CN101803485A - 多层印刷电路板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供多层印刷电路板的绝缘层形成中使用预浸料时,可以在该绝缘层上以高的生产性形成良好的盲通路孔的多层印刷电路板的制造方法。多层印刷电路板的制造方法的特征在于,包括对将预浸料热固化在电路基板的两面或一面上而形成的绝缘层,从与该绝缘层表面密合的塑料膜之上照射二氧化碳激光,形成盲通路孔的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及多层印刷电路板的制造方法,特别是涉及使用预浸料的多层印刷电路板的制造方法。
背景技术
以往,作为多层印刷电路板的制造技术,已知通过在芯基板上交替层叠绝缘层和导体层的增层方式(ビルトアツプ方式)进行的制造方法。绝缘层形成中,主要使用在塑料膜上形成热固化性树脂层而得到的粘接膜,将粘接膜层压(层合)在内层电路基板上,将塑料膜剥离后,将热固化性树脂热固化,由此形成绝缘层。另一方面,由于近年的电子仪器或电子元件的小型化的需求,例如在多层印刷电路板中,要求芯基板的薄型化或省略芯基板等,多层印刷电路板存在日益薄型化的趋势。在通过芯基板的薄型化或省略芯基板等而将多层印刷电路板薄型化中,为了维持多层印刷电路板的机械强度,认为用预浸料作为形成层间绝缘层的材料是有效的。
例如,在专利文献1中,公开了通过真空加压式层压装置,以单片方式层叠玻璃布预浸料和铜箔,形成由预浸料的固化物形成的绝缘层的方法。此外,在专利文献2中,公开了通过将在脱模膜的一面上附着添加用B阶树脂组合物而得到的片层叠粘接在纤维布基材上而得到的附有脱模膜的B阶树脂组合物片,制造多层印刷电路板的方法。此外,在专利文献3中公开了一种热固化性树脂组合物以及浸渗其的预浸料,所述热固化性树脂组合物具有适合通过真空层压装置进行的多层印刷电路板的绝缘层形成的熔融粘度值。
专利文献1:日本特开2003-332740号公报
专利文献2:日本特开2003-340952号公报
专利文献3:日本特开2005-154727号公报
发明内容
本发明的目的在于提供多层印刷电路板的制造方法,该方法在多层印刷电路板的绝缘层形成中使用预浸料时,可以在利用预浸料的绝缘层上以高的生产性形成良好的盲通路孔。
通过预浸料形成绝缘层时,由于绝缘层中存在玻璃布等纤维基材,在绝缘层形成盲通路孔(通路孔)时存在问题。形成盲通路孔时例如考虑到使用UV-YAG激光的方法,而UV-YAG激光虽然纤维基材的加工性良好,但是从成本或加工速度的角度考虑,未必令人满意。另一方面,二氧化碳激光在加工速度或成本方面比UV-YAG激光优异,但是纤维基材的加工性存在问题。
例如,根据本发明人的发现,对浸渗了热固化性树脂的预浸料照射二氧化碳激光形成盲通路孔时,由于玻璃布与热固化性树脂的加工性不同,玻璃布从盲通路孔侧壁突出,产生壁面的凹凸增大的现象。这种盲通路孔侧壁的壁面的凹凸成为多层印刷电路板的导通可靠性降低的主要原因,特别是在盲通路孔的孔径为100μm以下的高密度的印刷电路板中,导通可靠性的降低成为显著的问题。另一方面,为了提高玻璃布的加工性而提高二氧化碳激光的能量时,发现存在下述问题:绝缘层表面的损伤增大,盲通路孔被加工得绝缘层表面的孔径(通路孔顶径)增大,此外孔周边的绝缘层表面的凹凸增大,不利于将配线微细化等。要说明的是,使用不存在纤维基材的粘接膜形成绝缘层时,由于可以以更低的能量进行加工,不会产生这种问题。
鉴于这种状况,本发明人进行了深入研究,结果发现,从密合在绝缘层表面的塑料膜上照射二氧化碳激光,形成盲通路孔时,即使照射对于纤维基材的加工来说充分高的能量的二氧化碳激光时,绝缘层表面的损伤也得到抑制,可对玻璃布良好地进行加工,从而完成了本发明。即,本发明包括以下的内容:
[1]多层印刷电路板的制造方法,其特征在于,包括对将预浸料热固化在电路基板的两面或一面上而形成的绝缘层,从与该绝缘层表面密合的塑料膜之上照射二氧化碳激光,形成盲通路孔的步骤。
[2]如[1]所述的方法,其中,将在塑料膜上形成预浸料得到的粘接片以使预浸料面与电路基板的两面或一面接触的方式层叠在电路基板上,将预浸料热固化形成绝缘层后,从塑料膜之上照射二氧化碳激光。
[3]如[1]或[2]所述的方法,其中,二氧化碳激光的能量为1mJ以上。
[4]如[1]或[2]所述的方法,其中,二氧化碳激光的能量为1~5mJ。
[5]如[1]~[4]任意一项中所述的方法,其中,塑料膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
[6]如[1]~[5]任意一项中所述的方法,其中,预浸料为在玻璃布中浸渗热固化性树脂组合物而得到的预浸料。
[7]如[1]~[6]任意一项中所述的方法,其中,塑料膜的厚度为20~50μm,并且预浸料的厚度为20~100μm。
[8]如[1]~[7]任意一项中所述的方法,其中,还包括将塑料膜从绝缘层剥离的剥离步骤。
[9]如[1]~[8]任意一项中所述的方法,其中,还包括对绝缘层进行粗糙化处理的粗糙化步骤、在进行了粗糙化的绝缘层表面上通过镀敷形成导体层的镀敷步骤、和在导体层上形成电路的电路形成步骤。
根据本发明的制造方法,可以使用在加工速度、成本方面优异的二氧化碳激光,在通过预浸料形成的绝缘层上形成良好的盲通路孔。
此外,通过预浸料形成的绝缘层由于机械强度优异,本发明方法在薄型芯基板或省略了芯基板的无芯基板等薄型化了的多层印刷电路板的制造中特别有用。
附图说明
[图1]为包括显示实施例1~3的结果的扫描型电子显微镜(SEM)照片的图。
[图2]为包括显示比较例1~3的结果的扫描型电子显微镜(SEM)照片的图。
具体实施方式
以下,结合优选实施方式对本发明进行说明。
本发明中的预浸料可以通过使热固化性树脂组合物浸渗到片状纤维基材中,并进行加热和干燥来得到。
作为片状纤维基材,例如可以使用玻璃布、芳族聚酰胺无纺布、液晶聚合物无纺布等作为预浸料用基材常用的基材。特别优选玻璃布。此外,用于形成多层印刷电路板的绝缘层时,优选使用厚度为50μm以下的薄型基材。
作为片状纤维基材的具体例子,玻璃布基材可以举出例如,旭シユエ一ベル社(株)制的スタイル1027MS(经纱密度75根/25mm、纬纱密度75根/25mm、布质量20g/m2、厚度19μm)、1037MS(经纱密度70根/25mm、纬纱密度73根/25mm、布质量24g/m2、厚度28μm),(株)有泽制作所制的1037NS(经纱密度72根/25mm、纬纱密度69根/25mm、布质量23g/m2、厚度21μm)、1027NS(经纱密度75根/25mm、纬纱密度75根/25mm、布质量19.5g/m2、厚度16μm)、1015NS(经纱密度95根/25mm、纬纱密度95根/25mm、布质量17.5g/m2、厚度15μm)等。
作为液晶聚合物无纺布,可以举出クラレ(株)制的芳族聚酯无纺布的通过熔喷法得到的ベクルス(单位面积重量6~15g/m2)、ベクトラン等。
热固化性树脂组合物若为适用于多层印刷电路板的绝缘层的热固化性树脂组合物,则可以不特别限定地来使用,例如可以使用在环氧树脂、氰酸酯树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸类树脂、乙烯基苄基树脂等热固化性树脂中至少配合其固化剂而得到的组合物。该组合物优选为含有环氧树脂作为热固化性树脂的组合物,例如,优选为含有环氧树脂、热塑性树脂和固化剂的组合物。
作为环氧树脂,可以举出例如,双酚A型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、含磷的环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂、甲酚酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、双酚的二缩水甘油基醚化物、萘二酚的二缩水甘油基醚化物、苯酚类的缩水甘油基醚化物和醇类的二缩水甘油基醚化物,以及这些环氧树脂的烷基取代物、卤化物和氢化物等。这些环氧树脂可以使用任意1种或混合2种以上来使用。
环氧树脂中,从耐热性、绝缘可靠性、与金属膜的密合性的角度考虑,优选为双酚A型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂。具体地说,可以举出例如,液态双酚A型环氧树脂(Japan Epoxy Resin(株)制“エピコ一ト828EL”)、萘型双官能环氧树脂(大日本インキ化学工业(株)制“HP4032”、“HP4032D”)、萘型四官能环氧树脂(大日本インキ化学工业(株)制“HP4700”)、萘酚型环氧树脂(东都化成(株)制“ESN-475V”)、具有丁二烯结构的环氧树脂(ダイセル化学工业(株)制“PB-3600”)、具有联苯结构的环氧树脂(日本化药(株)制“NC3000H”、“NC3000L”,Japan EpoxyResin(株)制“YX4000”)等。
热塑性树脂是为了对固化后的组合物赋予适当的柔软性等而配合的,可以举出例如,苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚砜等。它们可以单独使用任意1种或并用2种以上。该热塑性树脂在热固化性树脂组合物的不挥发成分为100质量%时,优选以0.5~60质量%的比率配合,更优选为3~50质量%。
作为苯氧基树脂的具体例子,可以举出例如,东都化成(株)制的FX280、FX293,Japan Epoxy Resin(株)制的YX8100、YL6954、YL6974等。
聚乙烯醇缩醛树脂优选为聚乙烯醇缩丁醛树脂,作为聚乙烯醇缩醛树脂的具体例子,可以举出电气化学工业(株)制的电化ブチラ一ル4000-2、5000-A、6000-C、6000-EP,积水化学工业(株)制的エスレツクBH系列、BX系列、KS系列、BL系列、BM系列等。
作为聚酰亚胺的具体例子,可以举出新日本理化(株)制的聚酰亚胺“リカコ一トSN20”和“リカコ一トPN20”。此外,可以举出双官能性羟基末端聚丁二烯、二异氰酸酯化合物和四元酸酐反应得到的线状聚酰亚胺(日本特开2006-37083号公报记载的聚酰亚胺),含有聚硅氧烷骨架的聚酰亚胺(日本特开2002-12667号公报、日本特开2000-319386号公报等中记载的聚酰亚胺)等改性聚酰亚胺。
作为聚酰胺酰亚胺的具体例子,可以举出东洋纺织(株)制的聚酰胺酰亚胺“バイロマツクスHR11NN”和“バイロマツクスHR16NN”。此外,可以举出日立化成工业(株)制的含有聚硅氧烷骨架的聚酰胺酰亚胺“KS9100”、“KS9300”等改性聚酰胺酰亚胺。
作为聚醚砜的具体例子,可以举出住友化学(株)制的聚醚砜“PES5003P”等。
作为聚砜的具体例子,可以举出ソルベンアドバンストポリマ一ズ(株)制的聚砜“P1700”、“P3500”等。
作为固化剂,可以举出例如,胺类固化剂、胍类固化剂、咪唑类固化剂、苯酚类固化剂、萘酚类固化剂、酸酐类固化剂或它们的环氧加成物或微囊化的固化剂、氰酸酯树脂等。其中,优选为苯酚类固化剂、萘酚类固化剂、氰酸酯树脂。而且,本发明中,固化剂可以使用1种或并用2种以上。
作为苯酚类固化剂、萘酚类固化剂的具体例子,可以举出例如,MEH-7700、MEH-7810、MEH-7851(以上由明和化成(株)制),NHN、CBN、GPH(以上由日本化药(株)制),SN170、SN180、SN190、SN475、SN485、SN495、SN375、SN395(以上由东都化成(株)制),LA7052、LA7054、LA3018、LA1356(以上由大日本インキ化学工业(株)制)等。
此外,作为氰酸酯树脂的具体例子,可以举出例如,双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯)、4,4’-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯苯基甲烷)、双(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯苯基)硫醚、双(4-氰酸酯苯基)醚等双官能氰酸酯树脂,由苯酚酚醛清漆(フエノ一ルノボラツク)、甲酚酚醛清漆(クレゾ一ルノボラツク)等衍生的多官能氰酸酯树脂,这些氰酸酯树脂的一部分被三嗪化而得到的预聚物等。作为市售的氰酸酯树脂,可以举出苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂(ロンザジヤパン(株)制“PT30”、氰酸酯当量124)、双酚A二氰酸酯的一部分或全部三嗪化形成三聚物而得到的预聚物(ロンザジヤパン(株)制“BA230”、氰酸酯当量232)等。
热固化性树脂与固化剂的配合比率根据热固化性树脂、固化剂的种类等适当选择,但是例如热固化性树脂为环氧树脂时,环氧树脂与固化剂的配合比率,在苯酚类固化剂或萘酚类固化剂的情况下,优选相对于环氧树脂的环氧当量1,这些固化剂的酚性羟基当量为0.4~2.0的比率,更优选为0.5~1.0的比率。氰酸酯树脂的情况下,优选相对于环氧当量1,氰酸酯当量为0.3~3.3的比率,更优选为0.5~2的比率。
而且,在热固化性树脂组合物中,除了固化剂之外,还可以进一步配合固化促进剂。作为这种固化促进剂,可以举出咪唑类化合物、有机膦类化合物等,作为具体例子,可以举出例如,2-甲基咪唑、三苯基膦等。使用固化促进剂时,相对于环氧树脂,优选用量为0.1~3.0质量%。而且,环氧树脂固化剂使用氰酸酯树脂时,为了缩短固化时间,还可以添加一直以来在并用环氧树脂组合物与氰酸酯化合物的体系中用作固化催化剂的有机金属化合物。作为有机金属化合物,可以举出乙酰丙酮铜(II)等有机铜化合物,乙酰丙酮锌(II)等有机锌化合物,乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴化合物等。有机金属化合物的添加量相对于氰酸酯树脂,按照金属换算通常为10~500ppm,优选为25~200ppm。
此外,热固化性树脂组合物中,为了使固化后的组合物低热膨胀化,可以含有无机填充剂。作为无机填充剂,可以举出例如,二氧化硅、氧化铝、云母(mica)、云母(雲母)、硅酸盐、硫酸钡、氢氧化镁、氧化钛等,优选为二氧化硅、氧化铝,特别优选为二氧化硅。而且,从绝缘可靠性的角度考虑,无机填充剂优选平均粒径为3μm以下,更优选平均粒径为1.5μm以下。热固化性树脂组合物中的无机填充剂的含量在热固化性树脂组合物的不挥发成分为100质量%时,优选为20~60质量%,更优选为20~50质量%。
热固化性树脂组合物中,可以根据需要配合其它的成分。作为其它的成分,可以举出例如,有机磷系阻燃剂、有机系含氮的磷化合物、氮化合物、硅氧烷系阻燃剂、金属氢氧化物等阻燃剂,硅氧烷粉、尼龙粉、氟粉等有机填充剂,オルベン、ベントン等增稠剂,硅氧烷系、氟系、高分子系的消泡剂或均化剂,咪唑系、噻唑系、三唑系、硅烷系偶联剂等密合性赋予剂,酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、双偶氮黄、炭黑等着色剂等。
预浸料可以通过公知的热熔法、溶剂法等制备。热熔法为不将树脂组合物溶解在有机溶剂中,而将树脂组合物先涂布在与树脂组合物的剥离性良好的脱模纸上,将其层合在片状纤维基材上,或用模压涂布机直接涂布等来制备预浸料的方法。此外,溶剂法为将树脂组合物溶解在有机溶剂中得到树脂组合物清漆,在该树脂组合物清漆中浸渍片状纤维基材,由此使树脂组合物清漆浸渗到片状纤维基材中,然后进行干燥的方法。此外,还可以通过将由层叠在塑料膜上的热固化性树脂组合物形成的粘接膜从片状纤维基材的两面在加热、加压条件下连续地热层压来制备。作为制备清漆时的有机溶剂,可以举出例如,丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇单甲基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯等乙酸酯类,溶纤剂、丁基卡必醇等卡必醇类,甲苯、二甲苯等芳烃类,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。有机溶剂可以使用1种或组合2种以上来使用。
对干燥条件不特别限定,但是层压在电路基板上使用时等,为了保持预浸料的粘接能力,干燥时尽可能地不使热固化性树脂组合物固化是重要的。此外,若在预浸料内残留大量的有机溶剂,则导致固化后产生膨胀,因此进行干燥以使有机溶剂在热固化性树脂组合物中的含有比率通常为5质量%以下、优选为2质量%以下。具体的干燥条件根据热固化性树脂组合物的固化性或清漆中的有机溶剂量不同而不同,例如在含有30~60质量%有机溶剂的清漆中,通常可以在80~180℃下干燥3~13分钟左右。本领域技术人员可以通过简单的实验来设定适当、优选的干燥条件。
本发明中,从密合在绝缘层表面的塑料膜上照射二氧化碳激光,形成盲通路孔。仅将塑料膜覆盖在绝缘层上等没有密合时,由于存在不均匀的空隙,激光加工性产生差异,产生孔形状、特别是表面的形状(孔的开口部的形状)不均匀等不良问题。作为使其密合的方法,可以举出例如,将预浸料层叠在电路基板上时,同时层叠塑料膜,然后将预浸料热固化的方法;将预浸料层叠在电路基板上后,进而层叠塑料膜,将预浸料热固化的方法;将预浸料热固化后,隔着粘接剂层叠塑料膜的方法等,作为不需要多余的操作、材料,最适于工业生产的方法,可以举出预先制造带有塑料膜的预浸料(粘接片),将该粘接片层叠在电路基板上,进行热固化的方法。此外,热固化时,由于塑料膜存在于预浸料上,热固化性树脂组合物从预浸料的流动得到抑制,避免了由于树脂渗出在绝缘层表面露出纤维基材的问题。
作为本发明中的在塑料膜上形成预浸料而得到的粘接片的制造方法,可以举出例如,将预浸料和支撑体传送到辊式层压装置中,通过金属辊或弹性材料辊,将塑料膜在预浸料上连续地进行加压、加热来层压的方法。此外,制造具有保护膜的粘接片时,可以列举使预浸料的一面与塑料膜接触、另一面与保护膜接触来将预浸料、支撑体和保护膜传送到辊式层压装置中,从塑料膜和保护膜两面通过金属辊或弹性材料辊加压、加热来进行层压的方法。层压后,将得到的粘接片卷取成卷状,由此制造卷状的粘接片。此外,这些粘接片的制造可以通过在预浸料的制备步骤之后连续地进行来高效地制造。例如,可以通过辊连续地传送卷取成卷状的片状纤维基材,使其浸渗热固化性树脂组合物清漆并进行干燥后,直接移送到粘接片的制造步骤。
作为塑料膜,不特别限定,可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PEN”)等聚酯,聚碳酸酯(以下有时简称为“PC”),亚克力(PMMA),环状聚烯烃,三乙酰纤维素(TAC),聚醚硫化物(PES),聚醚酮,聚酰亚胺等。其中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜,特别优选廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。还可以对塑料膜的预浸料侧的面实施消光处理、电晕处理。为了可以在预浸料热固化后剥离塑料膜,作为塑料膜,优选使用在塑料膜与预浸料接触的一面侧具有脱模层的带有脱模层的塑料膜。此外,塑料膜可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基树脂(PFA)、四氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(FEP)、四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚以及六氟丙烯的共聚物(EPE)、四氟乙烯与乙烯或丙烯的共聚物(ETFE)、氟类树脂(例如偏二氟乙烯系树脂(PVDF)、氟乙烯类树脂(PVF)等)等膜。
作为脱模层中使用的脱模剂,若为在将预浸料热固化后可以剥离塑料膜的脱模剂,则不特别限定,可以举出例如硅氧烷类脱模剂、醇酸树脂类脱模剂等。而且,带有脱模层的塑料膜中的脱模层的厚度通常为0.01~1μm左右,优选为0.01~0.2μm。此外,带有脱模层的塑料膜可以直接使用市售品,作为优选的市售品,可以举出例如作为具有以醇酸树脂类脱模剂作为主要成分的脱模层的PET膜的リンテツク(株)制的SK-1、AL-5、AL-7等。
塑料膜的厚度优选为20~50μm,更优选为20~45μm,特别优选为23~40μm。而且,本发明中的塑料膜的厚度在支撑体具有脱模层的情况下,为包括该脱模层的厚度。
预浸料的厚度优选为20~100μm。若预浸料的厚度小于20μm,则存在难以平坦地层叠在电路基板上的趋势,若超过100μm,则不适于多层印刷电路板的薄型化。
本发明中的粘接片优选具有保护膜。即,粘接片优选具有保护膜/预浸料/塑料膜的层结构。保护膜具有保护预浸料表面不受物理性的损伤、此外防止灰尘等异物附着等优点。作为保护膜,可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃,PET、PEN等聚酯,PC,聚酰亚胺等。而且,对保护膜除了可以与塑料膜同样地进行消光处理、电晕处理之外,还可以实施脱模处理。保护膜的厚度优选为5~30μm。若小于5μm则由于易薄地伸长,制造时存在难以与预浸料表面密合良好地贴合的趋势,若超过30μm则在成本方面不利,所以不优选。
将本发明中的粘接片层叠(层合)在电路基板上,将预浸料热固化形成绝缘层可以使用用预浸料形成电路基板的绝缘层时的以往的方法。例如,在电路基板的一面或两面上层叠粘接片,通过SUS镜面板等金属板进行加热和加压,进行层叠加压。压力优选为5~40kgf/cm2(49×104~392×104N/m2),温度优选为120~180℃,加压时间优选为20~100分钟。此外,也可以使用真空层压装置制造。此时,将粘接片在减压下进行加热以及加压,而将粘接片层压在电路基板上。加热以及加压可以通过从塑料膜侧对加热了的SUS镜面板等金属板进行加压来进行,但是优选不直接对金属板进行加压、而通过耐热橡胶等弹性材料来进行加压以使粘接片充分地追随电路基板的电路凹凸。加压在温度优选为70~140℃、压力优选为1~11kgf/cm2(9.8×104~107.9×104N/m2)下进行。空气压力优选为20mmHg(26.7hPa)以下的减压。在层压步骤之后,优选通过用金属板进行的热压来进行层压了的粘接片的平滑化。该平滑化步骤通过在常压下(大气压下),用加热了的SUS镜面板等金属板对粘接片进行加热以及加压来进行。加热以及加压条件可以使用与上述层压步骤相同的条件。上述层压步骤和平滑化步骤可以通过市售的真空层压装置连续地进行。作为市售的真空层压装置,可以举出例如,(株)名机制作所制的真空加压式层压装置、ニチゴ一·モ一トン(株)制バキユ一ムアツプリケ一タ一等。
在层压步骤之后、或平滑化步骤之后进行热固化步骤。在热固化步骤中,将预浸料热固化,形成绝缘层。热固化条件根据热固化性树脂组合物的种类等不同而不同,但是通常固化温度为170~190℃左右,固化时间为15~60分钟。
将预浸料热固化形成绝缘层后,从塑料膜上照射二氧化碳激光形成盲通路孔。二氧化碳激光通常使用9.3~10.6μm的波长。二氧化碳激光的能量优选为1mJ以上。若能量过低,则由于纤维基材的加工性的降低,纤维基材从孔侧壁突出,孔的壁面的凹凸增大的趋势变得显著。此外,难以通过减少照射(shot)次数来提高加工速度。能量的上限若过高则盲通路孔的导体底层受到损伤,因此自然而然地决定。虽然取决于照射次数、盲通路孔的深度等,但是通常为5mJ以下,优选为4.5mJ以下,进一步优选为4mJ以下,特别优选为3.5mJ以下。
此外,照射次数根据盲通路孔的深度、孔径等不同而不同,但是通常选择1~10次照射。从提高加工速度考虑,优选照射次数少,若采用高能量值,则在盲通路孔的情况可以进行1~2次照射的加工,从而可以大幅提高多层印刷电路板的生产性。因此,从加工速度的角度考虑,二氧化碳激光的能量更优选为1.5mJ以上,特别优选为2mJ以上。通过多次照射进行加工时,连续性的照射的爆发方式由于在孔内蓄积加工热,纤维基材与热固化性树脂组合物的加工性易产生差异,有孔侧壁的凹凸增大的趋势,因此优选为具有时间间隔的多次照射的循环方式。
对二氧化碳激光的脉冲宽度不特别限定,可以在从28μs的中等范围到4μs左右的短脉冲的宽范围内进行选择。
而且,二氧化碳激光的能量指的是每1次照射的绝缘层表面的激光的能量值,可以通过二氧化碳激光装置中的振荡机的输出功率、准直透镜(能量调整用透镜)、掩模直径等进行调整。而且,掩模直径根据所加工的盲通路孔的直径来选择。能量值可以通过在进行激光加工的台座上放置测定器(能量传感器),对所加工的电路基板的绝缘层表面高度的能量进行实际测定来测定。而且,在市售的二氧化碳激光装置中装配有测定装置,可以容易地对照射对象表面的能量进行测定。作为市售的二氧化碳激光装置,可以举出例如,三菱电机(株)的ML605GTWII、日立ビアメカニクス(株)的LC-G系列、松下溶接システム(株)的基板开孔激光加工机等。
根据需要,可以在形成有绝缘层的电路基板上形成贯通孔(通孔)。贯通孔形成可以使用以往公知的方法。在多层印刷电路板中,贯通孔的形成通常在芯基板中进行,增层(ビルドアツプされた)的绝缘层通常通过盲通路孔进行导通。此外,贯通孔形成通常使用机械钻。还已知通过激光在芯基板中形成贯通孔的方法,但是此时由于铜箔反射激光,通常采用对铜箔表面进行化学性加工后照射激光的方法。此外,还已知将含有提高激光能量的吸收的成分的开孔用辅助片设置在铜箔表面上,进行激光照射的方法。通过二氧化碳激光形成贯通孔时,必需更大的能量,虽然取决于铜箔或芯基板的厚度,但是例如采用10~60mJ的能量。在薄型的电路基板中,例如,如本发明中的盲通路孔的形成那样,通过从密合在绝缘层表面上的支撑体膜上照射二氧化碳激光而形成贯通孔等,从增层的绝缘层上通过激光形成贯通孔。
在本发明的多层印刷电路板的制造方法中,进一步包括从热固化了的预浸料(绝缘层)剥离塑料膜的剥离步骤。塑料膜的剥离可以手动剥离,或通过自动剥离装置机械地剥离。塑料膜的剥离在形成盲通路孔后进行。此外,形成贯通孔时,优选在形成盲通路孔后、或在盲通路孔和贯通孔形成后进行。
本发明的多层印刷电路板的制造方法中,可以进一步包括对该绝缘层进行粗糙化处理的粗糙化步骤、在进行了粗糙化的绝缘层表面通过镀敷形成导体层的镀敷步骤、和在导体层上形成电路的电路形成步骤。这些步骤可以通过本领域技术人员公知的多层印刷电路板的制造中使用的各种方法来进行。
粗糙化步骤例如可以通过将绝缘层表面用碱性高锰酸水溶液等氧化剂进行处理来进行。该粗糙化步骤有时兼作为盲通路孔、贯通孔的去胶渣步骤。优选在碱性高锰酸水溶液之前通过溶胀液进行溶胀处理。对于溶胀液,可以举出例如,アトテツクジヤパン(株)制的Swelling DipSecuriganth P、Swelling Dip Securiganth SBU等。溶胀处理通常通过将绝缘层置于加热至60~80℃左右的溶胀液中5~10分钟左右来进行。作为碱性高锰酸水溶液,可以举出例如,在氢氧化钠的水溶液中溶解高锰酸钾或高锰酸钠而得到的溶液。通过碱性高锰酸水溶液进行的粗糙化处理通常在60~80℃下实施10~30分钟左右。碱性高锰酸水溶液,作为市售品可以举出アトテツクジヤパン(株)制的コンセントレイト·コンパクトCP、ド一ジングソリユ一シヨンセキユリガンスP等。此外,优选在氧化剂(碱性高锰酸水溶液)的处理后,用还原剂进行中和处理。作为上述还原剂(中和液),可以举出例如,アトテツクジヤパン(株)制的リダクシヨンシヨリユ一シン·セキユリガントP。中和处理通常通过置于加热至25~60℃左右的中和液中2~7分钟左右来进行。
镀敷步骤例如通过在利用粗糙化处理形成凹凸的锚的绝缘层表面上通过非电解镀敷和电解镀敷组合而成的方法形成导体层来进行。导体层优选为镀铜层。镀铜层通过非电解镀铜和电解镀铜组合而成的方法,或形成与导体层相反图案的镀敷抗蚀剂、仅通过非电解镀铜来形成导体层。非电解镀敷层的厚度优选为0.1~3μm,更优选为0.3~2μm。另一方面,电解镀敷层的厚度为与非电解镀敷层的厚度的总计厚度优选为3~35μm、更优选为5~20μm的厚度。而且,形成导体层后,在150~200℃下退火处理20~90分钟,由此可以进一步提高导体层的剥离强度、使其稳定化。
电路形成步骤例如可以采用减法、半加法等。形成细导线时优选为半加法,在非电解镀敷层上实施图案抗蚀剂,形成所需厚度的电解镀敷层(图案镀敷层)后,将图案抗蚀剂剥离,用快速蚀刻除去非电解镀敷层,由此可以形成电路。
本发明的多层印刷电路板的制造中使用的电路基板主要指的是在玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化型聚苯醚基板等基板的一面或两面形成进行了图案加工的导体层(电路)的电路基板。此外,制造多层印刷电路版时,进而形成绝缘层和/或导体层的中间制造物的内层电路基板也包含在本发明所称的电路基板中。而且,对导体电路层表面通过黑化处理等预先实施粗糙化处理从绝缘层对电路基板的密合性的角度考虑优选。
以下,通过实施例和比较例对本发明进行更具体的说明。而且,以下的记载中“份”指的是“质量份”。
将液态双酚A型环氧树脂(环氧当量180、Japan Epoxy Resin(株)制“エピコ一ト828EL”)28份、萘型四官能环氧树脂(环氧当量163、大日本インキ化学工业(株)制“HP4700”)28份在搅拌的同时加热溶解在甲乙酮15份、环己酮15份的混合液中。向其中混合萘酚系固化剂(东都化成(株)制“SN-485”、酚性羟基当量215)的固体成分为50%的甲乙酮溶液110份、固化催化剂(四国化成工业(株)制、“2E4MZ”)0.1份、球形二氧化硅(平均粒径0.5μm、“SOC2”アドマテツクス社制)70份、聚乙烯醇缩丁醛树脂(积水化学工业(株)制“KS-1”)的固体成分为15%的乙醇与甲苯的1∶1溶液30份,用高速旋转混合机均匀地分散,制备树脂清漆。
实施例1
将上述树脂清漆浸渗到厚度为16μm的玻璃布((株)有泽制作所制1027NS)中,在80~120℃下干燥6分钟,得到厚度为50μm的预浸料(残留溶剂量在不含有玻璃布的热固化性树脂组合物中为1wt%),从一侧热层压厚度为25μm的脱模PET(リンテツク(株)制AL5),从相反侧热层压厚度为16μm的聚丙烯的保护膜,卷取成卷状。然后,切成335mm的宽度,得到卷状的带有塑料膜的预浸料。然后,以500mm的长度切割带有塑料膜的预浸料,虚装在形成了电路(电路导体厚18μm)的510mm×340mm尺寸、厚度0.2mm的包铜叠层板的两面上,用(株)名机制作所制真空层压装置,在温度120℃、压力7kgf/cm2、气压5mmHg以下的条件下对两面进行层压,进而连续地在温度120℃、压力5kgf/cm2的条件下通过SUS镜面板进行热压。然后,在带有脱模PET膜的状态下在180℃下热固化30分钟,在电路基板两面上形成绝缘层。
冷却至室温后,不剥离脱模PET膜,从其上通过三菱电机(株)制二氧化碳激光(ML605GTWII-P),在图1的实施例1栏中记载的条件下进行开孔,形成多个盲通路孔(设想顶径为70μm)。而且,为了使设想顶径70μm与比较例相同,掩模直径相对于下述比较例中无脱模PET膜的开孔时的1.0mm稍大,为1.1mm(带有脱模PET膜的开孔时,掩模直径为1.1mm)。
然后,用扫描型电子显微镜(SEM)((株)日立ハイテクノロジ一ズ制、型号“S-4800”)观察盲通路孔,对激光加工性进行评价。此外,在兼作为绝缘层的粗糙化处理步骤的去胶渣步骤之后,也用扫描型电子显微镜(SEM)观察盲通路孔。粗糙化处理步骤使用アトテツク社的粗糙化液(スエリングデイツプ·セキユリガンドP(溶胀)、コンセントレ一トコンパクトP(氧化)、リダクシヨンシヨリユ一シンセキユリガントP(中和),通过溶胀60℃×5分钟、氧化80℃×20分钟、中和40℃×5分钟的步骤来进行。
实施例2
除了在图1的实施例2栏中记载的条件下进行开孔之外,与实施例1同样地进行操作,与实施例1同样地进行评价。
实施例3
除了在图1的实施例3栏中记载的条件下进行开孔之外,与实施例1同样地进行操作,与实施例1同样地进行评价。
<比较例1~3>
冷却至室温后,将脱模PET膜剥离,然后通过三菱电机(株)制二氧化碳激光(ML605GTWII-P),在图2(比较例1~3)记载的条件下进行开孔(掩模直径1.0mm)。除此之外与实施例1同样地进行操作,与实施例1同样地进行评价。
结果如图1和图2所示。SEM照片以玻璃布密度高的部位作为代表来记载。
由图1可知,从塑料膜上通过二氧化碳激光形成的盲通路孔,通路(via)的真圆度都优异,且即使在超过1mJ的高能量下树脂损伤也少,去胶渣后,通路周边的绝缘层表面也为均匀的粗糙面。此外,通过使用高的能量,即使减少照射次数也可以进行通路加工,本发明的方法为适于通路形成的高速化的孔形成方法。
另一方面,将塑料膜剥离后、对绝缘层直接照射二氧化碳激光、形成盲通路孔的图2中,能量低的比较例1、2中,加工性降低,玻璃布从通路的侧壁突出变得显著。此外,比较例3中,能量比较高、为1mJ,可以抑制玻璃布从通路的侧壁突出,但是由于通路的真圆度差、通路周边的绝缘层表面的树脂损伤也大,去胶渣后通路孔顶径变宽显著。
本申请以在日本申请的日本特愿2007-239672为基础,它们的内容全部包含在本说明书中。
Claims (9)
1.多层印刷电路板的制造方法,其特征在于,包括对将预浸料热固化在电路基板的两面或一面上而形成的绝缘层,从与该绝缘层表面密合的塑料膜之上照射二氧化碳激光,形成盲通路孔的步骤。
2.如权利要求1所述的方法,其中,将在塑料膜上形成预浸料得到的粘接片以使预浸料面与电路基板的两面或一面接触的方式层叠在电路基板上,将预浸料热固化形成绝缘层后,从塑料膜之上照射二氧化碳激光。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,二氧化碳激光的能量为1mJ以上。
4.如权利要求1或2所述的方法,其中,二氧化碳激光的能量为1~5mJ。
5.如权利要求1~4任意一项中所述的方法,其中,塑料膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
6.如权利要求1~5任意一项中所述的方法,其中,预浸料为在玻璃布中浸渗热固化性树脂组合物而得到的预浸料。
7.如权利要求1~6任意一项中所述的方法,其中,塑料膜的厚度为20~50μm,并且预浸料的厚度为20~100μm。
8.如权利要求1~7任意一项中所述的方法,其中,还包括将塑料膜从绝缘层剥离的剥离步骤。
9.如权利要求1~8任意一项中所述的方法,其中,还包括对绝缘层进行粗糙化处理的粗糙化步骤、在进行了粗糙化的绝缘层表面上通过镀敷形成导体层的镀敷步骤、和在导体层上形成电路的电路形成步骤。
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