特開 2024-9688 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】P2024009688

(43)【公開日】2024-01-23

(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 20060101AFI20240116BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 E

H05K3/46 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022111389

(22)【出願日】2022-07-11

(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】110003096

【氏名又は名称】弁理士法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】籠橋 進

(72)【発明者】

【氏名】古谷 俊樹

【テーマコード（参考）】

5E316

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA15

5E316AA32

5E316AA43

5E316CC04

5E316CC09

5E316CC32

5E316DD17

5E316DD24

5E316DD32

5E316DD33

5E316EE33

5E316FF03

5E316FF07

5E316FF12

5E316FF14

5E316GG15

5E316GG16

5E316GG17

5E316GG22

5E316GG23

5E316HH01

(57)【要約】

【課題】高速伝送に適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、第１導体層上に、樹脂絶縁層を形成することと、保護膜を形成することと、ビア導体用の開口を形成することと、前記開口内を洗浄することと、前記保護膜を除去することと、前記第１面と前記開口による露出面との上にシード層を形成することと、めっきレジストを形成することと、ほぼ均一な高さを有する電解めっき膜を形成することと、研磨により、前記電解めっき膜と前記めっきレジストとを薄くすることと、前記めっきレジストを除去することと、前記シード層を除去すること、とを含む。前記電解めっき膜を形成することは、前記めっきレジストの全上面を覆うことを含み、前記薄くすることは、前記電解めっき膜の厚みと前記めっきレジストの厚みをほぼ等しくすることを含む。
【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導体層上に、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第１導体層に至るビア導体用の開口を形成することと、
前記開口内をドライプロセス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の前記第１面から前記保護膜を除去することと、
前記保護膜を除去することの後に前記樹脂絶縁層の前記第１面と前記開口により露出する露出面との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と前記めっきレジストから露出する前記シード層との上にほぼ均一な高さを有する電解めっき膜を形成することと、
研磨により、前記電解めっき膜の厚みと前記めっきレジストの厚みとを薄くすることと、
前記薄くすることの後に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、
とを含むプリント配線板の製造方法であって、
前記電解めっき膜を形成することは、前記めっきレジストの全上面を覆うことを含み、
前記薄くすることは、前記電解めっき膜の厚みと前記めっきレジストの厚みをほぼ等しくすることを含む。

【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、
前記電解めっき膜を形成することで形成される前記シード層上の前記電解めっき膜の厚みは、前記めっきレジストの厚みより厚い。

【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、
さらに、前記保護膜を除去することの後に、前記樹脂絶縁層の前記第１面を洗浄することを含む。

【請求項4】

請求項３のプリント配線板の製造方法であって、
前記樹脂絶縁層は、樹脂と前記樹脂中に埋まっている複数の無機粒子とを含み、
前記第１面を洗浄することは、前記樹脂を選択的に除去することを含み、
前記選択的に除去することで前記樹脂の上面が形成されるとともに前記無機粒子から前記樹脂に部分的に埋まっている第１無機粒子が形成され、
前記第１無機粒子は、前記上面から突出する第１部分と前記樹脂に埋まっている第２部分とで形成され、
前記第１部分の頂部と前記上面との間の距離は５０ｎｍ以下である。

【請求項5】

請求項４のプリント配線板の製造方法であって、前記距離は２５ｎｍ以下である。

【請求項6】

請求項５のプリント配線板の製造方法であって、前記距離は１５ｎｍ以下である。

【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、
前記研磨により前記シード層上の前記電解めっき膜と前記めっきレジスト上の前記電解めっき膜は均等に削られる。

【請求項8】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、
前記開口内の前記電解めっき膜はビア導体を形成する。

【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、プリント配線板の製造方法を開示している。特許文献１の図１（ｆ）に示されるように、特許文献１の製造方法は、無電解銅めっき層の上面と耐めっき樹脂層の上面を研磨することを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－２５８４１０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、絶縁層の表面が粗化されている。そのため、絶縁層の表面は凹凸を有すると考えられる。特許文献１の技術では、絶縁層の表面上に配線導体が形成されている。そのため、絶縁層表面と接している配線導体の面は凹凸を有すると考えられる。その凹凸により、特許文献１の技術の配線導体を用いて電気信号が伝送されると、伝送ロスが大きいと考えられる。

【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導体層上に、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第１導体層に至るビア導体用の開口を形成することと、前記開口内をドライプロセス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の前記第１面から前記保護膜を除去することと、前記保護膜を除去することの後に前記樹脂絶縁層の前記第１面と前記開口により露出する露出面との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と前記めっきレジストから露出する前記シード層との上にほぼ均一な高さを有する電解めっき膜を形成することと、研磨により、前記電解めっき膜の厚みと前記めっきレジストの厚みとを薄くすることと、前記薄くすることの後に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、とを含む。前記電解めっき膜を形成することは、前記めっきレジストの全上面を覆うことを含み、前記薄くすることは、前記電解めっき膜の厚みと前記めっきレジストの厚みをほぼ等しくすることを含む。

【0006】

本発明の実施形態の製造方法では、ビア導体用の開口内をドライプロセスによって洗浄することの後に樹脂絶縁層の第１面から保護膜が除去される。ドライプロセス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面に凹凸が形成されない。そのため、樹脂絶縁層の第１面の上に形成されるシード層の面はほぼ平滑である。電気信号の伝送ロスが小さい。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伝送ロスを小さくすることができる。
本発明の実施形態の製造方法では、めっきレジストの全上面が電解めっき膜で覆われる。その後、研磨により、電解めっき膜をほぼ均一に薄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、各導体回路の厚みをほぼ均一にすることができる。

【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。

【図2J】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2K】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3A】参考例による電解めっき膜の研磨手法を模式的に示す断面図。

【図3B】実施形態のプリント配線板の製造方法による研磨手法を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜実施形態のプリント配線板＞
図１は実施形態のプリント配線板の製造方法により形成されるプリント配線板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１中の上面）と、第３面６と反対側の第４面８（図１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は銅によって形成される。第１導体層１０は、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。

【0011】

樹脂絶縁層２０は絶縁層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１中の上面）と、第１面２２と反対側の第２面２４（図１中の下面）を有する。樹脂絶縁層２０にはパッド１４を露出する開口２６が形成されている。樹脂絶縁層２０はエポキシ系樹脂Ｒと、エポキシ系樹脂Ｒの中に分散している複数の無機粒子Ｐで形成されている（後述の図２Ｅ参照）。樹脂Ｒの例は熱硬化性樹脂と光硬化性樹脂である。無機粒子Ｐは、例えば、シリカやアルミナである。

【0012】

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。開口２６の内壁面は凹凸を有する。

【0013】

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は銅によって形成される。第２導体層３０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。シード層３０ａは第１面２２に接している。

【0014】

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。

【0015】

＜実施形態のプリント配線板の製造方法＞
図２Ａ～図２Ｋ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２Ｋ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。

【0016】

図２Ｂに示されるように、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。

【0017】

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。

【0018】

図２Ｃ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。第１導体層１０のパッド１４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、二酸化炭素レーザ光、ＹＡＧレーザ光である。開口２６によりパッド１４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Ｒが飛散しても、第１面２２に樹脂Ｒが付着することが抑制される。

【0019】

図２Ｄ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（１次洗浄）は例えば四フッ化炭素を含むガスを用いるプラズマＤによって行われる。即ち１次洗浄はドライプロセスで行われる。１次洗浄はデスミア（ドライデスミア）処理を含む。プラズマＤにより、エポキシ系樹脂Ｒが選択的に除去される。プラズマＤは無機粒子Ｐよりエポキシ系樹脂Ｒを早く除去する。開口２６の内壁面はプラズマＤで荒らされる。開口２６の内壁面には凹凸が形成される。開口２６の内壁面は樹脂絶縁層２０を形成する樹脂Ｒと無機粒子Ｐで形成される。開口２６の内壁面から無機粒子Ｐが部分的に露出する。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Ｄの影響を受けない。

【0020】

図２Ｅに示されるように、樹脂絶縁層２０の第１面２２から保護膜５０が除去される。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。樹脂絶縁層２０のエポキシ系樹脂Ｒ内に分散されている無機粒子Ｐは、第１面２２から突出しない。

【0021】

図２Ｆに示されるように、樹脂絶縁層２０の第１面２２の洗浄（２次洗浄）が行われる。第１面２２を洗浄することにより樹脂絶縁層２０の上部の一部が除去される。第１面２２の２次洗浄は例えばアルゴンガスを用いるスパッタによって行われる。第１面２２の２次洗浄は酸素ガスを用いるスパッタで行ってもよい。２次洗浄は、保護膜５０と樹脂絶縁層２０との間の離型剤の除去を含む。スパッタにより、エポキシ系樹脂Ｒが選択的に除去される。樹脂Ｒの厚みが薄くなる。樹脂Ｒの上面２２′が形成される。いくつかの無機粒子Ｐは上面２２′から部分的に突出する。部分的に突出している無機粒子Ｐは第１無機粒子Ｐ′である。２次洗浄により、第１面２２の上にシード層３０ａが円滑に形成される。

【0022】

第１無機粒子Ｐ′は、上面２２′から突出する第１部分ＰＵと、樹脂Ｒに埋まっている第２部分ＰＬとで形成される。第１部分ＰＵの頂部と上面２２′との間の距離はｄである。２次洗浄後の第１面（第８面）Ｆは樹脂Ｒの上面２２′と第１部分ＰＵの露出面で形成される。距離ｄが５０ナノメートル以下の場合、第８面Ｆの凹凸が小さい。そのため、伝送ロスを小さくすることができる。距離ｄが２５ナノメートル以下の場合、凹凸が、さらに、小さい。そのため、シード層の抵抗を小さくすることができる。そのため、電解めっき膜の厚みのバラツキを小さくすることができる。距離ｄが１５ナノメートル以下の場合、凹凸がほぼない。そのため、シード層の厚みを小さくすることができる。微細な導体回路を形成することができる。

【0023】

保護膜５０が除去される時、離型剤が第１面２２にほぼ付着していないと、２次洗浄を省略することができる。２次洗浄が行われなくても、シード層３０ａと樹脂絶縁層２０との間の接着が確保される場合、２次洗浄を省略することができる。

【0024】

図２Ｇに示されるように、樹脂絶縁層２０の第８面Ｆ上にシード層３０ａが形成される。シード層３０ａは第８面Ｆに接している。２次洗浄が省略される場合、シード層３０ａは第１面２２上に形成される。以降の説明では、シード層３０ａは第８面Ｆ上に形成されている。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。シード層３０ａは銅で形成される。例えば銅をターゲットとするスパッタリング装置が用いられ、雰囲気ガスはアルゴンである。シード層３０ａは、開口２６から露出する露出面に形成される。露出面はパッド１４の上面と開口２６の内壁面である。

【0025】

図２Ｈに示されるように、シード層３０ａ上に厚みｈを有するめっきレジスト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（前述の図１参照）を形成するための開口６０ａを有する。

【0026】

図２Ｉに示されるように、めっきレジスト６０とめっきレジスト６０から露出するシード層３０ａの上に、電解めっき膜３０ｂが形成される。電解めっき膜３０ｂは、ほぼ均一な高さを有する。電解めっき膜３０ｂは開口２６を充填する。電解めっき膜３０ｂはめっきレジスト６０の全上面を完全に覆う。シード層３０ａ上の電解めっき膜３０ｂの厚みＨは、めっきレジスト６０の厚みｈより厚い。

【0027】

図２Ｊに示されるように、研磨により、電解めっき膜３０ｂの厚みＨ′とめっきレジスト６０の厚みｈ′がほぼ等しくなるように、電解めっき膜３０ｂとめっきレジスト６０が削られる。実施形態では、各導体回路を形成する電解めっき膜の厚みをほぼ均一にすることができる。研磨は、例えば化学機械研磨法（ＣＭＰ）により行われる。

【0028】

研磨時の挙動が図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明される。図３Ａは参考例を示す。図３Ａと図３Ｂに示されるように、研磨は研磨盤を用いて行われる。図３Ａでは、電解めっき膜がめっきレジストの上面を完全に覆っていない。そのため、図３Ａに示されるように、領域ａに形成されている電解めっき膜の面積は領域ｂに形成されている電解めっき膜の面積より大きい。研磨時の単位面積当たりの圧力が領域ａと領域ｂで比較されると、両者の大きさは異なる。そのため、電解めっき膜がめっきレジストの上面を完全に覆っていないと、均一に削ることは難しい。

【0029】

実施形態のプリント配線板２の製造方法では、電解めっき膜３ｂがめっきレジスト６０の上面を完全に覆っている（図２Ｉ参照）。そのため、図３Ｂの例では、研磨盤と電解めっき膜がほぼ均等に接する。図３Ａの例と実施形態が比較されると、実施形態では、電解めっき膜３０ｂの全体が均一な圧力を受ける。シード層３０ａ上の電解めっき膜３０ｂとめっきレジスト６０上の電解めっき膜３０ｂが、均等に削られる。

【0030】

図２Ｋに示されるように、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。ビア導体４０が形成される。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１参照）が得られる。

【符号の説明】

【0031】

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
２２′ ：上面
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
６０ａ ：開口
ａ ：電解めっき膜の領域
ｂ ：電解めっき膜の領域
Ｄ ：プラズマ
ｄ ：第１部分の頂部と樹脂の上面との間の距離
Ｆ ：２次洗浄後の第１面に相当する第８面
Ｈ ：電解めっき膜の厚み
Ｈ′ ：研磨後の電解めっき膜の厚み
ｈ ：めっきレジストの厚み
ｈ′ ：研磨後のめっきレジストの厚み
Ｌ ：レーザ光
Ｐ ：無機粒子
Ｐ′ ：第１無機粒子
ＰＬ ：第２部分
ＰＵ ：第１部分
Ｒ ：エポキシ系樹脂

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図2I】

【図2J】

【図2K】

【図3A】

【図3B】