特開 2023-117532 プリント配線板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023117532

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】プリント配線板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20230817BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 N

H05K3/46 G

H05K1/11 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020142

(22)【出願日】2022-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122622

【弁理士】

【氏名又は名称】森 徳久

(72)【発明者】

【氏名】石田 敦

(72)【発明者】

【氏名】野村 健太

【テーマコード（参考）】

5E316

5E317

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA12

5E316AA32

5E316AA43

5E316BB02

5E316CC02

5E316CC09

5E316CC32

5E316DD17

5E316DD24

5E316DD33

5E316FF03

5E316FF07

5E316FF14

5E316FF17

5E316GG15

5E316GG16

5E316GG17

5E316HH01

5E317AA11

5E317AA24

5E317BB02

5E317BB12

5E317CC25

5E317CC33

5E317GG11

(57)【要約】

【課題】高い品質を有するプリント配線板を製造するための製造方法の提供。
【解決手段】プリント配線板の製造方法は、導体回路を有する第１導体層を形成することと、前記第１導体層の表面を覆う窒化ケイ素層を形成することと、前記窒化ケイ素層を形成することの後に、第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する樹脂絶縁層を前記第２面と前記第１導体層が対向するように前記第１導体層上に形成することと、前記樹脂絶縁層の前記第１面上に保護膜を形成することと、前記樹脂絶縁層を貫通し前記窒化ケイ素層に至るビア導体用の開口を形成することと、前記開口内をプラズマによって洗浄することと、前記洗浄することの後に前記樹脂絶縁層から前記保護膜を除去することと、前記樹脂絶縁層の前記第１面上に第２導体層を形成することと、前記開口に前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体を形成すること、とを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体回路を有する第１導体層を形成することと、
前記第１導体層の表面を覆う窒化ケイ素層を形成することと、
前記窒化ケイ素層を形成することの後に、第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する樹脂絶縁層を前記第２面と前記第１導体層が対向するように前記第１導体層上に形成することと、
前記樹脂絶縁層の前記第１面上に保護膜を形成することと、
前記樹脂絶縁層を貫通し前記窒化ケイ素層に至るビア導体用の開口を形成することと、
前記開口内をプラズマによって洗浄することと、
前記洗浄することの後に前記樹脂絶縁層から前記保護膜を除去することと、
前記樹脂絶縁層の前記第１面上に第２導体層を形成することと、
前記開口に前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体を形成すること、とを含むプリント配線板の製造方法。

【請求項2】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記洗浄することは、前記開口から露出する前記窒化ケイ素層を除去することを含む。

【請求項3】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記第２導体層を形成することは、前記樹脂絶縁層の前記第１面上にシード層を形成することと、前記シード層上にめっきレジストを形成することと、前記めっきレジストから露出する前記シード層上に電解めっき膜を形成することと、前記めっきレジストを除去することと、前記電解めっき膜から露出する前記シード層を除去すること、とを含み、前記シード層はスパッタによって形成される。

【請求項4】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記開口を形成することは、レーザ光を用いて前記保護膜と前記樹脂絶縁層を同時に貫通することを含む。

【請求項5】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記樹脂絶縁層の前記第１面を荒らすことは行われない。

【請求項6】

請求項３のプリント配線板の製造方法であって、前記シード層を形成することの前に前記樹脂絶縁層の前記第１面を荒らすことは行われない。

【請求項7】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記第２導体層は第１信号配線と第２信号配線によって形成されるペア配線を含む。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書によって開示される技術は、プリント配線板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、基板上に導体回路と層間樹脂絶縁層を順次積層することと、導体回路の表面の少なくとも一部に、トリアジン化合物を含む層を形成することを含む多層プリント配線板の製造方法を開示する。特許文献１の方法は、導体回路上の層間樹脂絶縁層にレーザでバイアホールを形成することと、開口内をプラズマによってデスミア処理することを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２０３４６２号公報

【発明の概要】

【0004】

［特許文献１の課題］
特許文献１の技術では、デスミア時にプラズマの影響で層間樹脂絶縁層の上面に凹凸が形成されると考えられる。その結果、層間樹脂絶縁層の上面近傍部分の比誘電率の標準偏差が大きくなると考えられる。層間樹脂絶縁層の上面近傍部分上に複数の信号配線が形成される場合、信号配線間の電気信号の伝搬速度の差が大きくなると考えられる。特許文献１の技術で形成されるプリント配線板では大きいノイズが発生すると考えられる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のプリント配線板の製造方法は、導体回路を有する第１導体層を形成することと、前記第１導体層の表面を覆う窒化ケイ素層を形成することと、前記窒化ケイ素層を形成することの後に、第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する樹脂絶縁層を前記第２面と前記第１導体層が対向するように前記第１導体層上に形成することと、前記樹脂絶縁層の前記第１面上に保護膜を形成することと、前記樹脂絶縁層を貫通し前記窒化ケイ素層に至るビア導体用の開口を形成することと、前記開口内をプラズマによって洗浄することと、前記洗浄することの後に前記樹脂絶縁層から前記保護膜を除去することと、前記樹脂絶縁層の前記第１面上に第２導体層を形成することと、前記開口に前記第１導体層と前記第２導体層を接続するビア導体を形成すること、とを含む。

【0006】

本発明の実施形態の製造方法では、第１導体層の表面を覆う窒化ケイ素層が形成される。第１導体層と樹脂絶縁層の密着性が向上する。プラズマによる洗浄が行われている間、樹脂絶縁層の第１面は保護膜で保護される。第１面がプラズマで荒らされない。樹脂絶縁層の第１面近傍部分の比誘電率の標準偏差が大きくなることが抑制される。第２導体層が２つの信号配線を含む場合、信号配線間の電気信号の伝搬速度の差を小さくすることができる。実施形態の製造方法によって形成されるプリント配線板ではノイズが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態のプリント配線板を模式的に示す断面図。

【図2A】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2B】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2C】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2D】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2E】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2F】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2G】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2H】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【図2I】実施形態のプリント配線板の製造方法を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［実施形態］
図１は実施形態のプリント配線板２を示す断面図である。図１に示されるように、プリント配線板２は、絶縁層４と第１導体層１０と樹脂絶縁層２０と第２導体層３０とビア導体４０とを有する。

【0009】

絶縁層４は熱硬化性樹脂を用いて形成される。絶縁層４は光硬化性樹脂でも良い。絶縁層４はシリカ等の無機粒子を含んでもよい。絶縁層４は、ガラスクロス等の補強材を含んでもよい。絶縁層４は、第３面６（図中の上面）と第３面６と反対側の第４面８（図中の下面）を有する。

【0010】

第１導体層１０は絶縁層４の第３面６上に形成されている。第１導体層１０は信号配線１２とパッド１４を含む。図に示されていないが、第１導体層１０は信号配線１２とパッド１４以外の導体回路も含んでいる。第１導体層１０は主に銅によって形成される。第１導体層１０は、絶縁層４上のシード層１０ａとシード層１０ａ上の電解めっき膜１０ｂで形成されている。シード層１０ａは第３面６上の第１層１１ａと第１層１１ａ上の第２層１１ｂで形成されている。第１層１１ａは銅とケイ素とアルミニウムを含む合金（銅合金）で形成されている。第２層１１ｂは銅で形成されている。電解めっき膜１０ｂは銅で形成されている。第１層１１ａは絶縁層４に接している。

【0011】

第１導体層１０の表面は第１表面と第２表面で形成される。第１表面は開口２６から露出していて、窒化ケイ素層１００で覆われていない。第２表面は第１表面以外の部分であって、窒化ケイ素層１００で覆われている。第１導体層１０から露出する絶縁層４の第３面は窒化ケイ素層１００で覆われている。

【0012】

樹脂絶縁層２０は、窒化ケイ素層１００を介し絶縁層４の第３面６と第１導体層１０上に形成されている。樹脂絶縁層２０は第１面２２（図中の上面）と第１面２２と反対側の第２面２４（図中の下面）を有する。樹脂絶縁層２０の第２面２４は第１導体層１０と対向する。樹脂絶縁層２０はパッド１４を露出する開口２６を有している。樹脂絶縁層２０はエポキシ系樹脂とエポキシ系樹脂内に分散されている無機粒子で形成されている。樹脂の例は熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂である。無機粒子は、例えば、シリカやアルミナである。

【0013】

樹脂絶縁層２０の第１面２２には凹凸が形成されていない。第１面２２は荒らされていない。第１面２２は平滑に形成されている。一方、開口２６の内壁面は凹凸を有する。樹脂絶縁層２０の厚さは、第２導体層３０の厚さの２倍以上である。樹脂絶縁層２０の厚さは第１面２２と第１導体層１０の上面の間の距離である。

【0014】

第２導体層３０は樹脂絶縁層２０の第１面２２上に形成されている。第２導体層３０は第１信号配線３２と第２信号配線３４とランド３６とを含む。図に示されていないが、第２導体層３０は第１信号配線３２と第２信号配線３４とランド３６以外の導体回路も含んでいる。第１信号配線３２と第２信号配線３４はペア配線を形成している。第２導体層３０は主に銅によって形成される。第２導体層３０は、第１面２２上のシード層３０ａとシード層３０ａ上の電解めっき膜３０ｂで形成されている。シード層３０ａは第１面２２上の第１層３１ａと第１層３１ａ上の第２層３１ｂで形成されている。第１層３１ａは銅とケイ素とアルミニウムを含む合金（銅合金）で形成されている。第２層３１ｂは銅で形成されている。電解めっき膜３０ｂは銅で形成されている。第１層３１ａは第１面２２に接している。

【0015】

ビア導体４０は開口２６内に形成されている。ビア導体４０は第１導体層１０と第２導体層３０を接続する。図１ではビア導体４０はパッド１４とランド３６を接続する。ビア導体４０はシード層３０ａとシード層３０ａ上の電解めっき膜３０ｂで形成されている。

【0016】

［実施形態のプリント配線板２の製造方法］
図２Ａ～図２Ｉは実施形態のプリント配線板２の製造方法を示す。図２Ａ～図２Ｉは断面図である。図２Ａは絶縁層４と絶縁層４の第３面６上に形成されている第１導体層１０を示す。第１導体層１０はセミアディティブ法によって形成される。

【0017】

図２Ｂに示されるように、第１導体層１０の表面と第１導体層１０から露出する絶縁層４の第３面上に窒化ケイ素層１００が形成される。窒化ケイ素層１００はプラズマＣＶＤ法によって形成される。改変例では窒化ケイ素層１００は熱ＣＶＤ法または光ＣＶＤ法で形成される。

【0018】

図２Ｃに示されるように、窒化ケイ素層１００で覆われている絶縁層４と第１導体層１０上に樹脂絶縁層２０と保護膜５０が形成される。樹脂絶縁層２０の第２面２４が窒化ケイ素層１００を介して絶縁層４の第３面６と対向している。樹脂絶縁層２０の第１面２２上に保護膜５０が形成されている。

【0019】

保護膜５０は樹脂絶縁層２０の第１面２２を完全に覆っている。保護膜５０の例は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルムである。保護膜５０と樹脂絶縁層２０との間に離型剤が形成されている。

【0020】

図２Ｄに示されるように、保護膜５０の上からレーザ光Ｌが照射される。レーザ光Ｌは保護膜５０と樹脂絶縁層２０を同時に貫通する。パッド１４を覆う窒化ケイ素層１００に至るビア導体用の開口２６が形成される。レーザ光Ｌは例えばＵＶレーザ光、ＣＯ２レーザ光である。レーザ光Ｌによっては窒化ケイ素層１００が完全に除去されない。開口２６によりパッド１４を覆う窒化ケイ素層１００が露出される。開口２６が形成される時、第１面２２は保護膜５０で覆われている。そのため、開口２６が形成される時、樹脂が飛散しても、第１面２２に樹脂が付着することが抑制される。

【0021】

図２Ｅに示されるように、開口２６内が洗浄される。開口２６内を洗浄することにより開口２６から露出する窒化ケイ素層１００が除去される。開口２６からパッド１４が露出する。開口２６形成時に発生する樹脂残渣が除去される。開口２６内の洗浄はプラズマによって行われる。即ち洗浄はドライプロセスで行われる。洗浄はデスミア処理を含む。樹脂絶縁層２０の第２面２４とパッド１４の間に形成されている窒化ケイ素層１００は除去されない。そのため、樹脂絶縁層２０の第２面２４とパッド１４の間に隙間が形成されない。プラズマにより、エポキシ系樹脂が選択的に除去されることにより、開口２６の内壁面はプラズマで荒らされる。開口２６の内壁面は樹脂絶縁層２０を形成する樹脂と無機粒子で形成される。一方、樹脂絶縁層２０の第１面２２は保護膜５０で覆われている。第１面２２はプラズマの影響を受けない。樹脂絶縁層２０の第１面２２には凹凸が形成されない。第１面２２は荒らされない。第１面２２は平滑に形成されている。

【0022】

図２Ｆに示されるように、樹脂絶縁層２０から保護膜５０が除去される。保護膜５０除去後、樹脂絶縁層２０の第１面２２を荒らすことは行われない。

【0023】

図２Ｇに示されるように、樹脂絶縁層２０の第１面２２上にシード層３０ａが形成される。シード層３０ａはスパッタによって形成される。シード層３０ａの形成はドライプロセスで行われる。第１層３１ａが第１面２２上に形成される。同時に、開口２６から露出する内壁面とパッド１４上に第１層３１ａが形成される。その後、第１層３１ａ上に第２層３１ｂが形成される。シード層３０ａは開口２６から露出するパッド１４の上面と開口２６の内壁面にも形成される。第１層３１ａは銅とケイ素とアルミニウムを含む合金で形成される。第２層３１ｂは銅で形成される。

【0024】

図２Ｈに示されるように、シード層３０ａ上にめっきレジスト６０が形成される。めっきレジスト６０は、第１信号配線３２と第２信号配線３４とランド３６（図１）を形成するための開口を有する。

【0025】

図２Ｉに示されるように、めっきレジスト６０から露出するシード層３０ａ上に電解めっき膜３０ｂが形成される。電解めっき膜３０ｂは銅で形成される。電解めっき膜３０ｂは開口２６を充填する。第１面２２上のシード層３０ａと電解めっき膜３０ｂによって、第１信号配線３２と第２信号配線３４とランド３６が形成される。第２導体層３０が形成される。開口２６内のシード層３０ａと電解めっき膜３０ｂによって、ビア導体４０が形成される。ビア導体４０は、パッド１４とランド３６を接続する。第１信号配線３２と第２信号配線３４はペア配線を形成する。

【0026】

その後、めっきレジスト６０が除去される。電解めっき膜３０ｂから露出するシード層３０ａが除去される。第２導体層３０とビア導体４０は同時に形成される。実施形態のプリント配線板２（図１）が得られる。

【0027】

実施形態の製造方法によると、第１導体層１０と樹脂絶縁層２０との間に窒化ケイ素層１００が形成される。窒化ケイ素層１００は接着層として機能する。窒化ケイ素層１００によって第１導体層１０と樹脂絶縁層２０が接着される。第１導体層１０と樹脂絶縁層２０の密着性が向上する。

【0028】

実施形態の製造方法によると、樹脂絶縁層２０に開口２６が形成される時、樹脂絶縁層２０の第１面２２は保護膜５０で覆われている。開口２６内がプラズマによって洗浄される時、樹脂絶縁層２０の第１面２２は保護膜５０で覆われている（図２Ｅ参照）。プラズマによる洗浄が行われている間、第１面２２は保護膜５０で保護される。そのため、第１面２２に凹凸が形成されることが防止される。樹脂絶縁層２０の第１面２２近傍部分の比誘電率の標準偏差が大きくなることが抑制される。第１面２２の比誘電率は場所によって大きく変わらない。第２導体層３０が第１信号配線３２と第２信号配線３４を有しても、第１信号配線３２で伝達される電気信号の伝搬速度と第２信号配線３４で伝達される電気信号の伝搬速度間の差を小さくすることができる。実施形態の製造方法によって形成されるプリント配線板２ではノイズが抑制される。実施形態のプリント配線板２にロジックＩＣが実装されても、第１信号配線３２で伝達されるデータと第２信号配線３４で伝達されるデータがロジックＩＣにほぼ遅延なく到達する。ロジックＩＣの誤動作を抑制することができる。第１信号配線３２の長さと第２信号配線３４の長さが５ｍｍ以上であっても、両者の伝搬速度の差を小さくすることができる。第１信号配線３２の長さと第２信号配線３４の長さが１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であっても、ロジックＩＣの誤動作を抑制することができる。実施形態の製造方法によれば、高い品質を有するプリント配線板２が提供される。

【0029】

［実施形態の別例］
実施形態の別例では、シード層１０ａの第１層１１ａは、銅と第２元素で形成されている。第２元素は、ケイ素、アルミニウム、チタン、ニッケル、クロム、炭素、酸素、スズ、カルシウムの中から選ばれる。

【符号の説明】

【0030】

２ ：プリント配線板
４ ：絶縁層
１０ ：第１導体層
１２ ：信号配線
１４ ：パッド
２０ ：樹脂絶縁層
２２ ：第１面
２４ ：第２面
２６ ：開口
３０ ：第２導体層
３０ａ ：シード層
３０ｂ ：電解めっき膜
３２ ：第１信号配線
３４ ：第２信号配線
３６ ：ランド
４０ ：ビア導体
５０ ：保護膜
６０ ：めっきレジスト
１００ ：窒化ケイ素層
Ｌ ：レーザ光

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図2I】