米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> イビデン株式会社

発明の名称 プリント配線板の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−203451(P2001−203451A)
公開日 平成13年7月27日(2001.7.27)
出願番号 特願2000−13028(P2000−13028)
出願日 平成12年1月21日(2000.1.21)
代理人 【識別番号】100095795
【弁理士】
【氏名又は名称】田下 明人 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5E317
5E346
【Fターム(参考)】
5E317 AA24 BB02 CC32 CC33 CC51 CD01 CD05 CD11 CD12 CD17 CD25 CD27 CD31 CD32 GG05 GG16 
5E346 AA06 AA12 AA15 AA41 BB01 CC51 CC58 DD02 DD03 DD22 DD33 DD47 EE33 FF03 FF12 GG01 GG02 GG15 GG17 GG19 GG27 HH07
発明者 浅井 元雄 / 瀬川 博史 / 田中 宏徳
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 少なくとも以下の(A)〜(C)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法:(A)金属膜の積層された基板にレーザを照射し、スルーホールとなる複数個の通孔を形成する工程と、(B)前記通孔の開口部から内側へ延在する金属膜を溶解する工程と、(C)前記通孔内に充填材を充填する工程。
【請求項2】 少なくとも以下の(A)〜(D)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法:(A)金属膜の積層された基板の表面を粗化する工程と、(B)前記基板にレーザを照射し、スルーホールとなる複数個の通孔を形成する工程と、(C)前記通孔の開口部から内側へ延在する金属膜を溶解する工程と、(D)前記通孔内に充填材を充填する工程。
【請求項3】 前記金属膜の積層された基板として銅張り積層板を用い、前記金属膜を溶解する工程で、エッチング液又は酸を用いることを特徴とする請求項1又は2のプリント配線板の製造方法。
【請求項4】 前記金属膜の積層された基板として銅張り積層板を用い、前記金属膜を溶解する工程で、酸化剤を用いることを特徴とする請求項1又は2のプリント配線板の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザによりスルーホール用通孔をコア基板に形成する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】高性能が求められるパッケージ基板には、多層ビルドアップ配線板が使用されている。該多層ビルドアップ配線板は、スルーホールを設けたコア基板に、配線を備える層間樹脂絶縁層を1層ずつビルドアップしていくことで形成されている。該コア基板に設けられるスルーホールは、コア基板にドリルで通孔を穿設することにより形成されていた。しかし、ドリルでは、微細なスルーホールを狭ピッチで形成することができず、プリント配線板の高集積化のために要求される性能を満たせなくなりつつある。このため、コア基板にレーザを用いて通孔を穿設することが研究されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザでスルーホールを形成すると、ヒートサイクル等に於いて断線が生じることがあり、信頼性が低かった。この断線の原因を研究したところ、スルーホール内に気泡が混入していることが判明した。
【0004】気泡の混入する原因を本発明者が更に研究したところ、コア基板を形成する銅張り積層板に、レーザで通孔を穿設した際に、通孔の開口部から内側へ延在する銅箔のバリ部分が残るためであることが判明した。即ち、図16(A)に示すように、銅箔232を積層してなるコア基板230にレーザで通孔233を形成した際に、通孔233の開口部に銅箔232のバリ232bが残る。そして、図16(B)に示すように、スルーホール236を形成するために、めっき膜235を形成した際に、バリ232bとめっき膜235との間に気泡Eが残ることがある。また、図16(C)に示すように、スルーホール236に樹脂充填材240を充填した際に、該バリ232b部分の裏面と樹脂充填材240との間に気泡Eが残ったり、或いは、図16(D)に示すように、内側へ延在する銅箔のバリ232b部分により充填が困難となり、スルーホール236内で樹脂充填材240の未充填が発生していることが分かった。
【0005】本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い信頼性と配線密度とを両立させ得るプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1は、少なくとも以下の(A)〜(C)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法にある:(A)金属膜の積層された基板にレーザを照射し、スルーホールとなる複数個の通孔を形成する工程と、(B)前記通孔の開口部から内側へ延在する金属膜を溶解する工程と、(C)前記通孔内に充填材を充填する工程。
【0007】請求項1の発明では、金属膜の積層された基板にレーザを照射して通孔を形成した後、通孔の開口部から内側へ延在する金属膜のバリ部分を溶解するため、スルーホール内に導体層を形成させた際、また、スルーホールに充填剤を充填した際に、気泡が残ることがなく、バリを起点とするコーナクラックが発生しないので、スルーホールの信頼性を高めることができる。
【0008】請求項2は、少なくとも以下の(A)〜(D)の工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法にある:(A)金属膜の積層された基板の表面を粗化する工程と、(B)前記基板にレーザを照射し、スルーホールとなる複数個の通孔を形成する工程と、(C)前記通孔の開口部から内側へ延在する金属膜を溶解する工程と、(D)前記通孔内に充填材を充填する工程。
【0009】請求項2の発明では、金属膜の積層された基板の表面を粗化した後、レーザを照射して通孔を形成するため、反射が抑えられ、通孔の開口部から内側へ延在する金属膜のバリ部分が大きくならない。更に、当該金属膜のバリ部分を溶解するので、スルーホール内に導体層を形成させた際、また、スルーホールに充填剤を充填した際に、気泡が残ることがなく、バリを起点とするコーナクラックが発生しないので、スルーホールの信頼性を高めることができる。
【0010】請求項3では、請求項1または2において、前記金属膜の積層された基板として銅張り積層板を用い、前記金属膜を溶解する工程で、エッチング液又は酸を用いることを技術的特徴とする。
【0011】請求項3の発明では、エッチング液又は酸を用いるため、通孔の開口部から内側へ延在する金属膜のバリ部分を簡単に溶解することができる。
【0012】請求項4では、請求項1または2において、前記金属膜の積層された基板として銅張り積層板を用い、前記金属膜を溶解する工程で、酸化剤を用いることを技術的特徴とする。
【0013】請求項4の発明では、酸化剤を用いるため、通孔の開口部から内側へ延在する金属膜のバリ部分の溶解と同時に、通孔内のデスミヤ処理を併せて行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るプリント配線板及びその製造方法について図を参照して説明する。先ず、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の構成について、パッケージ基板として用いられるプリント配線板10の断面図を示す図7を参照して説明する。図7に示すようにプリント配線板10では、コア基板30内にスルーホール36が形成され、該コア基板30の両面には導体回路34が形成されている。また、該コア基板30の上には、バイアホール60及び導体回路58の形成された下層側層間樹脂絶縁層50が配設されている。該下層層間樹脂絶縁層50の上には、バイアホール160及び導体回路158が形成された上層層間樹脂絶縁層150が配置されている。上層層間樹脂絶縁層150の上には、ソルダーレジスト層70が配設されている。
【0015】プリント配線板10の上面には、ソルダーレジスト層70の開口に、ICチップへの接続用の半田バンプ76Uが配設される。一方、パッケージ基板の底面には、ソルダーレジスト層70の開口に、ドータボードへの接続用の半田バンプ76Dが配設されている。
【0016】図6に示すように該半田バンプ76Uは、層間樹脂絶縁層150に形成されたバイアホール160及び層間樹脂絶縁層50に形成されたバイアホール60を介してスルーホール36へ接続されている。一方、該半田バンプ76Dは、層間樹脂絶縁層150に形成されたバイアホール160及び層間樹脂絶縁層50に形成されたバイアホール60を介してスルーホール36へ接続されている。
【0017】第1実施形態のプリント配線板は、スルーホール36をレーザにより形成するため、微細径のスルーホール36を狭ピッチで配設することができ、高集積化を達成している。
【0018】以下、図7に示すプリント配線板10の製造方法について図を参照して説明する。ここでは先ず、コア基板30及び層間樹脂絶縁層50に通孔を穿設する炭酸ガスレーザの概略構成について、図8を参照して説明する。レーザ装置としては、種々の機種を用いることが可能であるが、第1実施態様では、レーザ装置として、三菱電機製のML605GTXを用いる。また、CO2レーザ発信器180としては、三菱電機製のML5003D2を用いる。
【0019】レーザ発振器180から出た光は、基板上の焦点を鮮明にするための転写用マスク182を経由してガルバノヘッド170へ入射する。ガルバノヘッド170は、レーザ光をX方向にスキャンするガルバノミラー174XとY方向にスキャンするガルバノミラー174Yとの2枚で1組のガルバノミラーから構成されており、このミラー174X、174Yは制御用のモータ172X、172Yにより駆動される。モータ172X、172Yは図示しない制御装置からの制御指令に応じて、ミラー174X、174Yの角度を調整すると共に、内蔵しているエンコーダからの検出信号を該コンピュータ側へ送出するよう構成されている。
【0020】レーザ光は、ガルバノミラー174X、174Yを経由してそれぞれX−Y方向にスキャンされてf−θレンズ176を通り、コア基板30にスルーホール用通孔33を形成する。コア基板30は、X−Y方向に移動するX−Yテーブル190に載置されている。
【0021】引き続き、本発明の第1実施形態に係るプリント配線板の製造工程について図1乃至図6を参照して説明する。この第1実施形態では、プリント配線板をセミアディティブ方により形成する。
【0022】(1)図1(A)に示すように厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基板30の両面に18μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とした。まず、この銅張積層板30AをNaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3 PO4 (6g/l)を含む水溶液を黒化浴(酸化浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、銅箔32の全表面に粗化面32βを形成した(図1(B)参照)。ここでは、黒化還元処理で粗化面を形成したが、後述するエッチング、又は、無電解めっきにより粗化面を設けることもできる。
【0023】(2)次に、基板30を図8を参照して上述した炭酸レーザ装置のX−Yテーブル190に載置し、波長9.4μmのCO2 ガスレーザにて、シングルハットモード、パルス幅50〜200μ秒、5〜20ショットの条件で、直径100〜200μmの通孔33を300μmピッチで形成する(図1(C))。第1実施形態の製造方法では、銅箔32の表面を粗化した後、レーザを照射して通孔33を形成しするため、反射が抑えられ、通孔33の開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分が大きくならない。なお、本実施形態では、両面の銅箔32に粗化面32βを形成したが、レーザを照射する面のみを粗化すれば、上記効果を得ることができる。
【0024】(3)そして、エッチング液で通孔33の開口部から開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分を溶解除去する(図1(D)参照)。ここで、溶解用のエッチング液として、塩化第二鉄、塩化第二銅、過酸化水素/硫酸、アルカリエッチャントなどを用いることができる。また、硫酸、硝酸、塩酸等の酸を用いてバリを除去することもできる。更に、クロム、過マンガン塩等の酸化剤を用いてバリを除去することも可能である。酸化剤を用いる場合には、バリ部分の溶解と同時に、通孔33内のデスミヤ処理を併せて行うことができる。本実施形態では、バリ部分を溶解するため、通孔33の開口性が高くなる。
【0025】その後、無電解めっき液に浸漬して、通孔33の側壁に銅めっき膜を析出することでスルーホール36を形成してから(図2(A))、常法に従いパターン状にエッチングにより基板の両面に内層銅パターン(下層導体回路)34を形成した(図2(B))。
【0026】(4)下層導体回路34を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド36a表面と内壁とをエッチングすることにより、下層導体回路34の全表面に粗化面34βと、スルーホール36のランド36a及び内壁に36βを形成した(図2(C)参照)。エッチング液として、イミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、塩化カリウム5重量部およびイオン交換水78重量部を混合したものを使用した。エッチング液としては、例えば、過酸化水素、硫酸、塩化第二鉄や塩化第二銅などのプリント配線板に用いられるもの全般を用いることができる。
【0027】(5)エポキシ系樹脂を主成分とする樹脂充填材40を、基板の両面に印刷機を用いて塗布することにより、下層導体回路34間またはスルーホール36内に充填し、加熱乾燥を行った。即ち、この工程により、樹脂充填材40が下層導体回路34の間あるいはスルーホール36内に充填される(図2(D)参照)。本実施形態では、通孔33の開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分を除去してあるため、通孔33に樹脂充填材40を充填した際に、銅箔32と樹脂充填材40との間に気泡が残ることがなく、スルーホール36の信頼性を高めることができる。
【0028】(6)上記(5)の処理を終えた基板の片面を、ベルト研磨紙(三共理化学社製)を用いたベルトサンダー研磨により、下層導体回路34の表面やスルーホール36のランド表面に樹脂充填材40が残らないように研磨し、ついで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。そして、充填した樹脂充填材40を加熱硬化させた(図3(A)参照)。
【0029】このようにして、スルーホール36等に充填された樹脂充填材40の表層部および下層導体回路34上面の粗化層34βを除去して基板両面を平滑化し、樹脂充填材40と下層導体回路34の側面とが粗化面34βを介して強固に密着し、またスルーホール36の内壁面と樹脂充填材40とが粗化面36βを介して強固に密着した配線基板を得る。
【0030】(7)次に、上記(6)の処理を終えた基板の両面に、上記(4) で用いたエッチング液と同じエッチング液をスプレイで吹きつけ、一旦平坦化された下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド36a表面とをエッチングすることにより、下層導体回路34の全表面に粗化面34βを、スルーホールのランド36a表面に粗化層36βを形成した(図3(B)参照)。
【0031】なお、本実施形態で、上記(1)の工程では黒化還元処理により、(7)の工程ではエッチングにより粗化面を形成しているが、この代わりに、無電解めっきにより粗化層を形成することもできる。この場合には、導体回路34を形成した基板30にアルカリ脱脂してソフトエッチングして、次いで、塩化パラジウウムと有機酸からなる触媒溶液で処理して、Pd触媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸銅3.2×10−2mol/l、硫酸ニッケル3.9×10−3mol/l、錯化剤5.4×10−2mol/l、次亜りん酸ナトリウム3.3×10−1mol/l、ホウ酸5.0×10−1mol/l、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール465)0.1g/l、PH=9からなる無電解めっき液に浸積し、浸漬1分後に、4秒当たり1回に割合で縦、および、横振動させて、導体回路34及びスルーホール36のランド36a表面にCu−Ni−Pからなる針状合金の被覆層と粗化層42を設ける。
【0032】(8)次に、上記工程を経た基板の両面に、厚さ50μmの熱硬化型シクロオレフィン系樹脂シートを温度50〜150℃まで昇温しながら圧力5kg/cm2 で真空圧着ラミネートし、シクロオレフィン系樹脂からなる層間樹脂絶縁層50を設ける(図3(C)参照)。なお、真空圧着時の真空度は、10mmHgに調整する。
【0033】(9) 次に、波長9.4μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径5mm、パルス幅50μ秒、マスクの穴径0.5mm、3ショットの条件でシクロオレフィン系樹脂からなる層間樹脂絶縁層50に直径80μmのバイアホール用開口48を設けた(図3(D)参照)。この後、酸素プラズマを用いてデスミア処理を行った。
【0034】(10) 次に、日本真空技術株式会社製のSV−4540を用いてプラズマ処理を行い、層間樹脂絶縁層50の表面を粗化した(図4(A)参照)。この際、不活性ガスとしてはアルゴンガスを使用し、電力200W、ガス圧0.6Pa、温度70℃の条件で、2分間プラズマ処理を実施した。
【0035】(11) 次に、同じ装置を用い、内部のアルゴンガスを交換した後、Ni−Cu合金をターゲットにしたスパッタリングを、気圧0.6Pa、温度80℃、電力200W、時間5分間の条件で行い、Ni−Cu合金層52をポリオレフィン系層間樹脂絶縁層50の表面に形成した。このとき、形成されたNi−Cu合金層52の厚さは0.2μmであった(図4(B)参照)。
【0036】(12)上記処理を終えた基板の両面に、市販の感光性ドライフィルムを貼り付け、フォトマスクフィルムを載置して、100mJ/cm2 で露光した後、0.8%炭酸ナトリウムで現像処理し、厚さ15μmのめっきレジスト54のパターンを形成した(図4(C)参照)。
【0037】(13)次に、以下の条件で電気めっきを施して、厚さ15μmの電気めっき膜56を形成した(図5(A)参照)。なお、この電気めっき膜56により、後述する工程で導体回路58となる部分の厚付けおよびバイアホール60となる部分のめっき充填等が行われたことになる。なお、電気めっき水溶液中の添加剤は、アトテックジャパン社製のカパラシドHLである。
【0038】〔電気めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l硫酸銅 0.26 mol/l添加剤 19.5 ml/l〔電気めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2時間 65 分温度 22±2 ℃【0039】(14)ついで、めっきレジスト54を5%NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト54の下に存在していたNi−Cu合金層52を硝酸および硫酸と過酸化水素との混合液を用いるエッチングにて溶解除去し、電気銅めっき膜56等からなる厚さ16μmの導体回路58(バイアホール60を含む)を形成した(図5(B)参照)。
【0040】(15)続いて、上記(5) 〜(13)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層150、導体回路158及びバイアホール160を形成した(図5(C)参照)。
【0041】(16)次に、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)に60重量%の濃度になるように溶解させた、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオリゴマー(分子量:4000)46.67重量部、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製、商品名:エピコート1001)15重量部、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、商品名:2E4MZ−CN)1.6重量部、感光性モノマーである多官能アクリルモノマー(日本化薬社製、商品名:R604)3重量部、同じく多価アクリルモノマー(共栄化学社製、商品名:DPE6A)1.5重量部、分散系消泡剤(サンノプコ社製、商品名:S−65)0.71重量部を容器にとり、攪拌、混合して混合組成物を調製し、この混合組成物に対して光重合開始剤としてベンゾフェノン(関東化学社製)2.0重量部、光増感剤としてのミヒラーケトン(関東化学社製)0.2重量部を加えて、粘度を25℃で2.0Pa・sに調整したソルダーレジスト組成物(有機樹脂絶縁材料)を得た。なお、粘度測定は、B型粘度計(東京計器社製、DVL−B型)で60rpmの場合はローターNo.4、6rpmの場合はローターNo.3によった。
【0042】(17)次に、多層配線基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口71U、71Dを形成した。そして、さらに、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、はんだパッド部分が開口した、その厚さが20μmのソルダーレジスト層(有機樹脂絶縁層)70を形成した(図6(A))。
【0043】(18)次に、ソルダーレジスト層(有機樹脂絶縁層)70を形成した基板を、塩化ニッケル(2.3×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(2.8×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.6×10-1mol/l)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、開口71U、71Dに厚さ5μmのニッケルめっき層72を形成した(図6(B))。さらに、その基板をシアン化金カリウム(7.6×10-3mol/l)、塩化アンモニウム(1.9×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.2×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(1.7×10-1mol/l)を含む無電解めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層72上に、厚さ0.03μmの金めっき層74を形成した。
【0044】(19)この後、ソルダーレジスト層70の開口にはんだペーストを印刷して、200℃でリフローすることによりはんだバンプ(はんだ体)76U、76Dを形成し、プリント配線板10を完成する(図7参照)。
【0045】引き続き、本発明の第2実施形態に係るプリント配線板及びその製造方法について説明する。図15は、パッケージ基板に適用した第2実施形態に係るプリント配線板の断面を示している。この第2実施形態のプリント配線板110は、図7を参照して上述した第1実施形態と同様である。但し、第1実施形態では、ドータボード側にはんだバンプ76Dが配設されたが、この第2実施形態では、導電性接続ピン78が配設されている。
【0046】引き続き、第2実施形態のプリント配線板の製造方法について説明する。ここではまず、A.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製、及び、B.樹脂充填材の調製について説明する。
A.層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムの作製ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量469、油化シェルエポキシ社製エピコート1001)30重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量215、大日本インキ化学工業社製 エピクロンN−673)40重量部、トリアジン構造含有フェノールノボラック樹脂(フェノール性水酸基当量120、大日本インキ化学工業社製 フェノライトKA−7052)30重量部をエチルジグリコールアセテート20重量部、ソルベントナフサ20重量部に攪拌しながら加熱溶解させ、そこへ末端エポキシ化ポリブタジエンゴム(ナガセ化成工業社製 デナレックスR−45EPT)15重量部と2−フェニル−4、5−ビス(ヒドロキシメチル)イミダゾール粉砕品1.5重量部、微粉砕シリカ2重量部、シリコン系消泡剤0.5重量部を添加しエポキシ樹脂組成物を調製した。得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ38μmのPETフィルム上に乾燥後の厚さが50μmとなるようにロールコーターを用いて塗布した後、80〜120℃で10分間乾燥させることにより、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを作製した。
【0047】B.樹脂充填材の調製ビスフェノールF型エポキシモノマー(油化シェル社製、分子量:310、YL983U)100重量部、表面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒径が1.6μmで、最大粒子の直径が15μm以下のSiO2 球状粒子(アドテック社製、CRS 1101−CE)170重量部およびレベリング剤(サンノプコ社製 ペレノールS4)1.5重量部を容器にとり、攪拌混合することにより、その粘度が23±1℃で45〜49Pa・sの樹脂充填材を調製した。なお、硬化剤として、イミダゾール硬化剤(四国化成社製、2E4MZ−CN)6.5重量部を用いた。
【0048】プリント配線板の製造方法(1) 厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマレイミドトリアジン)樹脂からなる基板30の両面に18μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30Aを出発材料とした(図9(A)参照)。まず、この銅張積層板30AをNaOH(10g/l)、NaClO2 (40g/l)、Na3 PO4(6g/l)を含む水溶液を黒化浴(酸化浴)とする黒化処理、および、NaOH(10g/l)、NaBH4 (6g/l)を含む水溶液を還元浴とする還元処理を行い、銅箔32の全表面に粗化面32βを形成した(図9(B)参照)。
【0049】(2)次に、基板30を図8を参照して上述した炭酸レーザ装置のテーブルに載置し、炭酸ガスレーザを照射することで、図9(C)に示すように通孔33を形成する。第2実施形態の製造方法では、銅箔32の表面を粗化した後、レーザを照射して通孔33を形成しするため、反射が抑えられ、通孔33の開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分が大きくならない。
【0050】(3)そして、エッチング液で通孔33の開口部から開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分を溶解除去する(図9(D)参照)。ここで、溶解するためのエッチング液として、塩化第二鉄、塩化第二銅、過酸化水素/硫酸、アルカリエッチャントなどを用いることができる。また、硫酸、硝酸、塩酸等の酸を用いてバリを除去することもできる。更に、クロム、過マンガン塩等の酸化剤を用いてバリを除去することも可能である。酸化剤を用いる場合には、バリ部分の溶解と同時に、通孔33内のデスミヤ処理を併せて行うことができる。バリを溶解するため、通孔33の開口性が高まる。
【0051】その後、無電解めっき液に浸漬して、通孔33の側壁に銅めっき膜を析出することでスルーホール36を形成してから(図10(A))、常法に従いパターン状にエッチングにより基板の両面に内層銅パターン(下層導体回路)34を形成した(図10(B))。
【0052】(4)下層導体回路34を形成した基板を水洗いし、乾燥した後、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド36a表面と内壁とをエッチングすることにより、下層導体回路34の全表面に粗化面34βを、スルーホールのランド表面及び内壁に粗化層36βを形成した(図10(C)参照)。エッチング液として、イミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、塩化カリウム5重量部およびイオン交換水78重量部を混合したものを使用した。
【0053】(5)上記Bにて記載した樹脂充填材を整調した後、下記の方法により調整後24時間以内に、スルーホール36、及び、基板30の片面の導体回路非形成部と導体回路34の外縁部とに樹脂充填材40の層を形成した(図10(D)参照)。すなわち、まず、スキージを用いてスルーホール36内に樹脂充填材40を押し込んだ後、100℃、20分の条件で乾燥させた。次に、導体回路非形成部に相当する部分が開口したマスクを基板上に載置し、スキージを用いて凹部となっている導体回路非形成部に樹脂充填材40の層を形成し、100℃、20分の条件で乾燥させた。本実施形態では、通孔33の開口部から内側へ延在する銅箔32のバリ部分を除去してあるため、通孔33に樹脂充填材40を充填した際に、銅箔32と樹脂充填材40との間に気泡が残ることがなく、スルーホール36の信頼性を高めることができる。
【0054】(6) 上記(5) の処理を終えた基板の片面を、#600のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いたベルトサンダー研磨により、内層銅パターン4の表面やスルーホール36のランド36a表面に樹脂充填材40が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このような一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行った。次いで、100℃で1時間、150℃で1時間の加熱処理を行って樹脂充填材40を硬化した。
【0055】このようにして、スルーホール36や導体回路非形成部に形成された樹脂充填材40の表層部および下層導体回路34の表面を平坦化し、樹脂充填材40と下層導体回路34の側面とが粗化面34βを介して強固に密着し、またスルーホール36の内壁面と樹脂充填材40とが粗化面36βを介して強固に密着した絶縁性基板を得た(図11(A)参照)。すなわち、この工程により、樹脂充填材40の表面と下層導体回路34の表面とが同一平面となる。
【0056】(7) 上記基板を水洗、酸性脱脂した後、ソフトエッチングし、次いで、エッチング液を基板の両面にスプレイで吹きつけて、下層導体回路34の表面とスルーホール36のランド36a表面と内壁とをエッチングすることにより、下層導体回路34の全表面に粗化面34βを、スルーホールのランド36a表面に粗化層36βを形成した(図11(B)参照)。エッチング液としては、イミダゾール銅(II)錯体10重量部、グリコール酸7重量部、塩化カリウム5重量部からなるエッチング液(メック社製、メックエッチボンド)を使用した。
【0057】(8) 基板の両面に、上記Aで作製した基板より少し大きめの層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に載置し、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間10秒の条件で仮圧着して裁断した後、さらに、以下の方法により真空ラミネーター装置を用いて貼り付けることにより層間樹脂絶縁層50を形成した(図11(C)参照)。すなわち、層間樹脂絶縁層用樹脂フィルムを基板上に、真空度0.5Torr、圧力4kgf/cm2 、温度80℃、圧着時間60秒の条件で本圧着し、その後、170℃で30分間熱硬化させた。
【0058】(9) 層間樹脂絶縁層50上に、厚さ1.2mmの貫通孔49aが形成されたマスク49を載置する。そして、波長9.4μmのCO2 ガスレーザにて、ビーム径4.0mm、パルス幅8.0μ秒、マスクの貫通孔の径1.0mm、1ショットの条件で、層間樹脂絶縁層50に直径80μmのバイアホール用開口48を形成した(図11(D)参照)。
【0059】(10) バイアホール用開口48を形成した基板30を、60g/lの過マンガン酸を含む80℃の溶液に10分間浸漬し、層間樹脂絶縁層50の表面に存在するエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、バイアホール用開口48の内壁を含む層間樹脂絶縁層50の表面を粗面とした(図12(A)参照)。
【0060】(11) 次に、上記処理を終えた基板を、中和溶液(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いした。さらに、粗面化処理(粗化深さ3μm)した該基板の表面に、パラジウム触媒を付与することにより、層間樹脂絶縁層50の表面およびバイアホール用開口48の内壁面に触媒核を付着させた。
【0061】(12)次に、以下の組成の無電解銅めっき水溶液中に基板を浸漬して、粗面全体に厚さ0.6〜3.0μmの無電解銅めっき膜51を形成した(図12(B)参照)。
〔無電解めっき水溶液〕
NiSO4 0.003 mol/l酒石酸 0.200 mol/l硫酸銅 0.030 mol/lHCHO 0.050 mol/lNaOH 0.100 mol/lα、α′−ビピリジル 40 mg/lポリエチレングリコール(PEG) 0.10 g/l〔無電解めっき条件〕
35℃の液温度で40分【0062】(13)市販の感光性ドライフィルムを無電解銅めっき膜51に貼り付け、マスクを載置して、100mJ/cm2 で露光し、0.8%炭酸ナトリウム水溶液で現像処理することにより、厚さ30μmのめっきレジスト54を設けた(図12(C)参照)。
【0063】(14)ついで、基板を50℃の水で洗浄して脱脂し、25℃の水で水洗後、さらに硫酸で洗浄してから、以下の条件で電解銅めっきを施し、厚さ20μmの電解銅めっき膜56を形成した(図13(A)参照)。
〔電解めっき水溶液〕
硫酸 2.24 mol/l硫酸銅 0.26 mol/l添加剤 19.5 ml/l(アトテックジャパン社製、カパラシドHL)
〔電解めっき条件〕
電流密度 1 A/dm2時間 65 分温度 22±2 ℃【0064】(15)めっきレジスト54を5%NaOHで剥離除去した後、そのめっきレジスト54下の無電解めっき膜51を硫酸と過酸化水素の混合液でエッチング処理して溶解除去し、無電解銅めっき膜51と電解銅めっき膜56からなる厚さ18μmの導体回路(バイアホール60を含む)58を形成した(図13(B)参照)。
【0065】(16)(7) と同様の処理を行い、第二銅錯体と有機酸とを含有するエッチング液によって、粗化面62を形成した(図13(C)参照)。
【0066】(17)上記 (8)〜(16)の工程を繰り返すことにより、さらに上層の層間樹脂絶縁層160、導体回路158及びバイアホール160を形成し、多層配線板を得た(図14(A)参照)。
【0067】(18)次に、多層配線基板の両面に、第1実施形態と同様のソルダーレジスト組成物を20μmの厚さで塗布し、70℃で20分間、70℃で30分間の条件で乾燥処理を行った後、ソルダーレジスト開口部のパターンが描画された厚さ5mmのフォトマスクをソルダーレジスト層に密着させて1000mJ/cm2 の紫外線で露光し、DMTG溶液で現像処理し、200μmの直径の開口71U、71Dを形成した。そしてさらに、80℃で1時間、100℃で1時間、120℃で1時間、150℃で3時間の条件でそれぞれ加熱処理を行ってソルダーレジスト層を硬化させ、開口を有し、その厚さが20μmのソルダーレジストパターン層70を形成した(図14(B))。上記ソルダーレジスト組成物としては、市販のソルダーレジスト組成物を使用することもできる。
【0068】(19)次に、ソルダーレジスト層70を形成した基板を、塩化ニッケル(2.3×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(2.8×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.6×10-1mol/l)を含むpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に20分間浸漬して、開口71U、71Dに厚さ5μmのニッケルめっき層72を形成した。さらに、その基板をシアン化金カリウム(7.6×10-3mol/l)、塩化アンモニウム(1.9×10-1mol/l)、クエン酸ナトリウム(1.2×10-1mol/l)、次亜リン酸ナトリウム(1.7×10-1mol/l)を含む無電解金めっき液に80℃の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層72上に、厚さ0.03μmの金めっき層74を形成した(図14(C))。
【0069】(20)この後、基板のICチップを載置する面のソルダーレジスト層70の開口に、スズ−鉛を含有するはんだペーストを印刷し、さらに他方の面のソルダーレジスト層70の開口にスズ−アンチモンを含有するはんだペーストを印刷した後、200℃でリフローすることにより上面にはんだバンプ76Uを設けた。そして、下面に導電性接続ピン78を配設し、プリント基板110を製造した(図15参照)。
【0070】なお、上述した実施形態では、多層ビルドアップ配線板のコア基板にレーザでスルーホールを設ける例を挙げたが、本発明の製造方法は、表面及び裏面に回路を構成し、両面をスルーホールで接続する単板のプリント配線板、あるいは、複数枚のコア基板を積層してなるプリント配線板等の製造方法にも適用可能である。
【0071】比較例としてレーザで通孔形成後に、エッチング液あるいは酸、酸化剤による工程を経ないで、上述した実施形態と同じプリント配線板を形成した。この比較例のプリント配線板をヒートサイクル条件下で試験を行ったところ、スルーホール内で導体層が断線したり、スルーホール部分が平坦にならず、層間樹脂絶縁層や上層に形成された導体回路にクラックを引き起こした。この原因は、図16を参照して上述したように、レーザでコア基板に通孔を形成した際に、金属膜がバリとして残り、スルーホール内に導体層を形成させた際に、バリと導体層との間に気泡が残り、また、スルーホールに充填材を充填させた際に、気泡が残ったり、充填不足が起こったためと考えられる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013