特許 6474654 配線基板の製造方法

(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】6474654

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】配線基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/26 20060101AFI20190218BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20190218BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/26 F

   H05K3/18 G

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-52467(P2015-52467)

(22)【出願日】2015年3月16日

(65)【公開番号】特開2016-174042(P2016-174042A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年8月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142686

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 浩貴

(72)【発明者】

【氏名】福永 一範

(72)【発明者】

【氏名】溝口 憲

(72)【発明者】

【氏名】吉村 光平

(72)【発明者】

【氏名】園原 揚介

(72)【発明者】

【氏名】加藤 充

【審査官】 ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８６６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９３３７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／１０−３／２６

Ｈ０５Ｋ ３／３８

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層上にシード層となる第１の導体層を形成する工程と、
前記第１の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、
前記開口から露出した前記第１の導体層上に、電解めっきにより第２の導体層を形成する工程と、
前記第２の導体層の表面を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフにより研磨する工程と、
を有し、
前記レジスト層を除去した後に、前記第２の導体層の表面を研磨する
ことを特徴とする配線基板の製造方法。

【請求項2】

前記第２の導体層を前記表面から１０μｍ以上研磨することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。

【請求項3】

前記研磨時における前記セラミックバフと配線基板との相対速度は、１ｍ／分以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品を実装するための配線基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子や水晶振動子等の電子部品を実装できる配線基板がある。このような配線基板は、その表面に電子部品を実装するための接続端子（パッド）が形成されている。近年では、配線パターンの微細化が進んでいることもあり、配線基板の接続端子を含む配線層は、通常、セミアディティブ法により形成される。

【0003】

セミアディティブ法では、絶縁層上にシード層となる第１の導体層を形成した後、第１の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する。次いで、前記開口から露出した第１の導体層上に、電解めっきにより第２の導体層を形成した後、レジスト層を除去する。その後、レジスト層の除去により露出した第１の導体層を除去して接続端子を含む配線層を形成している。

【0004】

しかしながら、上記セミアディティブ法で配線層を形成した場合、シード層となる第１の導体層上に第２の導体層を電解めっきにより析出させる際に、第２の導体層の表面が丸みを帯びた形状となったり、配線層のパターン密度の違いにより第２の導体層の厚みにばらつきが生じたりする。配線基板の給電部から第２の導体層へ接続される導線は、配線基板内部の導体パターンにより異なる為、各パターン毎に電気抵抗に差が生じる。その為、電気抵抗の差により第２の導体層の析出速度が異なり厚みばらつきが生じる。この結果、配線基板に実装される電子部品（例えば、半導体素子や水晶振動子）との接合性に問題が生じることがある。また、第２の導体層の表面が丸みを帯びた形状であると、第２の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間がショートする虞がある。

【0005】

なお、セミアディティブ法により配線導体を形成する場合、下地金属層（第１の導体層）の上に電解銅めっき層（第２の導体層）を析出させる際に、電解銅めっき層の表面に金属粉等の異物を核として銅めっきが異常成長したノジュールと呼ばれる微笑突起が形成されることがある。このノジュールが形成されると、隣接する配線導体同士の間隔が狭くなって配線導体に対する電気的絶縁信頼性が低下したり、該配線導体上に積層される絶縁層やソルダーレジスト層の厚みが局所的に薄くなる虞がある。そこで、従来の配線基板の製造方法では、このノジュールを除去するために、電解銅めっき層の表面を番手が２０００〜６０００番の研磨シートをスポンジロールに巻回した研磨ロールにより研磨することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−４５９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１で提案される手法は、ノジュールを除去するために提案されたものであり研磨の条件が異なるため、第２の導体層の表面の丸みを除去したり、第２の導体層の厚みばらつきを効果的に低減することができない。また、第２の導体層表面に対する凹凸追従性の高い、例えば不織布バフのようなバフを使用した場合、配線層のパターンのエッジ部（角部）と平面部とで掛かる圧力が異なり、エッジ部の形状が崩れて配線層のパターン変形が発生する虞がある。

【0008】

本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造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】

【0009】

上記目的を達成すべく、本発明の配線基板の製造方法は、絶縁層上にシード層となる第１の導体層を形成する工程と、第１の導体層上に所定のパターンの開口を有するレジスト層を形成する工程と、開口から露出した第１の導体層上に、電解めっきにより第２の導体層を形成する工程と、第２の導体層の表面を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフにより研磨する工程とを有することを特徴とする。

【0010】

本発明の配線基板の製造方法によれば、電解めっきにより第２の導体層を形成した後、該第２の導体層の表面を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフにより研磨している。このため、配線層となる第２の導体層の表面を均一に研磨することができ、第２の導体層の表面が丸みを帯びた形状ではなく、平ら（フラット）になる。また、第２の導体層の厚み（高さ）ばらつきを低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性が向上する。また、第２の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間がショートする虞を低減することができる。

【0011】

本発明の配線基板の製造方法は、第２の導体層を表面から１０μｍ以上研磨することを特徴とする。このため、より確実に第２の導体層の表面を平ら（フラット）とすることができる。また、表面第２の導体層の厚み（高さ）ばらつきをより確実に低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性がさらに向上する。

【0012】

本発明の配線基板の製造方法は、研磨時におけるセラミックバフと配線基板との相対速度は、１ｍ／分以下であることを特徴とする。研磨時におけるセラミックバフと配線基板との相対速度を、１ｍ／分以下とすることで、研磨時に配線層となる第２の導体層が絶縁層から剥離したり、第２の導体層の表面を十分研磨できない虞を低減することができる。

【0013】

本発明の配線基板の製造方法は、レジスト層を除去した後に、第２の導体層の表面を研磨することを特徴とする。レジスト層を除去した後に第２の導体層の表面を研磨することで、セラミックバフがレジスト層により目詰まりすることを防止できる。目詰まりが発生した場合は、これを除去するためにセラミックバフ表面を研磨する必要があり、バフ寿命の低減となる。このため、セラミックバフが長寿命化される。

【発明の効果】

【0014】

以上説明したように、本発明によれば、半導体素子や水晶振動子等の電子部品との接合性を向上することができる配線基板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図2】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図3】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図4】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図5】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図6】実施形態に係る配線基板の製造工程図。

【図7】実施形態に係るセラミックバフの断面図。

【図8】実施形態に係るセラミックチップの側面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施形態）
図１〜図６は、実施形態に係る配線基板の製造工程図である。以下、図１〜図６を参照して実施形態に係る配線基板の製造方法について説明する。なお、本発明は、配線層の厚みが３０μｍ以上である配線基板の製造方法に適用することが好ましい。配線層の厚みを３０μｍ以上とすると配線層の厚みばらつきが生じやすく、また、配線層を構成する配線及び接続端子の表面形状が丸みを帯びやすくなるためである。

【0017】

初めに、配線基板を構成する絶縁層１１０上にシード層となる第１の導体層２１０を形成する（図１参照）。なお、第１の導体層２１０は、従来公知の手法、例えば、無電解銅めっき、スパッタ（ＰＶＤ）や真空蒸着等により形成することができる。

【0018】

次に、第１の導体層２１０上に所定のパターンの開口３１１を有する感光性樹脂からなるレジスト層３１０を形成する（図２参照）。ここで、レジスト層３１０の厚みＴ１は、６０μｍ以上とすることが好ましい。第２の導体層２２０を、厚みが４０μｍ以上となるまで形成するためである。

【0019】

次に、レジスト層３１０の非形成部分に電解銅めっきを行い、第２の導体層２２０を形成する（図３参照）。なお、第２の導体層２２０の厚みＴ２は、後述の研磨により薄くなることを考慮して４０μｍ以上とすることが好ましい。

【0020】

次に、レジスト層３１０をＫＯＨ等の剥離液を用いて剥離する（図４参照）。次いで、第２の導体層２２０の表面２２１を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフ４００により研磨する（図５参照）。

【0021】

番手が８００番未満では、セラミックバフ４００の目が粗すぎるため第２の導体層２２０が研磨により変形してしまう虞がある。また、番手が１５００番を超えると第２の導体層２２０の研磨に時間がかかり過ぎる虞や、研磨後の第２の導体層２２０の表面粗さが十分でない虞がある。

【0022】

なお、上記研磨では、第２の導体層２２０を表面２２１から１０μｍ以上研磨することが好ましい。第２の導体層２２０が厚いため、１０μｍ未満の研磨では、第２の導体層２２０の表面２２１から丸みを帯びた領域を除去することが難しいためである。

【0023】

また、研磨時におけるセラミックバフ４００と配線基板との相対速度は、１ｍ／分以下であることが好ましい。セラミックバフ４００と配線基板との相対速度が、１ｍ／分を超えると、第２の導体層２２０が絶縁層１１０から剥離したり、第２の導体層２２０の表面２２１が十分に研磨されない虞があるためである。

【0024】

図５に示すように、本実施形態では、配線基板を搬送用ベルトＶにより搬送している。つまり、本実施形態では、搬送用ベルトＶの送り速度を１ｍ／分以下とすることにより、研磨時におけるセラミックバフ４００と配線基板との相対速度を１ｍ／分以下としている。ここで、搬送用ベルトＶによる配線基板の送り方向αとセラミックバフ４００の回転方向βは、配線基板の送り方向αが紙面に向かって右向きの場合は、回転方向βを反時計周りとすることが好ましい。また、逆に、配線基板の送り方向αが紙面に向かって左向きの場合は、回転方向βを時計周りとすることが好ましい。セラミックバフ４００の回転方向を上記と逆にすると、配線基板の第２の導体層２２０をスムーズに研磨することができないためである。

【0025】

なお、図５では、搬送用ベルトＶにより配線基板側を搬送しているが、配線基板とセラミックバフ４００との相対速度が１ｍ／分以下となればよく、セラミックバフ４００側を動かしてもよい。また、配線基板とセラミックバフ４００の両方を動かすようにしてもよい。

【0026】

セラミックバフ４００による研磨終了後、第１の導体層２１０のうち第２の導体層２２０から露出している部分を除去し、電子部品（例えば、半導体素子や水晶振動子）との接続端子を含む配線層を得る（図６参照）。

【0027】

図７は、セラミックバフ４００の断面図である。図８は、セラミックチップ４２０の側面図である。図７に示すように、セラミックバフ４００は、スポンジロールの本体部４１０と、本体部４１０の外周面４００Ｆを覆うように配置された複数のセラミックチップ４２０とを備える。また、図８に示すように、各セラミックチップ４２０の表面４２０Ｆには、平均粒径が１〜１４μｍ程度のグリーンシリコンカーバイト（ＧＣ）の砥粒４２１が付着している。この実施形態では、硬度の高いグリーンシリコンカーバイト（ＧＣ）を研磨に用いることで、高い研磨レートと加工性を実現している。

【0028】

以上のように、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、絶縁層１１０上にシード層となる第１の導体層２１０を形成する工程と、第１の導体層２１０上に所定のパターンの開口３１１を有するレジスト層３１０を形成する工程と、開口３１１から露出した第１の導体層２１０上に、電解めっきにより第２の導体層２２０を形成する工程と、第２の導体層２２０の表面２２１を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフ４００により研磨する工程とを有している。

【0029】

本実施形態に係る配線基板の製造方法によれば、電解めっきにより第２の導体層２２０を形成した後、該第２の導体層２２０の表面２２１を、番手が８００〜１５００番のセラミックバフ４００により研磨している。このため、配線層となる第２の導体層２２０の表面２２１を均一に研磨することができ、第２の導体層２２０の表面が丸みを帯びた形状ではなく、平ら（フラット）になる。また、第２の導体層２２０の厚み（高さ）ばらつきを低減することができる。その結果、配線基板への電子部品（例えば、半導体素子や水晶振動子）の接合性が向上する。また、第２の導体層の表面にコートする半田等の接合材料が流れてしまい、接続端子間がショートする虞を低減することができる。

【0030】

また、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、第２の導体層２２０を表面から１０μｍ以上研磨している。このため、第２の導体層２２０の表面２２１の丸みを帯びた領域を除去して、第２の導体層２２０の表面２２１をより確実に平ら（フラット）とすることができる。また、第２の導体層２２０の厚み（高さ）ばらつきをより確実に低減することができる。その結果、配線基板への電子部品の接合性がさらに向上する。

【0031】

また、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、研磨時におけるセラミックバフ４００と配線基板との相対速度を１ｍ／分以下としている。このため、研磨時に配線層となる第２の導体層２２０が絶縁層１１０から剥離したり、第２の導体層２２０の表面２２１を十分研磨できない虞を低減することができる。

【0032】

さらに、本実施形態に係る配線基板の製造方法は、レジスト層３１０を除去した後に、第２の導体層２２０の表面２２１を研磨している。レジスト層３１０を除去した後に第２の導体層２２０の表面２２１を研磨することで、セラミックバフ４００がレジスト層３１０により目詰まりすることを防止できる。目詰まりが発生した場合は、これを除去するためにセラミックバフの表面を研磨する必要があり、バフ寿命の低減となる。この結果、セラミックバフ４００が長寿命化される。

【0033】

（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、多数の配線基板を一枚の配線基板から分割して得る多数個取り配線基板にも適用できる。本発明は、前記各形態の構造、形状のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて適宜に設計変更して具体化できる。

【符号の説明】

【0034】

１１０ 絶縁層
２１０ 第１の導体層（シード層）
２２０ 第２の導体層（電解めっき層）
３１０ レジスト層
４００ セラミックバフ
４１０ 本体部
４２０ セラミックチップ
Ｖ 搬送用ベルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】