多層プリント配線板の製造方法

【目的】配線自由度の向上、導体パターンの形成精度の向上、及び耐粗化液性等の改善による接続信頼性の向上を確実に図ること。
【構成】めっきスルーホール５内に導電性物質である銅ペースト７を充填する。銅ペースト７の露出面に金属膜としてのめっき膜８を形成する。めっき膜８を露出しうる位置に開口部１９を有する絶縁層９を、基材２上に形成する。その絶縁層９を化学的に粗化処理する。開口部１９に対する無電解めっきを行う。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大規模かつ高速度のコンピュータシステム等を実現する場合、通常、小型で高速度・高集積のＬＳＩチップ等を使用し、それらを高速化に適した構造にして配線板上に実装することが重要な課題となる。そして、特に近年においては、多層化や導体パターンの細線化等を図ることによって、より高密度実装が可能な配線板を作製することが盛んに試みられている。
【０００３】複数層にわたって導体パターンを持つ配線板としては、プラスティック製の基板等を主な素材として用いた多層配線板（いわゆる多層プリント配線板）が従来より良く知られている。現状においては、低コストであるという理由等からこの種の多層プリント配線板が最も普及している。
【０００４】また、多層プリント配線板に導体パターンを形成する方法を大別すると、一般的に■サブトラクティブプロセス（Subtractive Process ）と■アディティブプロセス（Additive Process）の二つに分類することができる。
【０００５】■のサブトラクティブプロセスとは、銅張積層板を素材として使用しかつ表面の銅箔をエッチングすることによって、必要な導体パターンを形成する製造方法である。一方、■のアディティブプロセスとは、銅箔が張りつけられていない基板を使用しかつ主として無電解めっきによって、必要な部分に導体パターンを形成する製造方法である。
【０００６】ここで、両プロセスのいずれかによって作製される従来の多層プリント配線板を、その製造工程と共に各図面をもとに具体的に説明する。図１２（ｄ）には、サブトラクティブプロセスによる多層プリント配線板（６層板）３０が示されている。この多層プリント配線板３０は、次のような手順を経て作製される。
【０００７】まず、２枚の外層用の銅張積層板３１と１枚の内層用の銅張積層板３２とをそれぞれ用意する。次に外層用の銅張積層板３１にバイアホール形成用孔を形成した後、無電解及び電解銅パネルめっき及び内層パターンエッチングを行う。内層用の銅張積層板３２についてはバイアホール形成用孔を形成せずに、内層パターンエッチングのみを行う。次に、図１２（ａ）に示されるように、外層用の銅張積層板３１、プリプレグ３３、内層用の銅張積層板３２、プリプレグ３３、外層用の銅張積層板３１の順に重ね合わせて積層プレスする。次に、図１２（ｂ）に示されるように、ドリル加工等によってスルーホール形成用孔３４を透設する。ここで無電解及び電解銅パネルめっき及びスルーホールめっきを行った後、図１２（ｃ）に示されるように最外層にエッチングレジスト３５を形成する。最後に外層パターンエッチングを行った後、エッチングレジスト３５を剥離する。
【０００８】以上の工程を経て、バイアホール３６及びめっきスルーホール３７によって各層の導体パターン３８が接続された多層プリント配線板３０が作製される。図１３（ｄ）には、アディティブプロセスによって作製される多層プリント配線板（６層板）４０が示されている。この多層プリント配線板４０は図１２の多層プリント配線板３０とは異なり、銅張積層板４１の両面に配線層４２を備えている。その作製手順は以下の通りである。
【０００９】まず、図１３（ａ）に示されるように、例えばマスラミネーション方式によって作製された銅張積層板４１を用意する。次に、内層パターンエッチングを行った後、両面に感光性樹脂を用いて層間絶縁層４３を形成する。そして、露光・現像を行うことによって、図１３１３（ｂ）に示されるように層間絶縁層４３にバイアホール形成用孔４４を形成する。次に粗化、スルーホール形成用孔４５の透設及び触媒核付与を行った後、図１３（ｃ）に示されるように最外層に永久レジスト４６を形成する。最後に無電解銅パターンめっきを行うことによって、スルーホール形成用孔４５の内壁面等に銅めっきを析出させる。以上の工程を経て、バイアホール４７及びめっきスルーホール４８によって各層の導体パターン４９，４９ａが接続された多層プリント配線板４０が作製される。
【００１０】なお、アディティブプロセスによって形成される導体パターン４９ａは、高精度かつファインなものになるという特徴がある。よって、このプロセスを経て形成される多層プリント配線板４０は、サブトラクティブプロセスによるものに比較して高密度化に適しているということができる。
【００１１】図１４にも、同様にアディティブプロセスによる多層プリント配線板（６層板）５０が示されている。この多層プリント配線板５０も、銅張積層板５１の両面に配線層５２を備えるものである。しかし、各配線層５２が二層の層間絶縁層５３，５４によって構成されている点や、めっきスルーホール５５が完全に埋設されている点などが相違している。なお、各層の導体パターン５８，５９はバイアホール５６，５７及びめっきスルーホール５５によって接続されている。また、この多層プリント配線板５０では、肉厚になった銅張積層板に対するスルーホール形成用孔等の形成が行われないという特徴もある。
【００１２】つまり、上記の構成からも明らかなように、この多層プリント配線板５０によれば、全体の肉薄化及び導体パターン５８，５９のファイン化を更に推進することが可能なものとなっている。従って、図１４のタイプの構成が最も高密度化や小型化等に適していると考えられている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図１４に示される従来の多層プリント配線板５０には以下に述べるような問題がある。
【００１４】前述したように、多層プリント配線板５０の各層の導体パターン５８，５９は、導体によって電気的に接続されている必要がある。ここで図１４及び図１５R>５に基づき、バイアホール５６，５７及びめっきスルーホール５５による接続の様子について説明する。
【００１５】めっきスルーホール５５のランド５５ｂの一部には、円形状をした接続用パッド５５ａが形成されている。その接続用パッド５５ａ上には、内層側の層間絶縁層５３に属するバイアホール５６が接続されている。前記バイアホール５６は、内層側の層間絶縁層５３上に形成された接続用パッド５６ａに接続されている。そして、その接続用パッド５６ａ上には、外層側の層間絶縁層５４に属するバイアホール５７が接続されている。つまり、従来においては、めっきスルーホール５５の上部やバイアホール５６の上部（即ち、軸線上となる位置）を避けて接続用パッド５５ａ，５６ａを配置することが要求されることになる。
【００１６】しかし、上記のような配置にすると、導体パターン５８の配線に利用できるエリアが相対的に減少することになるため、配線自由度の低下が避けられない。よって、多層プリント配線板５０の小型化や高密度化を充分に達成することができない。
【００１７】また、図１４の多層プリント配線板５０の場合、めっきスルーホール５５に空洞部５５ｃがあったり、内層側の層間絶縁層５３に属するバイアホール５６に凹部５６ｂがあるため、最外層の導体パターン５９に凹凸ができ易いという問題がある。このように導体の形成精度が悪い場合、仮にその導体パターン５９がボンディングパッドであるとすると、凹凸の存在によってワイヤボンディング精度が悪化する。その結果、多層プリント配線板５０に対するＬＳＩチップやパッケージ等の実装が困難になる。
【００１８】更に、図１４のプリント配線板５０において、仮に貫通孔や有底孔に充填材等を充填しようとすると、以下のような問題が生じる。即ち、絶縁層形成後に実施される粗化処理工程のとき、粗化液（クロム酸、クロム硫酸、過マンガン酸等）に晒されることによって、使用される充填材の選定によっては充填材中の樹脂が溶解してしまう。このため、例えば充填材部分と他の金属部分との間の接続信頼性が悪くなってしまうおそれがある。また、粗化処理工程後に実施される無電解めっき工程（強アルカリ）によっても、その工程が長時間に及ぶときには前記充填材に悪影響がでやすくなる。そして、この場合にも接続信頼性の悪化につながってしまう。
【００１９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線自由度の向上、導体パターンの形成精度の向上、及び耐粗化液性や耐めっき液性等の改善による接続信頼性の向上を確実に図ることができる多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、基材を貫通するように形成されためっきスルーホール内に充填材を充填する工程と、前記充填材上に金属膜を形成する工程と、少なくとも前記金属膜上に開口部を有する絶縁層を前記基材上に形成する工程とを行った後、前記絶縁層を化学的に粗化処理する工程及び前記開口部を含む領域にめっきを施す工程のうちの少なくともいずれかを行う多層プリント配線板の製造方法をその要旨としている。
【００２１】請求項２に記載の発明では、絶縁層に形成された有底孔内に充填材を充填する工程と、前記充填材上に金属膜を形成する工程と、少なくとも前記金属膜上に開口部を有する別の絶縁層を前記絶縁層上に形成する工程とを行った後、外層側となる絶縁層を化学的に粗化する工程及び前記開口部を含む領域にめっきを施す工程のうちの少なくともいずれかを行う多層プリント配線板の製造方法をその要旨としている。
【００２２】請求項３に記載の発明では、請求項１または２において、前記充填材は導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ１μｍ〜７μｍのめっき膜であるとしている。請求項４に記載の発明では、請求項１または２において、前記充填材は非導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ５μｍ〜３０μｍのめっき膜であるとしている。請求項５に記載の発明では、請求項１または２において、前記充填材は導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ０．０５μｍ〜２μｍのスパッタ膜であるとしている。
【００２３】
【作用】請求項１に記載の発明によると、めっきスルーホール内から露出している充填材が金属膜によって保護された状態で粗化処理工程やめっき工程が行われるため、充填材が粗化液やめっき液に直接晒されることがない。従って、粗化液やめっき液による充填材中の樹脂の溶解が防止される。
【００２４】また、この発明によると、充填材の充填によってめっきスルーホールの端面が平坦化されるため、その部分を接続用パッドとして使用することができる。つまり、めっきスルーホールのほぼ軸線上に有底孔（以下、バイアホールという）の底面を接続することが可能となる。そして、めっきスルーホール側とバイアホール側とが金属膜を介して電気的に接続可能となり、めっきスルーホールの上部を避けるようにして接続用パッドを配置する必要がなくなる。
【００２５】更に、この発明によると、めっきスルーホールの空洞部の存在による絶縁層の落ち込みが防止されるため、めっきスルーホールの上部にあたる部分に形成された導体パターンに凹凸が生じることもない。
【００２６】請求項２に記載の発明によると、バイアホール内から露出している充填材が金属膜によって保護された状態で粗化処理工程やめっき工程が行われるため、充填材が粗化液やめっき液に直接晒されることがない。従って、粗化液やめっき液による充填材中の樹脂の溶解が防止される。
【００２７】また、この発明によると、充填材の充填によってバイアホールの端面が平坦化されるため、その部分を接続用パッドとして使用することができる。つまり、そのバイアホールのほぼ軸線上に別のバイアホールの底面を接続することが可能となる。そして、内外層のバイアホール同士が金属膜を介して電気的に接続可能となり、内層側のバイアホールの上部を避けるようにして接続用パッドを配置する必要がなくなる。
【００２８】更に、この発明によると、下層側のバイアホールの空洞部の存在による絶縁層の落ち込みが防止されるため、同バイアホールの上部にあたる部分に形成された導体パターンに凹凸が生じることもない。
【００２９】特に請求項３〜５に記載の発明によると、充填材を導電性物質または非導電性物質とし、かつ金属膜（めっき膜またはスパッタ膜）の厚さを所定範囲に設定しているため、製造工程の長時間化を招くことなく、確実な溶解防止を図ることができる。
【００３０】
【実施例】
〔実施例１〕以下、本発明を多層プリント配線板の製造方法に具体化した実施例１を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
【００３１】図１には、多層プリント配線板１が示されている。この多層プリント配線板１は、基材２の両面に薄膜配線層３を備える６層板である。基材２の両面には導体パターン４が形成されている。これらの導体パターン４は、基材２を貫通するように設けられためっきスルーホール５によって接続されている。なお、本実施例のめっきスルーホール５は、その両端部に円形状のランド５ｃを有している。
【００３２】めっきスルーホール５を構成している銅めっき層５ｂは、その中央部に空洞部５ａを有している。そして、その空洞部５ａには、導電性を有する充填材としての銅ペースト７が充填されている。めっきスルーホール５の両端面は、銅ペースト７が充填されることによって平坦化されている。平坦化されためっきスルーホール５の両端面には、金属膜としてのめっき膜８が形成されている。つまり、めっきスルーホール５から露呈している銅ペースト７が、めっき膜８によって被覆された状態となっている。
【００３３】本実施例の多層プリント配線板１には、内層側の層間絶縁層９及び外層側の層間絶縁層１０の二層構造からなる配線層３が形成されている。内層側の層間絶縁層９の表面には永久レジスト１１が形成されている。内層側の層間絶縁層９の表面のうち永久レジスト１１が形成されていない部分には、導体パターン１２が形成されている。同様に外層側の層間絶縁層１０の表面には永久レジスト１３が形成されている。外層側の層間絶縁層１０の表面のうち永久レジスト１３が形成されていない部分には、導体パターン１４が形成されている。前記導体パターン１４の一部は、ＬＳＩチップ等を表面実装するための接続用パッドとなっている。また、外層側の層間絶縁層１０の表面は、一部を除いてソルダーレジスト６によって被覆されている。なお、説明の便宜上、前記導体パターン１４のことをこれ以降「最外層の導体パターン１４」と呼ぶことにする。同様に導体パターン１２のことを「外層の導体パターン１２」と、導体パターン４のことを「内層の導体パターン４」とそれぞれ呼ぶことにする。
【００３４】内層側の層間絶縁層９には、層間接続用のバイアホール１５が形成されている。外層側の層間絶縁層１０にも、同様に層間接続用のバイアホール１６が形成されている。バイアホール１５，１６を構成している銅めっき層１５ｂ，１６ｂは、その中央部に凹部１５ａ，１６ａを有している。そして、内層側の層間絶縁層９に属するバイアホール１５の凹部１５ａには、導電性を有する充填材である銅ペースト７が充填されている。
【００３５】この多層プリント配線板１の場合、めっきスルーホール５の端面から露呈している銅ペースト７に、内層側の層間絶縁層９に属するバイアホール１５の底面がめっき膜８を介して電気的に接続されている。また、バイアホール１５の凹部１５ａに充填された銅ペースト７上には、外層側の層間絶縁層１０に属するバイアホール１６の底面が同じくめっき膜８を介して電気的に接続されている。従って、めっきスルーホール５とバイアホール１５，１６とが、ほぼ一直線上に配置された状態となっている。即ち、この多層プリント配線板１において、銅ペースト７はいわばバイアホール１５，１６のための接続用パッドの役割を果たしている。
【００３６】次に、この多層プリント配線板１を製造する手順を図２〜図８に基づいて説明する。まず、ガラス布基材エポキシ樹脂を素材とした銅張積層板１７を用意し、その銅張積層板１７に対してスルーホール形成用孔１８を透設する。次に、従来公知の手法に従ってパネルめっき及びスルーホールめっきを行い、スルーホール形成用孔１８内に銅めっき層５ｂを析出させる。その結果、図２に示されるように銅張積層板１７にめっきスルーホール５が形成される。なお、本実施例においてスルーホール形成用孔１８の内径が約３００μｍに、めっきスルーホール５のランド５ｃ径が約７００μｍに設定されている。
【００３７】次に、めっきスルーホール５が形成された銅張積層板１７に、各めっきスルーホール５の形成位置と対応する位置に孔を有するメタルマスクを配置する。そして、スキージを移動させることによって、図３に示されるようにめっきスルーホール５の空洞部５ａに銅ペースト７を充填する。本実施例では、主成分である銅粉末及び熱硬化性樹脂に少量の溶剤やチクソ剤等を添加した銅ペースト７が使用されている。
【００３８】次に充填された銅ペースト７の乾燥を行い、表面をバフ研磨により整面した後、薄付けパネルめっきによって銅張積層板１７の両面にめっき膜８を形成する。なお、銅ペースト７を充填する場合、乾燥後における銅ペースト７の露呈面の高さがめっきスルーホール５のランド５ｃ面の高さとほぼ同じになることが好ましい。
【００３９】金属膜であるめっき膜８を形成する手段としては、電解めっき法や無電解めっき法がある。この場合、形成されるめっき膜８の厚さは１μｍ〜７μｍ、更には３μｍ〜６μｍ、特には４μｍ〜５μｍであることがよい。めっき膜８が厚くなると、製造時間の短縮化が図れなくなり、コスト高になるおそれがある。一方、めっき膜８が薄すぎると、銅ペースト７を粗化液やソフトエッチング工程から確実に保護することができなくなるおそれがある。なお、本実施例では電解銅めっき法によって、厚さ５μｍの銅からなるめっき膜８を形成することとしている。
【００４０】次にめっき膜８の表面にエッチングレジストを形成した後、パターンエッチングを行う。すると、図４に示されるように、所定形状をした内層の導体パターン４が形成される。なお、本実施例では前記内層の導体パターン４が、主として電源層またはグランド層として使用される。
【００４１】次に、内層の導体パターン４が形成された銅張積層板１７の両面に、酸化剤に対して比較的難溶な樹脂マトリックス中に、酸化剤に対して比較的易溶な樹脂フィラーが分散された感光性エポキシ系のアディティブ用接着剤を塗布する。ここで露光・現像を行うことによって、図５に示されるように、開口部としてのバイアホール形成用孔１９を有する内層側の層間絶縁層９を形成する。このとき、バイアホール形成用孔１９は、銅ペースト７が充填されているめっきスルーホール５の端面に対応して設けられる。
【００４２】次に、粗化剤（酸化剤）であるクロム酸を用いて、内層側の層間絶縁層９に対する化学的な粗化処理を行う。その後、触媒核付与、永久レジスト１１の形成、めっき前処理及び無電解銅パターンめっきを行う。
【００４３】上記のめっき処理を経ると、バイアホール形成用孔１９の内壁面や、バイアホール形成用孔１９から露呈しているめっき膜８の表面等に銅めっき層１５ｂが析出する。よって、図６に示されるように、内層側の層間絶縁層９に開口径が約１００μｍのバイアホール１５が形成される。なお、本実施例では銅めっき層１５ｂの析出厚さが約２５μｍに設定されている。前記バイアホール１５のうちめっきスルーホール５の軸線上に配置されたものについては、その底面がめっきスルーホール５の端面に接続された状態となる。また、内層側の層間絶縁層９の表面には、外層の導体パターン１２が形成される。
【００４４】次に、バイアホール１５が形成された内層側の層間絶縁層９の表面に、各バイアホール１５の形成位置と対応する位置に孔を有するメタルマスクを配置する。そして、スキージを移動させることによって、バイアホール１５の凹部１５ａに上記の銅ペースト７を充填する。その結果、銅ペースト７の充填によって、バイアホール１５の開口側の端面が平坦化された状態となる。このとき、銅ペースト７の露呈面の高さがバイアホール１５のランド面の高さとほぼ同程度になることが良い。
【００４５】次に、充填された銅ペースト７の乾燥を行った後、上述した薄付けパネルめっきによって、前記バイアホール１５内の銅ペースト７上にも、図７に示されるような金属膜としてのめっき膜８を形成する。この場合、めっき膜８を形成する手段としては、電解めっき法や無電解めっき法がある。形成されるめっき膜８の厚さは１μｍ〜７μｍ、更には３μｍ〜６μｍ、特には４μｍ〜５μｍであることがよい。その理由は上記の通りである。本実施例では、めっきスルーホール５のときと同じく、電解銅めっき法によって厚さ５μｍの銅からなるめっき膜８を形成することとしている。
【００４６】次に、上述した内層側の層間絶縁層９の形成手順に従って、外層側の層間絶縁層１０を形成する。このとき、露光・現像を行うことによって、銅ペースト７が充填されているバイアホール１５の端面に対応して、開口部としてのバイアホール形成用孔が設けられる。続いて外層側の層間絶縁層１０に対する化学的な粗化処理及び触媒核付与を行った後、永久レジスト１３の形成、めっき前処理及び無電解銅パターンめっきを行う。上記のめっき処理を経ると、バイアホール形成用孔の内壁面や、凹部１６ａ内の銅ペースト７の表面等に銅めっき層１６ｂが析出する。よって、図８に示されるように、外層側の層間絶縁層１０に開口径が約１００μｍのバイアホール１６が形成される。
【００４７】前記バイアホール１６のうち内層側の層間絶縁層９に属するバイアホール１５の軸線上に配置されたものについては、その底面が同バイアホール１５の端面に接続された状態となる。また、外層側の層間絶縁層１０の表面には、最外層の導体パターン１４が形成される。更に、最外層の導体パターン１４はソルダーレジスト６によって被覆される。なお、本実施例ではリキッドフォトソルダーレジストが使用されている。一方、外層側の層間絶縁層１０に属するバイアホール１６は、前記ソルダーレジスト６から露呈している。即ち、この多層プリント配線板１において前記バイアホール１６は、例えばＬＳＩチップ等のリードやバンプなどを接合するための外部接続端子として使用されるようになっている。
【００４８】さて、以上のような本実施例の多層プリント配線板１の製造方法の作用効果について説明する。この製造方法によると、めっきスルーホール５やバイアホール１５の端面から露出している銅ペースト７は、粗化処理工程を行う前に、予めめっき膜８によって保護される。そして、この状態で粗化処理工程が行われるため、銅ペースト７が粗化液に直接晒されることがない。従って、粗化液による銅ペースト７中の樹脂の溶解を防止することができる。このため、銅ペースト７の露出面に凹凸等が少なくなり、銅ペースト７部分とその上部に形成される銅めっき層１５ｂ，１６ｂとの接続状態が確実に向上する。この結果、接続信頼性に優れた多層プリント配線板１が得られることとなる。
【００４９】また、この製造方法では、上記のように予めめっき膜８によって保護された状態で、バイアホール１５，１６を形成するための無電解銅めっき工程が行われる。このため、数時間という長い時間にわたって実施される無電解銅めっき工程を経たときであっても、銅ペースト７がめっき液に直接晒されることがなく、銅ペースト７に特に悪影響がでるということはない。
【００５０】更に、この製造方法によると、銅ペースト７の充填によってめっきスルーホール５の端面が平坦化されるため、その部分を接続用パッドとして使用することができる。つまり、めっきスルーホール５のほぼ軸線上にバイアホール１５の底面を接続することが可能となる。同様に、銅ペースト７の充填によってバイアホール１５の端面が平坦化されるため、その部分についても接続用パッドとして使用することができる。即ち、そのバイアホール１５のほぼ軸線上に別のバイアホール１６の底面を接続することも可能となる。
【００５１】そして、めっきスルーホール５側とバイアホール１５側、及びバイアホール１５，１６側同士がめっき膜８を介して電気的に接続可能となる。ゆえに、めっきスルーホール５の上部や内層側のバイアホール１５の上部を避けるようにして接続用パッドを配置する必要がなくなる。
【００５２】以上のことから明らかなように、本実施例の多層プリント配線板１の場合、めっきスルーホール５とバイアホール１５，１６とがほぼ一直線上に配列された状態となっている。それゆえ、この多層プリント配線板１にあっては、従来の多層プリント配線板と比較して、導体パターン４，１２，１４の配線に利用できるエリアが相対的に大きくなっている。また、配線エリアの増加に伴って配線自由度も格段に向上することになり、もって多層プリント配線板１の小型化や高密度化を充分に達成することが可能となる。加えて、設計自由度が向上する結果、配線の完全自動化を行ううえで極めて好都合になる。そして、このような配線の完全自動化が実現されることによって、設計期間の短縮化やコストダウン等が達成されることになる。
【００５３】更に、この発明によると、めっきスルーホール５の空洞部５ａの存在による内層側の層間絶縁層９の落ち込みが防止される。このため、めっきスルーホール５の上部にあたる部分に形成された外層の導体パターン１２に凹凸が生じることがない。同様に、内層側のバイアホール１５の空洞部の存在による外層側の層間絶縁層１０の落ち込みが防止されるため、同バイアホール１５の上部にあたる部分に形成された最外層の導体パターン１４に凹凸が生じることもない。
【００５４】以上のことから明らかなように、めっきスルーホール５やバイアホール１５のほぼ軸線上に形成された外層の導体パターン１２や最外層の導体パターン１４に凹凸が生じることがない。従って、本実施例の多層プリント配線板１は、極めて寸法精度に優れた導体パターン１２，１４を有するものとなる。このため、仮に最外層の導体パターン１４の一部をボンディングパッドとしたときでも、精度良くワイヤボンディングを行うことができる。しかも、上記の構成であると、外層側の層間絶縁層１０の平坦性も改善されるため、多層プリント配線板１へＩＣチップやＬＳＩチップ等を表面実装する際に極めて好都合になる。
【００５５】また、この製造方法の場合、厚さ５μｍの銅からなるめっき膜８を金属膜としているため、製造工程の長時間化を招くことなく確実な溶解防止を図ることができる。なお、この程度の厚さのめっき膜８であれば、自身のめっき工程の際に銅ペースト７中の樹脂の溶解を伴うこともない。勿論、前記めっき膜８には形成が容易でありかつ低コストであるという利点もある。
【００５６】更に、本実施例では、銅粉末を主成分として含む銅ペースト７を充填材として使用しているため、充填作業に時間がかからない。ゆえに、無電解めっきによって充填材を充填する従来方法（例えば、従来公知のフィルド・ビアの形成方法等）に比べて、製造工程的にもコスト的にも有利になる。特に、本実施例のような銅ペースト７を用いた充填方法によると、接着剤の二度塗りや研磨加工による面出し等が必ずしも必要とはされなくなる。このため、従来におけるフィルド・ビアの形成方法よりも優れたものとなっている。
【００５７】そして、本実施例の多層プリント配線板１では、めっきスルーホール５が配線層３下に完全に埋設された状態となっている。従って、貫通しためっきスルーホール５を有する従来の多層プリント配線板とは異なり、パッケージを構成したときの封止性や気密性が良くなるという利点がある。そして、この構成によると、基材２となる銅張積層板１７のみにスルーホール形成用孔１８を透設するだけで足りる。よって、スルーホール形成用孔１８ばかりでなくバイアホール形成用孔の加工が必要な従来の多層プリント配線板とは異なり、加工コストが安くなる。
【００５８】また、本実施例の多層プリント配線板１によると、めっきスルーホール５の空洞部５ａに銅ペースト７が完全に充填される結果、めっきスルーホール５の内部に気泡が全く残留しなくなる。従って、内部の気泡に起因してクラックが発生するおそれがなくなり、多層プリント配線板１の耐熱性が向上する。
〔実施例２〕図９には実施例２の多層プリント配線板２０が示されている。この多層プリント配線板２０は、実施例１の多層プリント配線板１におけるバイアホール１６の凹部１６ａを銅ペースト７で充填したことを特徴としている。そして、更に実施例１において行ったと同様に、めっき膜８（図示略）を形成することが好ましい。ゆえに、実施例２の多層プリント配線板２０では、バイアホール１６の開口側の端面がほぼ平坦化された状態となっている。
【００５９】この構成であると、例えばバイアホール１６の開口部側の端面を表面実装の接続用パッドとして使用する場合、同端面が平坦でないときよりもＬＳＩチップやパッケージ等のリードやバンプなどの接合が容易になる。つまり、前記開口側の端面に凹部１６ａがなくなることによって、ワイヤボンディングがより容易に実施できるようになるからである。なお、はんだ付けによってリード等の接続を行う場合には、はんだ供給量が少なくて済むという利点もある。
〔実施例３〕図１０には実施例３の多層プリント配線板２２が示されている。この多層プリント配線板２２は、実施例１の多層プリント配線板１と同じく、基材２の両面に配線層３を備える６層板である。但し、この多層プリント配線板２２では、配線層３を構成している内層側の層間絶縁層９よりも外層となる部分の構成に相違点がある。よって、ここでは相違点に関する構成を中心として説明することとし、共通点に関する構成については説明を省略する。
【００６０】図１０に示されるように、外層側の層間絶縁層１０には、実施例１のバイアホール１６とは異なるバイアホール２３が形成されている。つまり、このバイアホール２３は、バイアホール形成用孔２４内にいわゆるマッシュルーム状の銅めっき層（即ち、マッシュルーム型バンプ）２５を有したものとなっている。従って、このバイアホール２３は、開口部側に凹部１６ａを持たずしかも外層側の層間絶縁層１０の表面よりもいくぶん突出したものとなっている。
【００６１】また、この多層プリント配線板２２では、外層側の層間絶縁層１０の表面に最外層の導体パターン１４が形成されていないことが特徴的である。よって、この多層プリント配線板２２は、実施例１，２とは異なり、永久レジスト１３もソルダーレジスト６も備えないものとなっている。
【００６２】ここで実施例３の多層プリント配線板２２を製造する手順を説明する。まず銅張積層板１７を出発材料として用い、実施例１の方法に準じて、内層側の層間絶縁層９に属するバイアホール１５を形成する工程まで実施する。バイアホール１５の端面には、厚さ５μｍの銅からなるめっき膜８が形成されている。次に内層側の層間絶縁層９の表面に、感光性エポキシ系の接着剤を塗布することによって、外層側の層間絶縁層１０を形成する。次に露光・現像を行うことによって、外層側の層間絶縁層１０に開口部としてのバイアホール形成用孔２４を形成する。続いて、無電解銅めっき浴を用いて、所定時間のあいだ無電解めっきを行う。すると、バイアホール形成用孔２４から露呈しためっき膜８のみを核として、銅めっきが析出し始める。そして、銅めっきによってバイアホール形成用孔２４が充填され、最終的には図１０１０に示されるようなマッシュルーム型バンプ２５が形成される。
【００６３】さて、実施例３の多層プリント配線板２２によると、外部接続端子であるバイアホール２３の開口部側の端面が外層側の層間絶縁層１０から隆起した状態となっている。従って、前記実施例２のときと同じく、ＬＳＩチップやパッケージ等のリードやバンプなどの接合が更に容易になる。
【００６４】また、この多層プリント配線板２２を用いてパッケージを構成すると、マッシュルーム型バンプ２５を外部接続端子として、同パッケージをマザーボードへ容易に実装することが可能となる。
【００６５】更に、最外層の導体パターン１４を設けない実施例３の構成によると、ソルダーレジスト６や永久レジスト１３を省略することができる。このため、多層プリント配線板２２の構成を簡単にすることができると共に、部品実装に適したフラットな外表面を得ることができる。そして、上記のような構成を採った場合、多層プリント配線板２２の外表面全体を部品の表面実装用のエリアとして利用することができる。
【００６６】そして、上記のような無電解銅めっきによる充填方法であると、外層側の層間絶縁層１０に形成されたバイアホール形成用孔２４を均一に充填することができるという利点がある。結果として、所望のバイアホール２３が比較的簡単に得られることとなる。なお、この方法によるとめっき膜８を核として銅めっき層２５を析出させることができる。ゆえに、無電解銅めっきの最初の析出のための触媒核が不要になるという利点がある。勿論、この場合においても、めっき膜８が存在していることから、その下に位置する銅ペースト７中の樹脂の溶解が防止される。
〔実施例４〕図１１には実施例４の多層プリント配線板２７が示されている。
【００６７】この多層プリント配線板２７は、実施例２の多層プリント配線板２０と同じく、外層側の層間絶縁層１０に属するバイアホール１６の凹部１６ａに銅ペースト７を充填したものである。但し、この多層プリント配線板２７では、■最外層の導体パターン１４及びソルダーレジスト６がない点、■めっきスルーホール２８にランドがない点が相違している。
【００６８】従って、上記のような構成を採る実施例３の場合、めっきスルーホール２８にランドがない分だけ、基材２上における配線エリアが増加するという利点がある。よって、基材２上に別に配線層を形成することができ、多層プリント配線板２７の小型化及び高密度化を一層推進するうえで極めて好都合である。また、この構成によると、めっきスルーホール２８の狭ピッチ化も可能なため、全体的なコンパクト化を図ることができるという利点がある。
【００６９】更に、最外層の導体パターン１４を設けない実施例４の構成によると、ソルダーレジスト６を省略できるため、構成を簡単にすることができ、かつ部品実装に適したフラットな外表面を得ることができる。そして、上記のような構成を採った場合、多層プリント配線板２２の外表面全体を部品の表面実装用のエリアとして利用することができる。
〔実施例５〕実施例５では、実施例１とほぼ同じ構成の多層プリント配線板１を多少異なる方法によって製造している。ここではその異なる部分の手順を主に説明する。
【００７０】まず実施例１の製造手順に準じて、図５に示されるように、開口部であるバイアホール形成用孔１９を有する内層側の層間絶縁層９を形成する工程まで実施する。次に、粗化処理を行うことなしにスパッタリングを行う。このスパッタリングによって、内層側の層間絶縁層９の全面に金属膜としてのスパッタ膜８を形成する。
【００７１】この場合、形成されるスパッタ膜８の厚さは０．０５μｍ〜２．０μｍ、特には０．１μｍ〜１．０μｍであることがよい。その理由は、めっき膜８のときとほぼ同じである。なお、本実施例では厚さ０．１μｍの銅からなるスパッタ膜８を形成することとしている。
【００７２】次に、前記スパッタ膜８の所定部分にめっきレジストを形成し、電気銅めっきを行う。この後、前記めっきレジストを剥離した後、フラッシュエッチによってスパッタ膜８のうちの不必要な部分のみを除去する。すると、図６に近い構成（即ち、永久レジスト１１が存在していない構成）になる。この後、実施例１の手順に従って、最終工程まで実施する。
【００７３】以上のような実施例５の製造方法であっても、前記実施例１と同等の作用効果を得ることができる。即ち、スパッタ膜８を設けたことによって、銅ペースト７がめっき液に直接晒されなくなるからである。特に、この製造方法の場合、厚さ０．１μｍの銅からなるスパッタ膜８を金属膜としているため、製造工程の長時間化を招くことなく確実な溶解防止を図ることができる。しかも、この方法の場合、通常の粗化処理工程が不要になるというメリットもある。
【００７４】なお、本発明は上記実施例のみに限定されることはなく、次のような構成に変更することが可能である。例えば、（ａ）空洞部５ａや凹部１５ａ，１６ａを充填するための充填材は、銅ペースト７に限定されることはない。例えば、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、金、銀などを含むペースト材、即ち銅以外の金属を含む導電性物質であっても良い。この場合、はんだ付け等の便宜等を考慮すると、少なくとも使用されるはんだの融点以上の融点を有する金属を選択することが望ましい。また、コスト性や導電性等を考慮すると、各実施例のような銅ペースト７が特に好ましいという結果になる。
【００７５】また、銅ペースト７等の充填に代わる方法として、例えば金属製のピンやプラグ等を挿入するという方法を採用しても良い。更に、銅ペースト７等やピン等によってめっきスルーホール５の空洞部５ａを孔埋めする場合、完全に空洞部５ａを埋めてしまうことは必ずしも要求されない。つまり、少なくともめっきスルーホール５の両端部が封止されれば足りるということになる。
【００７６】更に、充填材は必ずしも導電性物質に限られるわけではない。例えば、ソルダーレジストや層間絶縁層などを形成するための樹脂のように、従来公知の非導電性物質であってもよい。この場合、形成されるべき金属膜（めっき膜）８の厚さの好適範囲は５μｍ〜３０μｍである。金属膜８が薄すぎると、導通を充分に確保できなくなるおそれがあるからである。また、金属膜８が厚すぎると、めっき工程が長時間化し、充填材である樹脂に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
（ｂ）基材２は両面板に限定されることはなく、例えばマスラミネーション方式によって作製された多層板であっても良い。また、基材２は樹脂を主材とした基板に限定されるわけではない。その代わりとして、例えば銅、アルミニウム、鉄等の金属を主材としたものを使用しても良い。この種の金属製基材を選択すると、放熱性に優れた多層プリント配線板を実現することができる。このため、発熱量の大きなチップを多数個実装する場合などに好都合である。
【００７７】（ｃ）内層側及び外層側の層間絶縁層９，１０を形成するための接着剤は、必ずしも感光性エポキシでなくても良く、例えば感光性ポリイミド等に代えることも可能である。また、塗布された層間絶縁層にバイアホール形成用孔１９を形成する手段として、例えばレーザー光の照射等のように露光・現像以外の方法を選択しても良い。
【００７８】（ｄ）外層側の層間絶縁層１０に最外層の導体パターン１４を形成しない場合には、例えば樹脂フィラーなしの材料を使用することも可能である。
（ｅ）勿論、配線層３は基材２の片面のみであっても良い。また、必要に応じて配線層３を更に多層化した構成とすることも可能である。
【００７９】（ｆ）バイアホール１５，１６は、必ずしも実施例１，２等のように断面略円形状にする必要はなく、例えば断面楕円形状や断面矩形状等にしても良い。また、前記バイアホール１５，１６を全体的に溝状等にすることも可能である。なお、上記のような非円形状のバイアホールを形成する方法としては、感光性樹脂の露光・現像による方法が極めて適している。
【００８０】（ｇ）例えば、めっきスルーホール５とバイアホール１５，１６とをほぼ一直線上に配置してなる導体部分を、実装面側の発熱部品等と非実装面側のヒートシンクとをつなぐ放熱経路として利用することも可能である。このような構成であると、発熱部品とヒートシンクとを低熱抵抗かつ最短距離で接続することができるため、放熱効率が高くなるという利点がある。
【００８１】（ｈ）バイアホール１５，１６の凹部１５ａ，１６ａに対して銅ペースト７を充填した後、表面研磨を行うことが良い。このような表面研磨を行うと、バイアホール１５，１６の開口部側の端面をより一層平坦にすることができる。なお、表面研磨を行うことは、メタルマスクを使用せずに銅ペースト７を充填するとき等において好適である。
【００８２】（ｉ）実施例３のようにマッシュルーム型バンプ２５を備えるバイアホール２３に代えて、例えばストレートウォール型バンプを備えるものとしても良い。この場合、外層側の層間絶縁層１０上に所定の厚さのめっきレジストを形成した状態で無電解銅めっきを行った後、そのめっきレジストを剥離すれば良い。
【００８３】（ｊ）めっき膜８やスパッタ膜８を形成する金属として、例えば金、ニッケル、アルミニウム、クロム等の銅以外の金属を使用してもよい。但し、これらの金属のうちでも、銅は比較的安価でしかも導電性に優れるというメリットがある。
【００８４】ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施例及び別例によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
（１）請求項１〜５の製造方法によって得られた多層プリント配線板。この構成であると、パターン寸法精度や信頼性等に優れたものとなる。
【００８５】次に本明細書中において使用した技術用語■を以下のように定義する。
「■金属膜：充填材が導電性物質のときには、電解めっきまたは無電解めっきによって形成される薄い１μｍ〜７μｍ程度の銅めっき膜、ニッケルめっき膜、金めっき膜、アルミニウムめっき膜、クロムめっき膜等の各種金属めっき膜、または０．０５μｍ〜２μｍ程度の極めて薄い銅スパッタ膜、ニッケルスパッタ膜、金スパッタ膜、アルミニウムスパッタ膜、クロムスパッタ膜等の各種金属スパッタ膜等をいい、更に充填材が非導電性物質のときには、電解めっきまたは無電解めっきによって形成される５μｍ〜３０μｍ程度の銅めっき膜、ニッケルめっき膜、金めっき膜、アルミニウムめっき膜、クロムめっき膜等の各種金属めっき膜をいう。」
【００８６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記載の多層プリント配線板の製造方法によれば、配線自由度の向上、導体パターンの形成精度の向上、及び耐粗化液性や耐めっき液性等の改善による接続信頼性の向上を確実に図ることができる。特に請求項３〜５に記載の発明によれば、製造工程の長時間化を招くことなく確実な溶解防止を図ることができるため、より一層の接続信頼性の向上を図りながらも高コスト化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の多層プリント配線板を示す一部破断概略断面図である。
【図２】同じくその製造工程において、銅張積層板にパネルめっきを行った状態を示す一部破断概略断面図である。
【図３】同じくその製造工程において、めっきスルーホールの空洞部に銅ペーストが充填された状態を示す一部破断概略断面図である。
【図４】同じくその製造工程において、銅ペースト上にめっき膜が形成された状態を示す一部破断概略断面図である。
【図５】同じくその製造工程において、バイアホール形成用孔を有する内層側の層間絶縁層が形成された状態を示す一部破断概略断面図である。
【図６】同じくその製造工程において、永久レジストを配置して無電解銅めっきを行った状態を示す一部破断概略断面図である。
【図７】同じくその製造工程において、バイアホールの凹部に充填された銅ペースト上に更にめっき膜が形成された状態を示す一部破断概略断面図である。
【図８】同じくその製造工程において、バイアホールを有する外層側の層間絶縁層が形成された状態を示す一部破断概略断面図である。
【図９】実施例２の多層プリント配線板を示す一部破断概略断面図である。
【図１０】実施例３の多層プリント配線板を示す一部破断概略断面図である。
【図１１】実施例４の多層プリント配線板を示す一部破断概略断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、従来の多層プリント配線板の製造工程を示す一部破断概略断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、従来の多層プリント配線板の製造工程を示す一部破断概略断面図である。
【図１４】従来の多層プリント配線板を示す一部破断概略断面図である。
【図１５】従来の問題点を説明するための多層プリント配線板の部分破断拡大概略平面図である。
【符号の説明】
１，２０，２２，２７…多層プリント配線板、２…基材、５，２８…めっきスルーホール、７…充填材としての銅ペースト、８…金属膜としてのめっき膜（またはスパッタ膜）、９…絶縁層としての内層側の層間絶縁層、１０…絶縁層としての外層側の層間絶縁層、１５，１６，２３…有底孔（＝バイアホール）、１９，２４…開口部としてのバイアホール形成用孔。

【特許請求の範囲】
【請求項１】基材を貫通するように形成されためっきスルーホール内に充填材を充填する工程と、前記充填材上に金属膜を形成する工程と、少なくとも前記金属膜上に開口部を有する絶縁層を前記基材上に形成する工程とを行った後、前記絶縁層を化学的に粗化処理する工程及び前記開口部を含む領域にめっきを施す工程のうちの少なくともいずれかを行う多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】絶縁層に形成された有底孔内に充填材を充填する工程と、前記充填材上に金属膜を形成する工程と、少なくとも前記金属膜上に開口部を有する別の絶縁層を前記絶縁層上に形成する工程とを行った後、外層側となる絶縁層を化学的に粗化する工程及び前記開口部を含む領域にめっきを施す工程のうちの少なくともいずれかを行う多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】前記充填材は導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ１μｍ〜７μｍのめっき膜である請求項１または２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項４】前記充填材は非導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ５μｍ〜３０μｍのめっき膜である請求項１または２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項５】前記充填材は導電性物質であり、かつ前記金属膜は厚さ０．０５μｍ〜２μｍのスパッタ膜である請求項１または２に記載の多層プリント配線板の製造方法。

【図１】