続信頼性の問題があるが、この実施例では、導体層６層のうち、２層目から５層目までは導体層厚みの増加に繋がる、めっきを行う必要がなく、導体層が薄くできるため、充填に必要な接着材６９や接着材７２の厚みを薄くでき、比較的薄いめっき厚でも信頼性を確保できる。
【００８６】
めっき厚１５〜２０μｍ程度で信頼性が確保できる穴径としては、導通用孔７５では下穴径１５０μｍ、上穴径は下穴との位置合わせを考慮して下穴径に５０μｍを加えた２００μｍとし、導通用孔７６では穴径１５０μｍとした。このため、微細配線形成を可能としながら、集積度も向上し、各導通用孔とも狭ピッチに形成できる。
【００８７】
さらに、電解めっきによって層間接続をとるためのデスミア処理、導電化処理を行う。
なお、レーザ加工には、上記のようにコンフォーマルマスクを用いた加工以外にも、銅箔および樹脂を直接レーザ光で貫通させるダイレクトレーザ法も適用可能である。さらに、上記コンフォーマルマスクを用いた加工とダイレクトレーザ法とを組み合わせてもよい。
なお、ダイレクトレーザ法を用いる場合、銅箔の厚さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００８８】
続いて、図９(15)に示すように、導通用孔７４，７５，７６を有する多層回路基材７３に１５〜２０μｍ程度の電解めっきを行い、層間導通をとる。ここまでの工程、すなわち１回のレーザ加工およびめっき工程で導通用孔７４により得られたビア７７、導通用孔７５により得られたステップビア７８、導通用孔７６により得られたスキップビア７９を形成可能で、外層から内層までの全ての層間導通をとることが可能である。
【００８９】
また、挿し部品等の実装用の貫通穴が必要な場合には、導通用孔形成の際にＮＣドリル等で貫通孔を形成し、上記ビアホールめっきの際にスルーホールを同時に形成することも可能である。
【００９０】
導電化処理後に、ドライフィルムレジスト等のめっきレジスト層を通常のフォトファブリケーション手法により形成し、ビアホールおよび外層パターンをめっきにより形成し、導電化処理皮膜を除去する、所謂、セミアディティブ手法により層間導通を得るとともに、回路パターン８０が微細に形成できるため、参考例に比べ、よりグリッド数の多い、狭ピッチＣＳＰ搭載が可能である。
【００９１】
なお、外層パターンを形成する手法としては、前述のビアホールめっきをパネルめっきで行い、その後、通常のフォトファブリケーション手法により形成することも可能である。この際、ビルドアップ層７１の内層側に位置するカバーフィルム６８上に析出しためっき層があれば、これも除去される。
【００９２】
この後、必要に応じて基板表面に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、フォトソルダーレジスト層の形成、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、フィルム等を用いて形成し、外形加工を行うことにより外層側にケーブル部８１を有する多層配線基板８２を得る。
【００９３】
この実施例によるケーブル部を有する多層配線基板は、ケーブルがめっき層のない準外層（第２層）に配置されているため、ビアを狭ピッチで配置でき、微細配線形成が可能であることから、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造することができる。また、ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がなく、ＣＳＰ実装可能な平坦性も十分確保している。
【００９４】
さらに、上述のようにＣＳＰからケーブルへの配線の引き回しの大部分は第１層と準外層（第２層）で賄うことが可能であるため、第３層、第４層は電源、グラウンド層となる。本発明では導電性突起により第３層、第４層を接続するが、この導電性突起の径を任意に変更することが容易で、例えば電源に対しては電流容量を確保するため、および特性インピーダンスの整合、接続部での信号の反射抑制に最適な径をその他の設計要素を考慮した上で選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図２】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図３】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図４】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図５】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図６】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図７】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図８】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図９】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図１０】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１１】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１２】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１３】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１４】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図
【図１５】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【符号の説明】
【００９６】
１ 銅箔
２ ニッケル箔
３ 銅箔
４ 金属基材
５ 導電性突起
６ プリプレグ
７ 導電性突起の頂部
８ 導電性突起がプリプレグを貫通した回路基材
９ 金属箔
１０ 回路パターン
１１ 両面コア基板
１２ 可撓性絶縁ベース材
１３ 銅箔
１４ 銅箔
１５ 両面銅張積層板
１６ レジスト層
１７ コンフォーマルマスク
１８ 導通用孔形成部位の開口を含む内層回路
１９ ビルドアップ層
２０ ポリイミドフィルム
２１ 接着材
２２ カバーレイ
２３ カバーレイ付きビルドアップ層
２４ 接着材
２５ 積層回路基材
２６ 導通用孔１
２７ 導通用孔２
２８ 導通用孔３
２９ ヴィアホール
３０ ステップヴィアホール
３１ スキップヴィアホール
３２ 積層回路基材
３３ 外層回路パターン
３４ 準外層ケーブル
３５ 本発明によるケーブル部を有する多層配線基板
５１ 銅箔
５２ ニッケル箔
５３ 銅箔
５４ 金属基材
５５ 導電性突起
５６ プリプレグ
５７ 導電性突起の頂部
５８ 導電性突起がプリプレグを貫通した回路基材
５９ 金属箔
６０ 回路パターン
６１ 両面コア基板
６２ 可撓性絶縁ベース材
６３ 銅箔
６４ 片面銅張積層板
６５ レジスト層
６６ 導通用孔形成部位の開口を含む内層回路
６７ ビルドアップ層
６８ ポリイミドフィルム
６９ 接着材
７０ カバーレイ
７１ カバーレイ付きビルドアップ層
７２ 接着材
７３ 積層回路基材
７４ 導通用孔１
７５ 導通用孔２
７６ 導通用孔３
７７ ヴィアホール
７８ ステップヴィアホール
７９ スキップヴィアホール
８０ 外層回路パターン
８１ 準外層ケーブル
８２ 本発明によるケーブル部を有する多層配線基板
１３１ 可撓性絶縁ベース材
１３２ 銅箔層
１３３ 銅箔層
１３４ 両面銅張積層板
１３５ 回路パターン
１３６ 内層回路
１３７ ポリイミドフィルム
１３８ 接着剤
１３９ カバー
１４０ ケーブル部
１４１ 可撓性絶縁ベース材
１４２ 銅箔層
１４３ 片面銅張積層板
１４４ 接着剤
１４５ 型抜きされた片面銅張積層板
１４６ 導通用孔
１４７ スルーホール
１４８ 回路パターン
１４９ 内層コア基板
１５０ 接着性絶縁樹脂
１５１ 導電層
１５２ 片面銅張り積層板
１５３ 打ち抜き加工された片面銅張り積層板
１５４ 導通用孔
１５５ ビアホール
１５６ 回路パターン
１５７ 従来工法によるケーブル部を有する多層配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルドアップ型多層配線基板の製造方法に関し、特に可撓性ケーブル部を有するビルドアップ型多層フレキシブル配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化は益々促進されてきており、そのために配線基板に対する高密度化の要求が高まっている。そこで、配線基板を片面から両面や三層以上の多層配線基板とすることにより、配線基板の高密度化を図っている。
【０００３】
この一環として、携帯電話などの小型電子機器を中心に、各種電子部品を実装する多層配線基板や硬質配線基板間を、コネクタ等を介して接続する別体のフレキシブル配線基板やフレキシブルフラットケーブルを一体化した可撓性ケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板が広く普及している（特許文献１、第５図参照）。
【０００４】
中でも携帯電話の高機能化はめざましく、それに伴い多層フレキシブル配線基板に実装される部品もＣＳＰ（チップサイズパッケージ）に置き換わり、高機能かつ高密度にパッケージングし、基板サイズを大きくすることなく、高機能を付加しようという流れがある。このＣＳＰのパッドピッチも、当初は０．８ｍｍであったものが、最近では０．５ｍｍ以下の狭ピッチなものの搭載の要求も出始めている。
【０００５】
多層フレキシブル配線基板に狭ピッチＣＳＰを搭載するうえでの必須要件は、以下のようなものがある。
(a) ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がないこと。
実装に必要な半田が流れないようにするためである。
(b) 導通部の高密度配置が可能なこと。
狭ピッチＣＳＰ実装ランドから直接、下の配線層に接続するため、要求される最小ピッチとしては搭載するＣＳＰのパッドピッチと同じピッチが必要となる。
(c) 微細配線の形成
外層、内層を問わず、１００パッド以上の多くのパッドからの配線引き回しが必要なためである。また、ＣＳＰ実装ランド間に引き回せる配線の本数が、搭載可能なＣＳＰの仕様を決める重要なファクターである。特にＣＳＰ搭載に際しては、ＣＳＰ実装ランドの存在する外層の配線より下の内層の配線の微細化が有効である。
(d) ＣＳＰ実装ランドの平坦性
ＣＳＰを多層フレキシブル配線基板上にフェースダウンでフリップチップ実装する際に、ＣＳＰ側のパッド上の半田ボールの高さで、ＣＳＰ実装ランドの凹凸を吸収する必要があるためである。多層フレキシブル配線基板においては、各層の導体層の厚みによる段差を接着材等で充填し、平坦性を確保する必要がある。
【０００６】
多層フレキシブル配線基板の代表的な構造は、両面又は片面のフレキシブル配線基板を内層とし、それに外層となるフレキシブル又は硬質ベースの配線基板を積層し、めっきなどによるスルーホール接続を施して４〜８層程度の多層フレキシブル配線基板とする構造である（特許文献１、図５参照）。
【０００７】
ただし、スルーホール接続では全層を貫通してしまうため、高密度化が困難なことや部品実装ランドをスルーホール上に設けると半田が流れてしまうため、ランドをスルーホール上には配置できないという問題がある。このため、上述の狭ピッチＣＳＰ搭載の要件を満たしておらず、狭ピッチＣＳＰを搭載することはできない。
【０００８】
中でも、１０パッド×１０パッド以上のＣＳＰのパッドがフルグリッドで配置されている狭ピッチＣＳＰを搭載することは、従来の多層フレキシブル配線基板では非常に困難である。
【０００９】
そこで、高密度実装を実現するため、多層フレキシブル配線基板をコア基板として、１〜２層程度のビルドアップ層を両面または片面に有するビルドアップ型多層フレキシブル配線基板も実用化されている。
【００１０】
しかしながら、多層フレキシブルコア基板にビルドアップを行う場合、ケーブル部等の柔らかい構成材料がコア基板の平坦性を損なうことから、ビルドアップが困難である。また、コア基板にスルーホールめっきを行っているので、導体層厚が厚くなり、微細回路の形成は困難である。
【００１１】
さらにビルドアップ用の接着材で、上述の厚い導体層を充填し、平坦性を確保する必要もあるため、必要な接着材厚が厚くなり、接続信頼性を確保するために必要なビルドアップ層のビアホールめっき厚も厚くする必要がある。この結果、やはり微細回路の形成は困難であって、上述の狭ピッチＣＳＰ搭載の要件を満たしておらず、狭ピッチＣＳＰを搭載することはできない。
【００１２】
そこで、微細回路形成能力の不足を層数の増加で補うべく、さらに２段目のビルドアップを行う手法が提案されている。しかしながら、この手法を用いて、２段ビルドアップ型多層フレキシブル配線基板を作製するには、逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下する問題がある。
【００１３】
また、導電性突起による１段目のビルドアップ層をコア基板に積層し、平坦性を確保した上で、さらに２段目のビルドアップを行う手法も考えられる（特許文献２、［００２０］〜［００３０］参照）。しかし、ケーブル部等の柔らかい構成材料からなる多層フレキシブルコア基板に導電性突起を突き当てると、コア基板が変形したりコア基板のスルーホールへのダメージがあったりすることや、やはり逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下するため問題の解決には至らない。
【００１４】
これらのことから、集積度が高く、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法が望まれている。
【００１５】
図１０ないし図１５は、従来のケーブル部を有する多層配線基板の製造方法（特許文献４、図３）を示す断面工程図であって、先ず、図１０(1)に示すように、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材１３１の両面に、銅箔等の導電層１３２，１３３を有する、所謂、両面銅張積層板１３４を用意する。
【００１６】
次いで、図１０(2)に示すように、この両面型銅張積層板１３４の銅箔層１３２，１３３に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン１３５を形成し、内層回路１３６とする。
【００１７】
次に、図１０(3)に示すように、ケーブル等の回路パターン１３５にポリイミドフィルム１３７を、接着材１３８を介して張り合わせることでカバー１３９を形成し、ケーブル部１４０を形成する。
【００１８】
続いて、図１０(4)に示すように、絶縁ベース材１４１の片面に銅箔等の導電層１４２を有する、所謂、片面銅張積層板１４３およびこれを金型等により所望の形状に打ち抜き加工した図１０(3)のケーブル部１４０に張り合わせるための接着材１４４を用意する。
このときの導電層１４２の厚みとしては５０μm以下、できれば３５μm以下が好ましい。
この後、図１０(5)に示すように、片面銅張積層板１４３と接着材１４４とを張り合わせ、これを金型等により所望の形状に打ち抜き加工する。
【００１９】
次に、図１１(6)に示すように、図１０(3)のケーブル部１４０に接着材１４４を介して図１０(5)の打ち抜き加工した片面銅張積層板１４５を積層する。次いで、図１１(7)に示すように、ＮＣドリル等で導通用孔１４６を形成する。このとき、内層のカバー１３９のポリイミドフィルム１３７および接着剤１３８がドリル加工時に熱ダレを起こし、内層回路１３６の銅箔層１３２，１３３へのスルーホールめっき付き周りが悪化するため、デスミア処理を行う。導通用孔１４６の径としては、１５０〜５００μｍ程度が好ましい。
【００２０】
ただし、導通用孔の径と接続信頼性との間には相関関係があり（特許文献５、［０００５］〜［０００８］参照）、集積度を向上させる目的で、導通用孔の径を小さく設計すると、信頼性を確保するのに必要なめっき厚が厚くなることが知られている。
【００２１】
続いて、図１２(8)に示すように、導通用孔１４６に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでスルーホール１４７を形成する。このときのスルーホール１４７のめっき厚みは、３０〜５０μｍ程度が信頼性を確保する上では好ましいとされる。
【００２２】
この後、図１２(9)に示すように、上記スルーホール面に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン１４８を形成し、ビルドアップ型多層フレキシブル配線基板のケーブル部を有する内層コア基板１４９を得る。
【００２３】
次に、図１３(10)に示すように、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ない接着性絶縁樹脂１５０の片面に銅箔等の導電層１５１を有する、所謂、片面銅張積層板１５２を用意する。接着性絶縁樹脂１５０の厚みとしては、図２(8)の厚付けしたスルーホールめっきを含む導体層を充填し、平坦性を確保する必要があることから、少なくとも５０μｍ以上の厚みが必要で、ここでは厚さ１００μｍのものを用いた。
【００２４】
次に、図１３(11)に示すように、片面銅張積層板１５２を金型等で打ち抜き加工する。
次いで、図１３(12)に示すように、図１２(9)で得た、内層コア基板１４９に打ち抜き加工した片面銅張積層板１５３を積層する。
【００２５】
この後、図１４(13)に示すように、レーザ等で導通用孔１５４を形成する。導通用孔１５４の径としては、０．５ｍｍピッチ以下の狭ピッチＣＳＰを搭載するためには、１００〜３００μｍ程度が好ましい。ただし、上述のように、導通用孔の径を小さく設計すると、信頼性を確保するのに必要なめっき厚が厚くなる。一方、穴径を大きく設計すると、集積度が低下するだけでなく、レーザ加工に要する加工時間が増加し、生産性が悪化する。
【００２６】
続いて、図１４(14)に示すように、導通用孔１５４に無電解めっきまたは導電化処理等を施した後、電気めっきでビアホール１５５を形成する。接着性絶縁樹脂１５０の厚みを考慮すると、このときのビアホール１５５のめっき厚みは、ビアホール１５５の径にも依るが、信頼性を確保する上では３０μｍ以上が好ましいとされる。
【００２７】
この後、図１５(15)に示すように、上記めっき金属層面を含む最外導電層に対し、通常のフォトファブリケーション手法によるエッチング手法を用いて回路パターン１５６を形成する。この後、必要に応じて基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで、ケーブル部を有する多層配線基板１５７を得る。
【００２８】
このように、スルーホールめっきとビアホールめっきの厚付けが必要となるため、６層のうち、外側から１層目、２層目の導体層の厚みが厚くなり、この結果、これらの層の微細配線形成を困難なものとし、集積度の低下や歩留まりの低下を招いている。そのため、グリッド数の多いフルグリッドの狭ピッチＣＳＰは搭載できず、自由度が低い基板仕様となってしまうという問題がある。
【００２９】
また、図示していないが、図１３(10)からの工程を繰り返すことで、２段ビルドアップが可能であり、これにより得られた多層フレキシブル基板の搭載可能な狭ピッチＣＳＰの仕様の自由度が高くなるものの、やはり外側から１層目、２層目の導体層の厚みが厚くなるため、これらの層の微細配線形成を困難なものとしている。これに加え、上述したように逐次積層を繰り返すため、層数が増すにつれて工程が煩雑になり、歩留まりが低下するという問題が発生する。
【特許文献１】特許第2631287号公報
【特許文献２】特開2003-129259号公報
【特許文献３】特許第3348004号公報
【特許文献４】特開2004-200260号公報
【特許文献５】特開2002-84069号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
上述のように、従来の製造方法を用いて集積度が高く狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を製造する際の問題としては、煩雑な穴あけ加工めっきを複数回行う必要があり、生産性や歩留まりに問題があること、めっきの厚付けを行う配線層が多く、微細回路形成が困難なため、多段のビルドアップを行うか、または配線密度の低下を余儀なくされる。
【００３１】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、集積度が高く狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法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】
【００３２】
上記目的達成のため、本願では、下記発明を提供する。
【００３３】
本発明によれば、
少なくとも一方の準外層にケーブル部を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
a) 内層コア基板を製造する工程、
b) 可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成する工程、
c) 前記回路パターン上にカバーレイを形成して外層ビルドアップ層とする工程、
d) 前記カバーレイを形成した側を前記内層コア基板の側へ向けて、前記外層ビルドアップ層を前記内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成する工程、
e) 前記積層回路基材に対し、前記外層側の導通用孔形成部位および前記回路パターンにおける前記導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔を形成する工程、
f) 前記導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホールを形成する工程、
をそなえたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００３５】
本発明によれば、片面銅張積層板を用いた多層回路基板の層間接続を導電性突起により行うため、配線密度の低下を招くめっきの厚付けによる層間接続が不要となり、外層の回路パターンを微細に形成でき、よりグリッド数の多い、狭ピッチＣＳＰ搭載が可能である。
【００３６】
加えて、外層ビルドアップ層の内外層のレーザ遮光用マスクおよび内層回路パターンを同時加工し、内層コア基板へ積層後、１回のレーザ加工によって６層基板の全ての層間導通孔を形成可能であり、めっき工程も１回であることから、生産性がよく歩留まりも高い。しかも、配線密度の低下に繋がるめっきの厚付けが必要な層は最外層のみで、その他の全ての層では微細配線形成が可能である。また、コア基板およびビルドアップ層を別途製造可能であるため、さらに生産性が高くなる。
【００３７】
この結果、本発明によれば、従来の製造方法よりも集積度が高く、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図１ないし図５を参照して参考例を、次いで図６ないし図９を参照して本発明の実施形態を説明する。
【参考例】
【００３９】
図１ないし図５は、本発明の参考例を示す断面工程図であって、先ず、同図(1)に示すように、両面可撓性配線基板の製造の際に、銅箔１（例えば厚さ１００μｍ）／ニッケル箔２（例えば厚さ２μｍ）／銅箔３（例えば厚さ１２μｍ）の３層構造を有する金属基材４を用意する。
【００４０】
次に、図１(2)に示すように、導電性突起５を、銅箔３上に、選択的なエッチング手法で形成する。このときのエッチング液には、通常の銅のエッチング工程で用いられるエッチング液、たとえば塩化第二銅を含むエッチング液を用いて銅箔１の全体厚みの８０〜９０％程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、たとえばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を用い、銅箔１の残存部をエッチング除去してニッケル箔を露出し、続いて、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、たとえば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて、露出しているニッケル箔２をエッチング除去する。これにより、図１(2)に示す構造が得られる。
【００４１】
次いで、図１(3)に示すように、Ｂステージ状態のプリプレグ６を、導電性突起が立設された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。プリプレグ６の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミドを有するポリイミドフィルム等の接着性を有する絶縁性の樹脂を適用することも可能である。そして、図１(4)に示すように、導電性突起の頂部７をプリプレグ６から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨、ＣＭＰ等の化学研磨等を行う。ここまでの工程で、導電性突起５がプリプレグ６を貫通した回路基材８を得る。
【００４２】
続いて、図１(5)に示すように、金属箔９に、導電性突起５がプリプレグ６を貫通した回路基材８を積層する。ここで、プリプレグ６が完全に熱硬化し、Ｃステージ状態となる。この後、図１(6)に示すように、積層した基材の銅箔に回路パターン１０を形成し、ここまでの工程で、多層配線基板のコア基板となるフィルドビア構造を有する両面コア基板１１を得る。
【００４３】
この参考例のように、導電性突起による層間導通を有する両面コア基板の場合には、めっきを厚付けする必要がなく、コア基板の配線層厚みを薄くすることができるため、配線の微細化が可能である。さらに、この後のビルドアップ層との接着に用いる接着材については、厚みが薄いもので充填可能であるため、流れ出し量が少なくなる。そして、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなるため、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００４４】
フィルドビア構造は、種々のものに適用可能で、エッチング加工により形成した金属製の導電性突起のみならず、めっき法による金属製の導電性突起、導電性ペースト・インキ等を印刷して形成した導電性突起、さらにはビアホールめっきの際に内壁へのめっき析出を多くしたビアフィルめっきにより製造された両面コア基板、これらを組み合わせたものも含めて適用できる。
【００４５】
加えて、コア基板がフィルドビア構造を有することで、後の工程でビルドアップした際に、フィルドビア上にスタックする構造をとることが可能で、高密度化に有利である。また、高速信号伝送時の接続部の反射を低減させる効果も期待できる。
【００４６】
この後、図２(7)に示すように、可撓性絶縁ベース材１２（ここでは、厚さ２５μｍのポリイミド）の両面に厚さ１２μｍの銅箔１３および１４を有する、所謂、両面銅張積層板１５を用意する。可撓性絶縁ベース材１２の材質や厚みは２５μｍのポリイミドに限定されるわけではなく、用途に応じて使い分けることができる。例えば、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるような適用例では、低誘電正接の液晶ポリマー等をベースとした両面銅張積層板を用いることができ、高屈曲の要求に対してはポリイミドの膜厚を１２．５μｍ等の薄いものを選択することができる。
【００４７】
続いて、図２(8)に示すように、両面銅張積層板１５の銅箔１３のレーザ加工の際のコンフォーマルマスクおよび銅箔１４に、導通用孔形成部位の開口を含む内層回路パターンをフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層１６を両面銅張積層板１５の両面に形成する。この時の両面の位置合わせは、ベタの材料に対して行うため、材料の伸縮等に影響されず、容易に位置精度を確保できる。必要に応じて、高精度な位置合わせが可能な露光機を用いることも可能である。
【００４８】
また、銅箔１３および１４の厚みは５〜１２μｍ程度が好ましく、この厚み範囲内であれば、狭ピッチＣＳＰの搭載に必要な内層ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能であり、後のレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしても機能する。さらに、この後のカバーレイの接着材については、厚みが薄いもので平坦性を確保した上で充填可能であるため、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなり、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００４９】
次いで、図２(9)に示すように、レジスト層１６を用い、フォトファブリケーション手法により、レーザ加工の際のコンフォーマルマスク１７および導通用孔形成部位の開口を含む内層回路パターン１８を形成し、さらにレジスト層を剥離する。必要に応じて、ビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗化処理を行う。
【００５０】
なお、導電性突起上にブラインドビアホールを形成すると、ビルドアップ後にレーザ等により形成される導通用孔の検査を容易にしたり、レーザの熱による影響を緩和したりするために、黒化処理や黒化還元処理よりは酸を用いたエッチングによる粗化が好ましい。
ここまでの工程で、多層配線基板のビルドアップ層１９を得る。
【００５１】
この後、図２(10)に示すように、例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム２０上に厚さ１５μｍのアクリル・エポキシ等の接着材２１を有する、所謂、カバーレイ２２を用意する。
【００５２】
次に図２(11)に示すように、多層配線基板のビルドアップ層１９の内層側にカバーレイ２２を、真空プレス、ラミネーター等で貼り付ける。ここまでの工程で、カバーレイ付きのビルドアップ層２３を得る。なお、図２(7)〜(11)までの工程はロールトゥロール工法が可能であり、更なる生産性の向上が見込める。
【００５３】
この後、図３(12)に示すように、次にカバーレイ付きのビルドアップ層２３を両面コア基板１１にビルドアップするための接着材２４を予め型抜きし、位置合わせを行う。接着材２４としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。接着材２４の厚さは、充填性および平坦性を考慮しても、１５〜２０μｍの薄いものが選択できる。
【００５４】
次いで、図３(13)に示すように、接着材２４を介し、カバーレイ付きのビルドアップ層２３と両面コア基板１１とを真空プレス等で積層する。ここまでの工程で、多層回路基材２５を得る。
【００５５】
続いて、図４(14)に示すように、予め作製したレーザ加工の際のコンフォーマルマスク１７を用いてレーザ加工を行い、３種類の導通用孔２６，２７，２８を形成する。導通用孔２７を形成する際には、予め作製した回路パターン１８の導通用孔形成部位の開口をレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとして用い、レーザ加工を行う。レーザ加工には、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択して使用する。
【００５６】
各導通用孔の径は、以下のように設定した。まず導通用孔２６は、可撓性絶縁ベース材１２に２５μｍ厚のポリイミドを用いた場合、直径５０μｍでも製造可能で、信頼性を確保するための必要めっき厚が１０μｍ程度であることから、ここでは直径５０μｍとした。
【００５７】
導通用孔２７，２８は、集積度および層間接続信頼性の問題があるが、この参考例では導体層６層のうち、２層目（準外層）から５層目までは導体層厚みの増加に繋がる、めっきを行う必要がなく、導体層が薄くできる。このため、充填に必要な接着材２１や接着材２４の厚みを薄くでき、比較的薄いめっき厚でも信頼性を確保できる。めっき厚１５〜２０μｍ程度で信頼性が確保できる穴径としては、導通用孔２７では下穴径１５０μｍ、上穴径は下穴との位置合わせを考慮して下穴径に５０μｍを加えた２００μｍとし、導通用孔２８では穴径１５０μｍとした。このことから、微細配線形成を可能としながら、集積度も向上し、各導通用孔とも狭ピッチに形成できる。
【００５８】
さらに、電解めっきによって層間接続をとるためのデスミア処理、導電化処理を行う。
なお、レーザ加工には、上記のようにコンフォーマルマスクを用いた加工以外にも、予めレーザのビーム径よりも大きく、銅マスクをオフセットさせ、レーザ加工を行うラージウインドウ法も適用可能である。無論、銅箔および樹脂を、直接レーザ光で貫通させるダイレクトレーザ法も適用可能である。
【００５９】
また、上記コンフォーマルマスクを用いた加工は、ラージウインドウ法、ダイレクトレーザ法と組み合わせてもよい。なお、ダイレクトレーザ法を用いる場合、銅箔の厚さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
続いて、図４(15)に示すように、導通用孔２６，２７，２８を有する多層回路基材２５に１５〜２０μｍ程度の電解めっきを行い、層間導通をとる。ここまでの工程、すなわち１回のレーザ加工およびめっき工程で、導通用孔２６により得られたビア２９、導通用孔２７により得られたステップビア３０、導通用孔２６により得られたスキップビア３１を一挙に形成し、外層から内層までの全ての層間導通をとることが可能である。
【００６１】
ここまでの工程で、層間導通の完了した多層回路基材３２を得る。また、挿し部品等の実装用の貫通穴が必要な場合には、導通用孔形成の際にＮＣドリル等で貫通孔を形成し、上記ビアホールめっきの際にスルーホールを同時に形成することも可能である。
【００６２】
次に、図５(16)に示すように、外層のパターン３３を通常のフォトファブリケーション手法により形成する。この際、ビルドアップ層２３の内層側に位置するカバーフィルム２０上に析出しためっき層があれば、これも除去される。この後、必要に応じて基板表面に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、フォトソルダーレジスト層の形成、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、フィルム等を用いて形成し、外形加工を行うことで外層にケーブル部３４を有する多層配線基板３５を得る。
【００６３】
この参考例によるケーブル部を有する多層配線基板は、ケーブルがめっき層のない準外層である２層目に配置されているため、径が５０μｍのビア２９をピッチ０．３ｍｍ以下で配置でき、ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能である。このため、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造する方法を提供することができる。また、ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がなく、ＣＳＰ実装可能な平坦性も十分確保している。
【００６４】
さらに、上述のようにＣＳＰからケーブルへの配線の引き回しの大部分は第１層と第２層（準外層）とで賄うことができるため、第３層、第４層は電源、グラウンド層となる。
本発明では導電性突起により第３層、第４層を接続するが、この導電性突起の径を任意に変更することが容易で、例えば電源に対する電流容量の確保、特性インピーダンスの整合、接続部での信号の反射抑制のための最適な径、その他の設計要素を考慮した上で選択すればよい。
【実施例】
【００６５】
図６ないし図９は、本発明の一実施例を示す断面工程図であって、先ず、図６(1)に示すように、両面可撓性配線基板の製造の際に、銅箔５１（例えば厚さ１００μｍ）／ニッケル箔５２（例えば厚さ２μｍ）／銅箔５３（例えば厚さ１２μｍ）の３層構造を有する金属基材５４を用意する。
【００６６】
次いで図６(2)に示すように、導電性突起５５を、銅箔５３上に、選択的なエッチング手法で形成する。このときのエッチング液には、通常の銅のエッチング工程で用いられるエッチング液、たとえば塩化第二銅を含むエッチング液を用いて銅箔１の全体厚みの８０〜９０％程度をエッチングし、次にニッケルに対する腐食性が低く、銅を選択的にエッチングするエッチング液、たとえばアンモニアを含むアルカリ性のエッチング液を用い、銅箔１の残存部をエッチング除去してニッケル箔を露出し、続いて、銅に対する腐食性が低く、ニッケルを選択的にエッチングするエッチング液、たとえば過酸化水素や硝酸を含むエッチング液を用いて、露出しているニッケル箔２をエッチング除去することにより、図６(2)に示す構造とする。
【００６７】
続いて、図６(3)に示すように、Ｂステージ状態のプリプレグ５６を、導電性突起が立設された面にプレス、ラミネーター等で貼り付ける。プリプレグ５６の代わりに、両面に熱可塑性ポリイミドを有するポリイミドフィルム等の接着性を持った絶縁性の樹脂を適用することも可能である。
【００６８】
次に、図６(4)に示すように、導電性突起の頂部５７をプリプレグ５６から露出させるために、ロール研磨等の機械研磨・ＣＭＰ等の化学研磨等を行う。
【００６９】
ここまでの工程で、導電性突起５５がプリプレグ５６を貫通した回路基材５８を得る。
【００７０】
次いで、図６(5)に示すように、金属箔５９に、導電性突起５５がプリプレグ５６を貫通した回路基材５８を積層する。ここで、プリプレグ５６が完全に熱硬化し、Ｃステージ状態となる。
【００７１】
この後、図６(6)に示すように、積層した基材の銅箔に回路パターン６０を形成し、ここまでの工程で多層配線基板のコア基板となるフィルドビア構造を有する両面コア基板６１を得る。
【００７２】
この実施例のように、導電性突起による層間導通を有する両面コア基板の場合には、めっきを厚付けする必要がなく、コア基板の配線層厚みを薄くすることができるため、配線の微細化が可能である。さらに、この後のビルドアップ層との接着に用いる接着材については、厚みが薄いもので充填可能であるため、流れ出し量が少なくなることや、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなるため、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００７３】
フィルドビア構造は、エッチング加工により形成した金属製の導電性突起のみならず、めっき法による金属製の導電性突起、導電性ペースト・インキ等を印刷して形成した導電性突起、さらにはビアホールめっきの際に内壁へのめっき析出を多くしたビアフィルめっきにより製造された両面コア基板、これらを組み合わせたものも含めて適用可能である。
加えて、コア基板がフィルドビア構造を有することで、後の工程でビルドアップした際に、フィルドビア上にスタックする構造をとることが可能で、高密度化に有利である。また、高速信号伝送時の接続部の反射を低減させる効果も期待できる。
【００７４】
次いで、図７(7)に示すように、可撓性絶縁ベース材６２（ここでは厚さ２５μｍのポリイミド）の片面に厚さ１２μｍの銅箔６３を有する、所謂、片面銅張積層板６４を用意する。可撓性絶縁ベース材６２の材質や厚みは２５μｍのポリイミドに限定されるわけではなく、用途に応じ、使い分けることができる。
【００７５】
例えば、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるような適用例では、低誘電正接の液晶ポリマー等をベースとした両面銅張積層板を用いることができ、高屈曲の要求に対してはポリイミドの膜厚を１２．５μｍ等の薄いものを選択することができる。
【００７６】
次に、図７(8)に示すように、片面銅張積層板６４の銅箔６３に内層回路パターンをフォトファブリケーション手法により形成するためのレジスト層６５を、片面銅張積層板６４の片面に形成する。銅箔６３の厚みは５〜１２μｍ程度が好ましく、この厚みの範囲であれば、狭ピッチＣＳＰ搭載に必要な内層ピッチ１００μｍ以下の微細配線形成が可能であり、後のレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしても機能する。
【００７７】
さらに、この後のカバーレイの接着材については、厚みが薄いもので平坦性を確保した上で充填可能であるため、ビルドアップ層との層間接続距離が短くなり、同じめっき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上する。
【００７８】
続いて、図７(9)に示すように、レジスト層６５を用い、フォトファブリケーション手法により、導通用孔形成部位の開口を含む回路パターン６６を形成し、さらにレジスト層を剥離する。必要に応じて、ビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗化処理を行う。
【００７９】
なお、導電性突起上にブラインドビアホールを形成すると、ビルドアップ後にレーザ等により形成される導通用孔の検査を容易にしたり、レーザの熱による影響を緩和したりするために、黒化処理や黒化還元処理よりは酸を用いたエッチングによる粗化が好ましい。
ここまでの工程で、多層配線基板のビルドアップ層６７を得る。
【００８０】
この後、図７(10)に示すように、例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム６８上に厚さ１５μｍのアクリル・エポキシ等の接着材６９を有する、所謂、カバーレイ７０を用意する。
【００８１】
続いて、同図(11)に示すように、多層配線基板のビルドアップ層６７の内層側にカバーレイ７０を、真空プレス、ラミネーター等で貼り付ける。ここまでの工程で、カバーレイ付きのビルドアップ層７１を得る。なお、図７(7)〜(11)までの工程はロールトゥロール工法での実施が可能であり、それにより更なる生産性の向上が見込める。
【００８２】
次いで、図８(12)に示すように、次にカバーレイ付きのビルドアップ層７１を両面コア基板６１にビルドアップするための接着材７２を予め型抜きし、位置合わせを行う。接着材７２としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。接着材７２の厚さは、充填性および平坦性を考慮しても、１５〜２０μｍの薄いものが選択できる。
【００８３】
次に、図８(13)に示すように、接着材７２を介し、カバーレイ付きのビルドアップ層７１および両面コア基板６１を真空プレス等で積層する。ここまでの工程で、多層回路基材７３を得る。
【００８４】
この後、図９(14)に示すように、導通用孔となる位置に対してレーザ加工を行い、３種類の導通用孔７４，７５，７６を形成する。導通用孔７５を形成する際には、予め作製した回路パターン６６の導通用孔形成部位の開口をレーザ加工の際のレーザ遮光用マスクとしてレーザ加工を行う。レーザ加工法は、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択可能である。各導通用孔の径は、以下のように設定した。まず導通用孔７４は、可撓性絶縁ベース材６２に２５μｍ厚のポリイミドを用いた場合、直径５０μｍでも製造可能で、信頼性を確保するための必要めっき厚が１０μｍ程度であることから、ここでは直径５０μｍとした。
【００８５】
導通用孔７５，７６は、集積度および層間接続信頼性の問題があるが、この実施例では、導体層６層のうち、２層目から５層目までは導体層厚みの増加に繋がる、めっきを行う必要がなく、導体層が薄くできるため、充填に必要な接着材６９や接着材７２の厚みを薄くでき、比較的薄いめっき厚でも信頼性を確保できる。
【００８６】
めっき厚１５〜２０μｍ程度で信頼性が確保できる穴径としては、導通用孔７５では下穴径１５０μｍ、上穴径は下穴との位置合わせを考慮して下穴径に５０μｍを加えた２００μｍとし、導通用孔７６では穴径１５０μｍとした。このため、微細配線形成を可能としながら、集積度も向上し、各導通用孔とも狭ピッチに形成できる。
【００８７】
さらに、電解めっきによって層間接続をとるためのデスミア処理、導電化処理を行う。
なお、レーザ加工には、上記のようにコンフォーマルマスクを用いた加工以外にも、銅箔および樹脂を直接レーザ光で貫通させるダイレクトレーザ法も適用可能である。さらに、上記コンフォーマルマスクを用いた加工とダイレクトレーザ法とを組み合わせてもよい。
なお、ダイレクトレーザ法を用いる場合、銅箔の厚さは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００８８】
続いて、図９(15)に示すように、導通用孔７４，７５，７６を有する多層回路基材７３に１５〜２０μｍ程度の電解めっきを行い、層間導通をとる。ここまでの工程、すなわち１回のレーザ加工およびめっき工程で導通用孔７４により得られたビア７７、導通用孔７５により得られたステップビア７８、導通用孔７６により得られたスキップビア７９を形成可能で、外層から内層までの全ての層間導通をとることが可能である。
【００８９】
また、挿し部品等の実装用の貫通穴が必要な場合には、導通用孔形成の際にＮＣドリル等で貫通孔を形成し、上記ビアホールめっきの際にスルーホールを同時に形成することも可能である。
【００９０】
導電化処理後に、ドライフィルムレジスト等のめっきレジスト層を通常のフォトファブリケーション手法により形成し、ビアホールおよび外層パターンをめっきにより形成し、導電化処理皮膜を除去する、所謂、セミアディティブ手法により層間導通を得るとともに、回路パターン８０が微細に形成できるため、参考例に比べ、よりグリッド数の多い、狭ピッチＣＳＰ搭載が可能である。
【００９１】
なお、外層パターンを形成する手法としては、前述のビアホールめっきをパネルめっきで行い、その後、通常のフォトファブリケーション手法により形成することも可能である。この際、ビルドアップ層７１の内層側に位置するカバーフィルム６８上に析出しためっき層があれば、これも除去される。
【００９２】
この後、必要に応じて基板表面に半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施し、フォトソルダーレジスト層の形成、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、フィルム等を用いて形成し、外形加工を行うことにより外層側にケーブル部８１を有する多層配線基板８２を得る。
【００９３】
この実施例によるケーブル部を有する多層配線基板は、ケーブルがめっき層のない準外層（第２層）に配置されているため、ビアを狭ピッチで配置でき、微細配線形成が可能であることから、狭ピッチＣＳＰを搭載可能なケーブル部を有する多層配線基板を安価かつ安定的に製造することができる。また、ＣＳＰ実装ランドに貫通孔がなく、ＣＳＰ実装可能な平坦性も十分確保している。
【００９４】
さらに、上述のようにＣＳＰからケーブルへの配線の引き回しの大部分は第１層と準外層（第２層）で賄うことが可能であるため、第３層、第４層は電源、グラウンド層となる。本発明では導電性突起により第３層、第４層を接続するが、この導電性突起の径を任意に変更することが容易で、例えば電源に対しては電流容量を確保するため、および特性インピーダンスの整合、接続部での信号の反射抑制に最適な径をその他の設計要素を考慮した上で選択可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図２】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図３】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図４】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図５】本発明の参考例を示す概念的断面構成図。
【図６】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図７】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図８】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図９】本発明の一実施例を示す概念的断面構成図。
【図１０】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１１】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１２】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１３】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【図１４】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図
【図１５】従来方法によるケーブル部を有する多層配線基板の製造方法の概念的断面構成図。
【符号の説明】
【００９６】
１ 銅箔
２ ニッケル箔
３ 銅箔
４ 金属基材
５ 導電性突起
６ プリプレグ
７ 導電性突起の頂部
８ 導電性突起がプリプレグを貫通した回路基材
９ 金属箔
１０ 回路パターン
１１ 両面コア基板
１２ 可撓性絶縁ベース材
１３ 銅箔
１４ 銅箔
１５ 両面銅張積層板
１６ レジスト層
１７ コンフォーマルマスク
１８ 導通用孔形成部位の開口を含む内層回路
１９ ビルドアップ層
２０ ポリイミドフィルム
２１ 接着材
２２ カバーレイ
２３ カバーレイ付きビルドアップ層
２４ 接着材
２５ 積層回路基材
２６ 導通用孔１
２７ 導通用孔２
２８ 導通用孔３
２９ ヴィアホール
３０ ステップヴィアホール
３１ スキップヴィアホール
３２ 積層回路基材
３３ 外層回路パターン
３４ 準外層ケーブル
３５ 本発明によるケーブル部を有する多層配線基板
５１ 銅箔
５２ ニッケル箔
５３ 銅箔
５４ 金属基材
５５ 導電性突起
５６ プリプレグ
５７ 導電性突起の頂部
５８ 導電性突起がプリプレグを貫通した回路基材
５９ 金属箔
６０ 回路パターン
６１ 両面コア基板
６２ 可撓性絶縁ベース材
６３ 銅箔
６４ 片面銅張積層板
６５ レジスト層
６６ 導通用孔形成部位の開口を含む内層回路
６７ ビルドアップ層
６８ ポリイミドフィルム
６９ 接着材
７０ カバーレイ
７１ カバーレイ付きビルドアップ層
７２ 接着材
７３ 積層回路基材
７４ 導通用孔１
７５ 導通用孔２
７６ 導通用孔３
７７ ヴィアホール
７８ ステップヴィアホール
７９ スキップヴィアホール
８０ 外層回路パターン
８１ 準外層ケーブル
８２ 本発明によるケーブル部を有する多層配線基板
１３１ 可撓性絶縁ベース材
１３２ 銅箔層
１３３ 銅箔層
１３４ 両面銅張積層板
１３５ 回路パターン
１３６ 内層回路
１３７ ポリイミドフィルム
１３８ 接着剤
１３９ カバー
１４０ ケーブル部
１４１ 可撓性絶縁ベース材
１４２ 銅箔層
１４３ 片面銅張積層板
１４４ 接着剤
１４５ 型抜きされた片面銅張積層板
１４６ 導通用孔
１４７ スルーホール
１４８ 回路パターン
１４９ 内層コア基板
１５０ 接着性絶縁樹脂
１５１ 導電層
１５２ 片面銅張り積層板
１５３ 打ち抜き加工された片面銅張り積層板
１５４ 導通用孔
１５５ ビアホール
１５６ 回路パターン
１５７ 従来工法によるケーブル部を有する多層配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の準外層にケーブル部を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
a) 内層コア基板を製造する工程、
b) 可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成する工程、
c) 前記回路パターン上にカバーレイを形成して外層ビルドアップ層とする工程、
d) 前記カバーレイを形成した側を前記内層コア基板の側へ向けて、前記外層ビルドアップ層を前記内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成する工程、
e) 前記積層回路基材に対し、前記外層側の導通用孔形成部位および前記回路パターンにおける前記導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔を形成する工程、
f) 前記導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホールを形成する工程、
をそなえたことを特徴とする、少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
前記内層コア基板は、フィルドビア構造による層間接続を有する両面配線基板であることを特徴とする、少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項１】
少なくとも一方の準外層にケーブル部を有し、CSP実装ランドに貫通孔がない多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
a) 内層コア基板を製造する工程、
b) 可撓性を有する片面型銅張積層板の銅箔層に導通用孔形成部位の開口を含む回路パターンを形成する工程、
c) 前記回路パターン上にカバーレイを形成して外層ビルドアップ層とする工程、
d) 前記カバーレイを形成した側を前記内層コア基板の側へ向けて、前記外層ビルドアップ層を前記内層コア基板に接着材を介して積層し、積層回路基材を形成する工程、
e) 前記積層回路基材に対し、前記外層側の導通用孔形成部位および前記回路パターンにおける前記導通用孔形成部位の開口をレーザ遮光用のマスクとしてレーザ加工を行い、導通用孔を形成する工程、
f) 前記導通用孔に対し導電化処理を行い、電解めっきを施してビアホールを形成する工程、
をそなえたことを特徴とする、少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法において、
前記内層コア基板は、フィルドビア構造による層間接続を有する両面配線基板であることを特徴とする、少なくとも一方の準外層にケーブル部を有する多層フレキシブル配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１８３１０２（Ｐ２０１０−１８３１０２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３２３４（Ｐ２０１０−９３２３４）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【分割の表示】特願２００５−３１８５３２（Ｐ２００５−３１８５３２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【分割の表示】特願２００５−３１８５３２（Ｐ２００５−３１８５３２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]