CN101389190B - 多层印刷线路板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可低价且稳定制造阶状通路的上孔及下孔的各中心被配置在大致相同位置的多层印刷线路板的方法，其中：在绝缘基材的上方，在具有1层以上导电层的内层夹心基板上，层叠至少一面上具有导电层的外层装配层而形成叠层电路基材，其上形成包含在外层侧直径大的阶状通路孔的层间连接体，将外层装配层和内层夹心基板等3层以上的布线层的层间连接，其特征在于，在内层夹心基板中的阶状通路孔形成位置上，设置比外层装配层的导电层厚的台面(10a、10b)，在上述台面中开出略等于阶状通路孔的下孔径的开口，以该开口置为中心进行与阶状通路孔的上孔径等直径的、可将上述导电层去除的激光照射，将上述叠层电路基材穿孔而形成上述阶状通路孔。

Description

多层印刷线路板的制造方法

技术领域

本发明涉及装配型多层印刷线路板的制造方法，特别涉及在层间连接部上包含阶状通路结构的多层柔性印刷线路板的制造方法。

背景技术

近年，电子设备的小型化和高功能化被日益促进。作为其中一环，以便携电话等的小型电子设备为中心，多层柔性印刷线路板正在广泛普及(专利文献1[P3、图1])。这是具有将安装各种电子元件的多层印刷线路板或硬质印刷线路板之间，通过连接器等一体化连接的另一柔性印刷线路板或柔性扁平导线后的柔性导线部的多层柔性印刷线路板。

特别是，随着便携电话的小型化、高功能化的显著进展，安装在多层柔性印刷线路板上的元件置换成CSP(小片尺寸封装)，进行高功能且高密度封装，具有不加大基板尺寸也能附加高功能的发展动向。

而且，还提出了无需增加工序而将作为可高密度的层间连接的台面阶状的通路孔、所谓阶状通路孔组合的方案(参照专利文献2「P3、图1」)。

这是能够总体进行多层结构的层间连接的方法，其中，沿内层进行，考虑位置偏移等而将激光加工用的金属掩模、所谓保形掩模的直径减小，用激光加工形成导通用孔，通过电镀等得到层间连接。

但是，在形成该阶状通路孔的方面存在着一些问题。如上所述，需要考虑位置偏移而加大形成外层侧的保形掩模，由于层叠等的位置精度关系，存在未必能构成高密度层间连接的情况。

图2是具有在传统的层间连接部上包含阶状通路结构的导线部的多层印刷线路板的剖面图。如该图2所示，使用预先制作的激光加工时的保形掩模201及形成在内层的双面夹心基板110上的保形掩模202来进行激光加工，在用夹心基板110、装配基板120及粘接材料130构成的叠层电路基材上，形成在后工序进行电镀并构成为通路孔的导通用孔201A，202A。

[专利文献1]日本专利第3427011号公报

[专利文献2]日本专利第2562373号公报

[专利文献3]日本特开2001-177248号公报

这时，如图2所示，由于在层叠时发生位置偏移，保形掩模201和保形掩模202的中心不一致。发生最大约100μm左右的位置偏移，因此难以进行在导通用孔202的下侧形成的孔202A的稳定的激光加工。

再者，包括专利文献3中揭示的技术在内，提出了种种方案，期望实现更低价且稳定地制造具有可高密度安装的导线部的多层印刷线路板的方法。

发明内容

本发明是考虑上述各点所作的发明，其目的在于在层间连接部上包含阶状通路结构的多层印刷线路板的制造方面，提供低价且稳定地制造多层印刷线路板的方法，该多层印刷线路板配置在阶状通路的上孔及下孔的各中心大致相同的位置上。

为达成上述目的，本发明的特征在于，提供一种多层印刷线路板的制造方法，其中包括以下工序：

准备在由树脂膜形成的绝缘基材上具有至少1层导电层的内层夹心基板；

对所述至少1层导电层有选择地进行电镀，以在所述内层夹心基板中形成阶状通路孔的位置上，设置加厚导电层的厚度的台面；

在所述台面上，开出其直径略等于所述阶状通路孔的下孔径的开口；

将用至少一面上具有导电层的叠层板构成的外层装配层，通过粘接材料层叠在所述内层夹心基板上而形成叠层电路基材；以及

以所述开口为中心，进行与所述阶状通路孔的上孔径等直径的、可将所述导电层去除的激光照射，将所述叠层电路基材穿孔，从而在所述叠层电路基材上，形成包含在外层侧直径大的阶状通路孔的层间连接体，并形成将所述外层装配层和所述内层夹心基板的3层以上的布线层的层间连接的阶状通路孔，

所述台面的厚度大于所述外层装配层的导电层的厚度。

依据本发明，通过将连接3层的布线层的阶状通路孔的承载台面的铜层形成得比进行仅为最外层同其下一层的布线层的层间连接的盲通路孔的承载台面的铜层更厚，在形成阶状通路孔时，仅形成最外层的保形掩模，在其为中心直接进行激光加工，从而可适当地形成阶状通路孔的下孔。因而，可降低用以确保成品率提高和可靠性的镀层厚度。

其结果，本发明能够克服传统的制造方法中存在的困难，在层间连接部上包含阶状通路结构的多层印刷线路板中，可将阶状孔的上孔及下孔的各中心稳定地配置在大致相同的位置上。于是，可以减小阶状通路的上孔，因此，能够低价且稳定地制造可形成更高密度的阶状通路的多层印刷线路板。

附图说明

[图1A]是表示本发明的多层印刷线路板的制造方法的一实施例的工序剖面图。

[图1B]是表示有关本发明的多层印刷线路板的制造方法的一实施例的工序剖面图。

[图1C]是表示本发明的多层印刷线路板的制造方法的一实施例的工序剖面图。

[图2]是采用传统工艺的具有导线部的多层印刷线路板的制造方法的示意剖面结构图。

具体实施方式

以下，参照图1A至图1C来说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1A至图1C是表示本发明的实施例的剖面工序图。在此工序中，如图1A(1)所示，首先，准备在聚酰亚胺等的柔性基绝缘基材1(这里是厚度25μm的聚酰亚胺)的两面上具有厚度7μm的铜箔2和3的所谓双面覆铜板4。然后，在该双面覆铜板4上用数控钻床等形成导通用孔5。这时的铜箔2和3的理想材料是弯曲性优良的轧制铜箔或特殊的电解铜箔。

然后，进行导电化处理，为了在位于没有附加电镀的内壁的部分，有选择地进行电镀，在导线等的布线图案的上方，形成部分电镀用抗蚀剂层6。

这时，也包含其尺寸考虑到了曝光的位置偏移、基板尺寸偏差、数控钻床加工位置偏移的通孔台面，在导通用孔5的内壁及位于与装配层的层间连接用孔的承载台面的部分，有选择地进行电镀。但是，在装配后用激光使其贯通的部分的台面上，由于不附加电镀，在与此相当的部位也形成部分电镀用抗蚀剂层6。

下面，如图1A(2)所示，对于导通用孔5及位于上述承载台面的部分8，进行10μm左右的电镀，形成层间导通。在至此的工序中，形成通孔7。另外，在位于上述承载台面的部分8也作了加厚电镀

接着，如图1A(3)所示，用光刻法形成用以形成双面电路图案的抗蚀剂。使用抗蚀剂层，用光刻法形成电路图案9及台面10a、10b后，剥离抗蚀剂层。

再者，台面10a的中心孔作为后续的激光加工时的保形掩模起作用。这里，将保形掩模直径取为100μm。在至此的工序中，得到构成多层印刷线路板的夹心基板的双面夹心基板11。在本实施例1中，适用于通孔型的双面夹心基板，而在通路孔型的双面夹心基板上也可以适用。

之后，对双面夹心基板11的铜表面进行粗化处理，使后续的盖层形成时的密合性提高，并且也可以在装配后，使激光加工时的激光的吸收稳定地提高。这里，使用日本マクグ一ミット社(株)的MULTIBOND 150来进行粗化处理。

从而，在确保密合的同时，可以使铜表面的二氧化碳气体激光(波长：约9.8μm)的吸收提高。在处理前后，确认二氧化碳激光(波长：约9.8μm)的吸收从约20％提高到30％。

之后，如图1A(4)所示，准备在例如12μm厚的聚酰亚胺膜12的上面具有厚度20μm的丙烯酸酯环氧树脂等的粘接材料13的所谓盖层14，用真空压力机、层压装置等将盖层14粘贴在双面夹心基板11的两面上。在至此的工序中，得到带盖层的双面夹心基板15。

接着，如图1B(5)所示，准备在聚酰亚胺等的柔性绝缘基材16(这里是厚度25μm的聚酰亚胺)的单面上具有厚度7μm的铜箔17的所谓单面覆铜板18。然后，起模该单面覆铜板18，将它作为多层印刷线路板的装配层18b。

预先起模用以将该装配层18b装配到带盖层的双面夹心基板15上的粘接材19，进行位置对准。作为粘接材19，理想的是低流动型的半固化片或粘接片等的流出少的材料。

这里，由于没有必要充填导体层，粘接材料19的厚度可以选择15μm左右或更薄的材料。通过粘接剂19，用真空压力机等层叠装配层18b和带盖层的双面夹心基板15。在至此的工序中，得到多层电路基材20。

再者，之后对多层电路基材20的装配层18b的铜箔表面进行粗化处理，使装配后激光加工时的激光的吸收稳定地提高。这里，与上述一样，使用日本マクグ一ミット社(株)的MULTIBOND150。

从而，在确保密合的同时，可以使铜表面的二氧化碳气体激光(波长：约9.8μm)的吸收改善。在处理前后，二氧化碳气体激光(波长：约9.8μm)的吸收确认为从约20％提高到约30％。另外，通过此粗化处理，铜箔的厚度减薄约1μm。

再者，作为在该铜箔表面上进行粗化处理的工序，包括两种工序：(1)在单面覆铜板上首先进行粗化处理，然后层叠到双面夹心基板上；(2)在层叠在双面夹心基板上之后进行粗化处理，在本实施例1中，用(2)的工序进行。其理由是，如果如上述(1)那样在层叠前进行粗化处理，则由于层叠时的热和压力等过程，粗化面的形状和色调等关系到激光吸收的表面状态会发生变化。

以下，如图1B(6)所示，在铜箔17上直接进行激光加工，形成阶状通路孔用的导通用孔21a。激光加工艺是铜箔的贯通加工所必需的，需要采用通过激光照射可除去铜的准分子激光器、UV-YAG激光器、YAG激光器、二氧化碳气体激光器等进行的加工。在本实施例1中，使用了加工速度快，生产性优良的二氧化碳气体激光器。

首先，为了形成阶状通路孔用的导通用孔21a，在铜箔17的预定位置上，照射其直径略等于阶状通路孔的上孔径的激光束，这里是200μm的激光束。用X射线等进行激光束的照射位置的对准，使其瞄准内层的台面10a的中心的不遮住激光的孔，即所谓保形掩模的中心。

从而，如图1B(6)所示，首先，使铜箔17贯通到200μm直径，直至其下方的台面10a的树脂也除去，其后，通过用预先电镀而加厚的台面10a进行保形加工，形成阶状通路孔用的导通用孔的上孔21a。另外，对于通路孔用的导通用孔21b也通过照射束径200μm的激光束直接激光加工而形成。

这时，由于台面10b预先用电镀被加厚，不贯通地形成通路孔用的导通用孔21b。

在位于内层台面10a的中心的不遮住激光的孔上，也可采用其他的进行激光位置对准的方法。该方法是：在加工部位的近傍，配置2点以上构成内层的位置对准靶的标记，通过读出该标记的位置，得到加工部位近傍的基板的伸缩等信息，进行运算处理并修正加工部位的位置，然后照射激光束。

如本实施例1所示，用各种各样的材料所构成的复层结构体多数不具有均匀伸缩的性能。为了应对此情况，上述标记最好为检测X方向、Y方向的位置偏移而配置3点以上。

接着，如图1C(7)所示，用由X射线等的图像处理等的方法，瞄准阶状通路孔用的导通用孔21a下孔的中心，即内层的台面10a的保形掩模的中心，以预定的光阑孔等将束径收缩至200μm来进行加工。于是，铜箔17以略等于激光束径的大小贯通，再进行照射，形成阶状通路孔用的导通用孔的下孔。

对所形成的导通用孔21a的形状进行整理，导通用孔21a的上侧的孔的直径成为200μm，导通用孔21a下侧的孔具有100μm的孔径，稳定地形成在导通用孔21a上侧的大致中心处。

再者，如图1B所示，若导通用孔21a和导通用孔21b配置在对应的位置，最好考虑不使台面10b贯通，先形成包含贯通加工的导通用孔21a，然后形成导通用孔21b。

因此，在图1C中，先加工图中的上侧的导通用孔21a，再加工下侧的导通用孔21a和导通用孔21b。因而，在导通用孔21a与导通用孔21b处于对应的位置上时，如果设计成使导通用孔21a全部位于上侧，则可以首先从上侧的全部导通用孔进行激光加工，接着对下侧的全部导通用孔进行加工，以提高效率。

作为从图1B(6)至图1C(7)的一系列激光加工的条件例，按下述方式进行。作为二氧化碳气体激光加工机，使用ML605GTXIII-5100U2(三菱电机(株)制)，用由X射线等产生的图像处理等的方法进行位置对准，首先，以预定光阑孔等用束径200μm、脉宽15μsec、15mJ、5次照射进行加工，在铜层薄且具有二氧化碳气体激光的吸收良好的表面状态的铜箔17的预定位置处开口到200μm孔径。

从而，树脂被去除到其下方用电镀加厚的台面10a。然后，用电镀加厚的台面10a即便是二氧化碳气体激光的吸收良好的表面状态，也能不贯通地作为保形掩模起作用，从而形成阶状通路孔用的导通用孔21a。

为了将铜箔17a及台面10a的铜箔的预定部位以稳定的孔径贯通，需要激光中心的能量密度具有高的高斯分布的光束轮廓的激光系统。

经确认：作为铜箔17的厚度，如果是10μm以下，则即使在上述的激光加工条件的正负约30％的能量下也能重复性良好地贯通。如果是5μm以下的厚度，则由于上述的粗化工序、其后的电镀前处理的腐蚀等，应残留的台面的铜层有时会部分缺失，铜厚的理想值是5～10μm。

关于台面10a及台面10b的铜厚，由于预先加厚位于阶状通路孔的下侧孔的激光照射面的反面的台面10b的铜厚，可以得到可应对台面10b的贯通的余量。

具体已确认，若为14μm以上，则贯通所需的激光的能量成为3倍以上，这构成了充分的余量。因此，理想值是14μm以上的铜厚。再者，为了用电镀进行层间连接，进行沾污去除处理和导电化处理。

接着，如图1C(8)所示，在具有导通用孔21a及导通用孔21b的多层电路基材22上进行10～15μm左右的电镀，形成由导通用孔21a得到的阶状通路孔23a，由导通用孔21b所得到的通路孔23b，形成层间导通。

由于阶状通路孔23a的上孔及下孔的中心没有位置偏移，可以减小阶状通路的上孔。因此，可以更高密度地形成阶状通路。

另外，向导通用孔下侧的孔的附加电镀层周围是稳定的，难以发生电镀空隙等的缺陷，由于被电镀所得到的阶状通路孔在结构上对称，用温度循环试验等发生在阶状通路孔23a上的热应力均匀分散，因此，可以期待层间连接可靠性提高的效果。因此，如上述那样电镀层厚度为10～15μm左右可以确保良好的层间连接可靠性。

在至此的工序中，得到层间导通完成的多层电路基材24。另外，当需要插入元件等的安装用的贯通孔时，可在导通用孔的形成时用数控钻床等形成贯通孔，也可在上述的通路孔电镀时，同时形成通孔。

再者，阶状通路孔被记载于专利文献3(P3、图1)等中，但未涉及利用根据本发明的直接激光加工进行的没有各布线层位置偏移的阶状通路孔的形成方法。

接着，如图1C(8)所示，用通常的光刻方法形成外层的图案25。这时，如果在夹心基板15的盖膜12的上方有析出的电镀层，则可将它去除。之后，根据需要在基板表面上进行镀锡、镀镍、镀金等的表面处理，并进行光阻焊膜的形成及外形加工，得到在内层具有导线部的多层印刷线路板26。

作为高密度安装基板所要求的图案形成能力，如果安装例如0.5mm节距CSP的台面的尺寸取为300μm，则为了在台面间穿过1根图案线，需要取线宽/间隔＝50μm/50μm，节距100μm。

但是，如上所述，如果在7μm厚的铜箔上进行10～15μm左右的电镀，则外层的总导体厚度变为17～22μm，由于高成品率地形成节距100μm的微细图案是充分可能的，所以可以满足高密度安装的要求。

另外，由于导线配置在第2层上，为了以最短距离连接元件安装部，要求连接第1层与第2层的通路孔能够以窄节距配置且第2层的布线是微细的。由于通路孔23a、23b可以用通路孔径200μm形成，通路孔的配置节距可以在0.4mm以下。

由于采用通路孔径200μm的通路孔23a，构成有利于高密度化的结构，本发明的具有导线部的多层印刷线路板的层间连接结构可以满足高密度安装的要求。而且，作为在层间连接部上包含阶状结构的多层印刷线路板，可以低价且稳定地制造阶状通路的上孔及下孔的各中心被配置在大致相同的位置上的多层印刷线路板。

Claims (1)

1.一种多层印刷线路板的制造方法，其特征在于包括以下工序：

准备在由树脂膜形成的绝缘基材上具有至少1层导电层的内层夹心基板；

对所述至少1层导电层有选择地进行电镀，以在所述内层夹心基板中形成阶状通路孔的位置上，设置加厚导电层的厚度的台面；

通过光刻法在所述台面上，形成其直径略等于所述阶状通路孔的下孔径的中心孔；

将用至少一面上具有导电层的叠层板构成的外层装配层，通过粘接材料层叠在所述内层夹心基板上而形成叠层电路基材；以及

以所述中心孔为中心，进行与所述阶状通路孔的上孔径等直径的、可将所述导电层去除的激光照射，将所述叠层电路基材穿孔，从而在所述叠层电路基材上，形成包含在外层侧直径大的阶状通路孔的层间连接体，并形成将所述外层装配层和所述内层夹心基板的3层以上的布线层的层间连接的阶状通路孔，

所述台面的厚度大于所述外层装配层的导电层的厚度。

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