特許 5779250 基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5779250

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/46 B

   H05K3/46 N

   H05K3/46 T

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-535781(P2013-535781)

(86)(22)【出願日】2011年9月30日

(86)【国際出願番号】JP2011072588

(87)【国際公開番号】WO2013046441

(87)【国際公開日】20130404

【審査請求日】2014年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000243906

【氏名又は名称】株式会社メイコー

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】瀧井 秀吉

(72)【発明者】

【氏名】種子 典明

(72)【発明者】

【氏名】道脇 茂

(72)【発明者】

【氏名】黒須 満帆

(72)【発明者】

【氏名】名屋 佑一郎

【審査官】 遠藤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１２１０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３４８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４０４３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両面に金属膜が貼り付けられた絶縁基材に対して前記金属膜を部分的に除去して内層回路を形成する内層回路形成工程と、
前記絶縁基材の両面それぞれに第１の絶縁樹脂をインクジェット方式によって塗布し、前記内層回路を部分的に露出するビアホールを有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、を備え、
前記絶縁層形成工程にて、前記ビアホールとなるべき位置を囲む位置であって前記内層回路のパターンの隙間から露出した前記絶縁基材の表面上に前記第１の絶縁樹脂と同一又は異なる粘度の樹脂を弾着させた後に硬化させて土手部を形成し、その後に前記第１の絶縁樹脂を更に塗布すると同時に前記ビアホールを形成することを特徴とする基板の製造方法。

【請求項2】

前記絶縁層形成工程にて、前記第１の絶縁樹脂を紫外線硬化性樹脂とし、前記第１の絶縁樹脂が前記絶縁基材の表面に弾着した直後に該弾着位置に紫外線を照射することを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。

【請求項3】

前記内層回路形成工程後であって前記絶縁層形成工程前に、前記内層回路が形成された前記絶縁基材の表面にコロナ処理又は低圧ＵＶ照射処理又はプラズマ処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。

【請求項4】

前記絶縁層形成工程の後、前記絶縁層の表面に導電性金属からなる外層回路を形成する外層回路形成工程と、
前記絶縁層の表面に第２の絶縁樹脂をインクジェット方式によって選択的な位置に塗布してレジスト層を形成するレジスト層形成工程と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット技術を用いた基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ビアホールの形成によって高密度接続が実現された多層基板（ＨＤＩ）を製造する場合、その絶縁層の形成においては、プリプレグと銅箔とを真空プレス等で積層硬化させ、そしてビアホール形成部分の銅箔をエッチング等で除去した後にレーザ加工によりビアホールを形成していた。あるいは、銅箔に表面処理を行って直接レーザ加工によりビアホールを形成していた。

【0003】

ビアホールを形成する他の方法としては、ワニス状のインク樹脂をスクリーン印刷又はカーテンコート又はロールコータ又はスプレー等により硬質のコア基板の両面全面に均一に塗布した後、露光と現像により形成したり（樹脂が感光性の場合）、プリプレグと同様にレーザにより形成したりするものがある（例えば特許文献１参照）。

【0004】

しかしながら、これらの方法では、レーザを用いる場合には高価なレーザ加工装置が必要である。また、レーザ加工条件によっては接続不良の原因となることもある。また、感光性樹脂を用いる場合は、当該樹脂は基板の絶縁層となる材料として必ずしも十分な特性を有してなく、材料選択の自由度がないものであり、基板に用いることができる感光性樹脂は一般的に高価である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１０２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、レーザや感光性樹脂を用いてビアホールを形成する方法に比べて、比較的安価であり製造工程を簡略化することができる基板の製造方法である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明では、両面に金属膜が貼り付けられた絶縁基材に対して前記金属膜を部分的に除去して内層回路を形成する内層回路形成工程と、前記絶縁基材の両面それぞれに第１の絶縁樹脂をインクジェット方式によって塗布し、前記内層回路を部分的に露出するビアホールを有する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、を備え、前記絶縁層形成工程にて、前記ビアホールとなるべき位置を囲む位置に前記第１の絶縁樹脂と同一又は異なる粘度の樹脂を弾着させた後に硬化させて土手部を形成し、その後に前記第１の絶縁樹脂を更に塗布すると同時に前記ビアホールを形成することを特徴とする基板の製造方法を提供する。

【0008】

好ましくは、前記絶縁層形成工程にて、前記第１の絶縁樹脂を紫外線硬化性樹脂とし、前記第１の絶縁樹脂が前記絶縁基材の表面に弾着した直後に該弾着位置に紫外線を照射する。

【0010】

好ましくは、前記内層回路形成工程後であって前記絶縁層形成工程前に、前記内層回路が形成された前記絶縁基材の表面にコロナ処理又は低圧ＵＶ照射処理又はプラズマ処理を施す。

【0011】

好ましくは、前記絶縁層形成工程の後、前記絶縁層の表面に導電性金属からなる外層回路を形成する外層回路形成工程と、前記絶縁層の表面に第２の絶縁樹脂をインクジェット方式によって選択的な位置に塗布してレジスト層を形成するレジスト層形成工程とをさらに備えた。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、インクジェット方式によって絶縁層を形成するので、絶縁層の形成と同時にビアホールを形成することができる。これにより、レーザ等により別途ビアホールを形成する工程が不要となり、比較的安価となり、製造工程を簡略化することができる。

【0013】

また、第１の絶縁樹脂を紫外線硬化性樹脂とし、この第１の絶縁樹脂が絶縁基材の表面に弾着した直後に、弾着位置に紫外線を照射することで、第１の絶縁樹脂が必要以上に濡れ広がることを防止できる。

【0014】

また、ビアホールとなるべき位置を囲む位置に第１の絶縁樹脂を弾着させた後に硬化させて土手部を形成し、その後に絶縁層を形成するため、土手部によりビアホールの位置が予め定まる。これにより、確実にビアホールを形成することができる。

【0015】

また、内層回路が形成された絶縁基材の表面にコロナ処理又は低圧ＵＶ照射処理又はプラズマ処理を施すことにより、絶縁基材の表面改質を行い、第１の絶縁樹脂に対する濡れ性を最適化することができる。特に、樹脂と銅が混在しているような絶縁基材に対してはこのような濡れ性の最適化を行うことは有用である。装置の価格やランニングコスト等を考慮するとコロナ処理が好ましい。

【0016】

また、インクジェット方式によってレジスト層を形成することで、ビアホール部分が開口したレジスト層を形成することができ、別途レジストに対してビアホール部分を開口させるための工程が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図2】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図3】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図4】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図5】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図6】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図7】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図8】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図9】本発明に係る基板の製造方法を順番に示す概略図である。

【図10】土手部を形成した場合の例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明に係る基板の製造方法は、まず内層回路形成工程を行う。内層回路形成工程は、まず図１に示すように、両面に金属膜１が貼り付けられた絶縁基材２を準備する。金属膜１は例えば銅箔である。そして、図２に示すように、金属膜１を部分的に除去してパターン形成された内層回路３を形成する。

【0019】

次に、絶縁層形成工程を行う。絶縁層形成工程では、図３に示すように、絶縁基材２の両面それぞれに第１の絶縁樹脂４をインクジェット方式によって塗布して絶縁層５が形成される。第１の絶縁樹脂４は、公知のインクジェット装置を用いて噴出装置８のノズル７から噴出され、絶縁基材２（又は内層回路３）上に弾着する。ノズル７は絶縁基材２に対して一方向に移動する（図３の矢印Ａ方向）。このとき、インクジェット方式の特性を利用して、第１の絶縁樹脂４は選択的に絶縁基材２上に弾着され、同時にビアホール６が形成される。このビアホール６は、内層回路３を部分的に露出する位置に形成される。したがって、第１の絶縁樹脂を塗布して絶縁層５を形成すると同時にビアホール６が形成される。このように、インクジェット方式によって絶縁層５を形成すれば、レーザ等により別途ビアホール６を形成する工程が不要となり、比較的安価となり、製造工程を簡略化することができる。この絶縁層５は絶縁基材２の片面ごとに形成され、最終的に両面に形成される。この工程を経ると、図４に示すように、ビアホール６が形成された絶縁層５が形成される。

【0020】

このときのビアホール６の形成に際し、ビア底のデスミア処理は不要である。上述したように、レーザ等を用いてビアホール６を形成した場合には、ビア底にスミアが発生するため、ビア底における接続不良を防ぐためにデスミア処理が必要である。しかしながら絶縁層５とビアホール６とを同時に形成するような本発明は、このようなスミアの発生はないため、デスミア処理が不要となる。特にインクジェット方式を用いれば、紫外線ですぐに硬化させながら絶縁層５形成するため、液流れや絶縁層５の形状が崩れることはない。また、液滴の大きさやピッチを変更することで、小径（μｍサイズ）のビアホール６の形成が可能となる。このような効果は、スクリーン印刷を用いて絶縁層５とビアホール６とを同時に形成する場合と比較して特に有利である。すなわち、スクリーン印刷では絶縁層の硬化までに時間がかかるため、液流れや絶縁層の形状が崩れるおそれがある。また、スクリーン印刷では小径のビアホールを形成することが困難である。

【0021】

ビアホール６を精度よく、あるいは小径のビアホール６を形成するには、インクジェット方式による第１の絶縁樹脂４の液滴を小さくして解像度を上げることが必要である。この方法としては、インクジェットヘッドのノズルピッチを単純に小さくする方法がある。あるいは、複数のノズルヘッドを組み合わせてノズル位置をずらして配置するか、ヘッドをヘッドの進行方向に対して斜めに取付けて実質のノズルピッチを小さくする方法等がある。このような方法を用いる場合は、液滴の射出タイミングをずらして弾着させる必要があるため、装置を制御するコンピュータ及びそのプログラムで対応可能とする必要がある。

【0022】

また、インクジェット方式に対応するため、射出塗布される第１の絶縁樹脂４は、インクジェット装置で使用できる粘度ものを用いる。特に、絶縁層５を形成する第１の絶縁樹脂４が絶縁基材２及び内層回路３の両方に着弾した際の濡れ広がり性が重要である。濡れ広がり性が大きいと、第１の絶縁樹脂４が形成すべきビアホール６内や絶縁基材２の外側に流れ出てしまい、解像度を劣化させる要因となる。あるいは、塗布厚みの制御が困難になる。濡れ広がり性が小さいと、極端な場合液滴が玉状に残存したまま硬化されたり、液をはじいたりしてしまう。

【0023】

この濡れ広がり性を最適にするには、第１の絶縁樹脂４が塗布される絶縁基材２の濡れ性を最適化すればよい。特に、本発明が前提としている樹脂（絶縁基材２）と銅（内層回路３）が混在しているような絶縁基材２に対してはこのような濡れ性の最適化を行うことは有用である。この最適化は、内層回路形成工程後であって絶縁層形成工程前に、内層回路３が形成された絶縁基材２の表面にコロナ処理又は低圧ＵＶ照射処理又はプラズマ処理を施せばよい。これにより、絶縁基材２の表面改質を行い、第１の絶縁樹脂４に対する濡れ性を最適化することができる。装置の価格やランニングコスト等を考慮するとコロナ処理が好ましい。

【0024】

また、インクジェット装置にはさらに紫外線を照射するための照射装置９が備わり、この照射装置９は移動方向Ａに対して噴出装置８に追従して移動可能である。具体的には、インクジェット装置のインクジェットヘッドの延長上に照射装置９を取付け、インクジェットヘッドが動く構造の場合、同時に照射装置９も動く構造とする。第１の絶縁樹脂４を紫外線硬化性樹脂とすれば、第１の絶縁樹脂４が絶縁基材２の表面に弾着した直後にこの弾着位置に紫外線Ｐが照射されることになる。これにより、第１の絶縁樹脂４は硬化あるいは半硬化し、第１の絶縁樹脂４が必要以上に濡れ広がることを防止できる。この硬化は、少なくとも樹脂４が流れない程度に固まっていればよい。このように、樹脂４を弾着直後に硬化させることで、絶縁基材２に対して片面ずつ塗布する場合必要となるプリキュア工程が不要となる。なお、第１の絶縁樹脂４を紫外線及び熱硬化性の樹脂とし、絶縁層５を形成した後熱処理を行って第１の絶縁樹脂４を硬化させれば好ましい。

【0025】

また、絶縁層形成工程にて、上述したように、絶縁基材２には内層回路３が形成されているため、凹凸形状となっている。このような箇所にスクリーン印刷等を行うと、印刷後の表面にも凹凸形状が残ってしまう。本発明が適用するインクジェット方式では、凹凸形状の凹部分を狙ってより多くの樹脂を塗布できるので、表面の均一化が可能である。

【0026】

また、絶縁層形成工程をするに際し、ビアホール６となるべき位置を囲む位置に第１の絶縁樹脂４を弾着させ、これを硬化させて土手部１０（図１０参照）を形成し、その後に絶縁層５を形成してもよい。具体的には、ビアホール６となるべき位置の周囲に数ドット（液滴）を塗布して土手部１０を形成し、この土手部１０を硬化させてから土手部１０の外側（ビアホール６を形成しない側）に対して第１の絶縁樹脂４を塗布する。この場合、土手部１０を塗布する樹脂と、その後に塗布する樹脂の粘度を変える等して平坦化させることも可能である。このような土手部１０を形成し、その後に絶縁層５を形成すれば、土手部１０によりビアホール６の位置が予め定まる。これにより、確実にビアホール６を形成することができる。また、実装や使用に際して部分的に絶縁層５を厚くしたい場合にも適用できる。

【0027】

また、第１の絶縁樹脂４の塗布方法としては、１回目の塗布で飛び飛びに着弾させてこれを乾燥し、２回目の塗布でこれらの隙間を狙って着弾させる方法がある。

【0028】

ビルドアップ絶縁層のように、ある程度の厚み（４０μｍ〜８０μｍ程度）の樹脂層を形成する場合であって、特に解像度を上げるために液滴を小さくした場合には、必要な絶縁層厚は１回の塗布だけでは得られない。この場合は、複数回の塗布を行うか、又はヘッドを複数搭載して必要な厚みを得る方法があるが、塗布しない開口部の形状を保つには１回塗布したら紫外線等である程度硬化させ形状を保持させてから２回目以降を塗布する方法がよい。

【0029】

上述した絶縁層形成工程の後、外層回路形成工程を行う。この外層回路形成工程は、図５に示すように、絶縁層５及び絶縁基材２を貫通するスルーホール１１を形成する。このスルーホールは、ドリルビット等を用いて形成される。そして、めっき処理を行い、図６に示すように、絶縁層５の表面、スルーホール１１の内面、ビアホール６の内表面にめっき膜１２を形成する。このめっき膜１２は、導電性金属からなり、例えば銅である。そして、エッチング等を用いてめっき膜１２を部分的に除去し、図７に示すように、絶縁層５の表面に外層回路１３を形成する。

【0030】

そして、レジスト層形成工程を行う。このレジスト層形成工程は、図８に示すように、第２の絶縁樹脂１４をインクジェット方式によって外層回路１３に対し、選択的に塗布するものである。一般的には、少なくともビアホール６やスルーホール１１を残して塗布される。この第２の絶縁樹脂１４が外層回路１３上に塗布され、レジスト層１５が形成される。このようにレジスト層１５の形成にもインクジェット方式を用いることで、ビアホール部分が開口したレジスト層（ソルダレジスト）１５を形成することができ、別途レジストに対してビアホール部分を開口させるための工程が不要となる。インクジェット方式での第２の絶縁樹脂１４の塗布については、上述した第１の絶縁樹脂４と同様の方法を用いることができ、同様の効果を得ることができる。

【0031】

以上説明したように、本発明は、インクジェットによる選択的な絶縁樹脂の塗布により、ビルドアップ基板（ＨＤＩ）の絶縁層５やレジスト層１５を形成するものである。絶縁層５の形成時にはビアホール６にインクジェット液滴が塗布されないように、レジスト層１５の形成時にはビアホール６に対応する部分等にインクジェット液滴が塗布されないように、その塗布範囲をインクジェットの印刷データとして予め用意しておく。これにより、絶縁層５やレジスト層１５の形成と同時にビアホール６やレジストの開口を設けることができ、工程が簡略化され、安価なビルドアップ基板を製造できる。

【符号の説明】

【0032】

１ 金属膜
２ 絶縁基材
３ 内層回路
４ 第１の絶縁樹脂
５ 絶縁層
６ ビアホール
７ ノズル
８ 噴出装置
９ 照射装置
１０ 土手部
１１ スルーホール
１２ めっき膜
１３ 外層回路
１４ 第２の絶縁樹脂
１５ レジスト層
Ｐ 紫外線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】