CN1897797A - 多层布线板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种多层布线板，将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层，并在其叠层方向形成通孔及通路孔，使前述绝缘基材和前述绝缘层对于形成前述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性及激光加工速度为相同程度。

Description

多层布线板及其制造方法

本申请是根据2005年6月7日在日本提出申请的特愿2005-167525要求优先权。由于谈及这一点，故其全部内容包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及将在绝缘基材上形成电路图形的多片电路基板通过绝缘层进行叠层、同时形成通孔(through hole)及通路孔(Via hole)的多层布线板及其制造方法。

背景技术

以往在多层布线板的通孔及通路孔的开孔加工中，作为“激光通路法”，众所周知多采用二氧化碳激光或YAG激光的方法。

图6～图14所示为采用该“激光通路法”的多层布线板制造工序一个例子的简要剖视图。以下说明该制造工序。

首先，如图6所示，在成为内层绝缘层的由绝缘树脂板构成的绝缘基材101的两面叠层由铜箔构成的内层导体层102，从而形成成为心材的叠层板201。这里，作为绝缘基材101，一般使用玻璃纤维增强环氧树脂板或聚酰亚胺薄膜等。

然后，如图7所示，在连接上述叠层板201的两面的内层导体层102的2-3层间形成成为内通路孔的孔103。

接着，如图8所示，在进行了适当的预处理后，对包含成为上述2-3层间内通路孔的孔103的整个叠层板202进行面板镀层处理。形成面板镀层104。

然后，如图9所示，对进行了该面板镀层处理的叠层板203的两面的铜箔进行刻蚀，形成内层电路图形105及2-3层间内通路孔106，从而形成内层电路。

在这之后，如图10所示，用填孔树脂107填入上述2-3层间内通路孔106。

如图11所示，在经过以上工序的叠层板204的两面依次叠层由绝缘树脂板构成的层间绝缘层108和由铜箔构成的外层导体层109，形成多层板。这里，作为绝缘树脂板，一般是采用半固化的玻璃纤维增强环氧树脂即预浸渍材料，或者采用适当的树脂材料与粘结剂组合的材料，来代替前述预浸渍材料。

接着，如图12所示，在上述多层板中，通过刻蚀除去要形成通路孔的部分的外层导体层109。

然后，对通过上述刻蚀除去了外层导体层的部位110的层间绝缘层111，照射适当强度及波长的激光。通过这样，如图13所示，仅将除去了铜箔的部位110的层间绝缘层111除去，形成通路孔112。这里，有铜箔的部分的层间绝缘层113由于铜箔起到了掩膜的作用，因此没有被除去。另外，该方法本身众所周知是作为一种“保形加工法”。

若如上所述形成了通路孔，则对整个基板进行适当的面板镀层处理及刻蚀处理，分别形成1-2层间通路孔114及外层电路图形115，从而构成图14所示的多层布线板。另外，在这里为了简化图形，省略表示在外层导体表面形成的镀层等的表面处理、以及抗蚀剂层及标记印刷等。

另外，关于制成多层布线板的方法，除了以上那样的方法以外，还有一种方法是，将用树脂填入前述2-3层间通路孔的状态(参照图10)的基板预先制成多片，供1-2层用及3-4层用，再将它们叠层，以此制成多层板。

然而，在上述以往的多层布线线板中，在其生产率及可靠性方面存在下述那样的问题。其主要原因是由于，在构成前述内层绝缘层及前述层间绝缘层的各种材料之间，对于加工激光的激光加工性及激光加工速度存在差异。以下详细说明这些问题。

多层布线板的内层绝缘层及层间绝缘层为了确保布线板的尺寸稳定性、形成稳定性及机械强度的目的，一般利用玻璃纤维或芳香族聚酰胺纤维进行增强。但是，这些增强纤维与内层绝缘层或层间绝缘层的材料所用的环氧树脂等相比，激光加工性差，其加工速度及加工所需要的能量存在较大的差异。因此，如图16所示，在多层布线板上所形成的通路孔或通孔中，残留有纤维屑或未加工材料301。

对于这样的问题，提出了对增强纤维等预先进行加工以改善激光加工性的方法、以及对增强纤维的织法或粗细和形状没法改进等方法(例如，参照特开2002-198653号公报、特开2002-237680号公报、特开2003-31957号公报、特表2003-503832号公报、特开平11-195853号公报、特开平11-330310号公报、特开2004-146711号公报)。但是，这些方法也不是万全之策，另外还存在这些材料的预处理加工要花费工夫而且成本增加等问题。

再有，在多层布线板的称为内层绝缘层及层间绝缘层的绝缘层间，激光加工速度及加工所需要的能量存在差异。因此，例如在外层的层间绝缘层与内层绝缘层相比，需要极大能量的激光照射时，对外层的层间绝缘层间照射的激光对内层绝缘层来说能量过多，将因此而造成损坏。

例如，连接外层导体层的一层与一对内层导体层的1-2-3层间的通路孔116是将连接外层导体层的一层与内层导体层的一层的1-2层间通路孔114和连接一对内层导体层的2-3层间内通路孔106的两个通路孔利用两个通路孔公用的第2层导体层117的信号线连接而实现的。这样，为了形成贯通或连接多层布线板的多层的通路孔，对每一层都需要形成通路孔的工序及用填孔树脂填入内通路孔的工序(参照图10)，将形成极其复杂的制造工序。

另外，上述制造工序中的外层电路形成时，由于将层间绝缘层108及外层导体层109与对内通路孔进行了填孔的基板两侧的内层导体层叠层的基板表面如图15所示，不是平滑的表面，因此多数情况下导致线路的刻蚀不良。

再有，由于很难将内通路孔在同一轴上与通路孔重叠，因此在上述制造工序中，不得不在对于2-3层间内通孔106的轴稍微偏离一点的位置形成1-2层间通路孔114。另外，关于这一点，在不太想使通路孔相互之间偏离的情况下，提出了一个所谓“螺旋通路”的方法，该方法是使通路孔按旋旋状将位置稍微偏离一点而形成。另外，为了提高布线密度等目的，还提出一些方法，一个方法是反过来不进行填孔，在同一轴上形成通路孔(例如，参照特开2002-94240号公报、特开2002-237679号公报)，另一个方法是不以层为单位进行开孔及通路孔加工，而是在叠层多层后，利用一次工序形成多种深度的孔(例如，参照特开平10-224040号公报、特开平10-190235号公报、特开平10-224041号公报)。

如上所述，在以往的多层布线板中，由于构成内层绝缘层及层间绝缘层的各种材料之间对于加工激光的激光加工速度及激光加工性存在差异，因此具有在通路孔及通孔内残留未加工材料的问题、以及对于多层布线板的层由于激光的能量过多而产生损坏的问题，对于多层布线板的可靠性产生影响。另外，以往的多层布线板的制造方法在通过或连接多层的通路孔形成中，由于必须有以各层的单位形成通路孔的工序，因此工序复杂，再有用该制造工序形成的多层布线板还存在的问题是，容易导致线路的刻蚀不良，不能在同一轴上形成通过多层的通路孔。

发明内容

因此，本发明正是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种多层布线板，该多层印刷板不会有损印刷布线板的尺寸稳定性及形状稳定性，在构成内层绝缘层及层间绝缘层的各种材料之间消除对于加工激光的激光加工速度及激光加工性的差异，通过这样在通路孔及通孔内不残留未加工材料，可靠性高。另外，本发明其它的目的还在于提供能够以简单的工序在同一轴上形成连接多层的通路孔及通孔的多层布线板的制造方法。

为了达到上述目的，本发明有关的多层布线板，是将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层，在其叠层方向形成通孔及通路孔，在这样的多层布线板中，其特征在于，使所述绝缘基材和所述绝缘层对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性及激光加工速度为相同程度。

这里，所谓“相同程度”，是指在以相同加工条件进行加工时，例如对成为加工对象的两种材料(例如内层绝缘层与外层绝缘层)进行加工的孔的深度之差在±20％以内。

利用这种结构，能够选择和设定适合除去全部构成内层绝缘层及层间绝缘层的树脂材料或复合树脂材料及该复合树脂所包含的增强纤维材料的激光加工条件。这样，根据该加工条件，在进行激光加工的通路孔或通孔中，不会残留纤维屑或未加工材料。

另外，在所述绝缘基材和所述绝缘层中，也可以是这样构成，即对于所述叠层方向，越是更趋向内侧位置(内层侧)的绝缘基材或绝缘层，对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性越好，而且激光加工速度越快。

通过这样，对最外层的层间绝缘层的激光照射对于更内层侧的层间绝缘层及内层绝缘层来说，不会因能量过多而造成损坏。

另外，上述各多层布线板中，各所述绝缘层也可以采用固化的树脂薄膜。

在这种情况下，因通路孔必须连接的层数之差而引起的孔深度之差较小，换句话说，以材料厚度与激光加工性之积所表现的假想厚度之差较小，就没有必要因孔深度而大大改变激光加工条件，能够在一定的条件下进行加工。

本发明相关的多层布线板的制造方法是制造多层布线板的方法，所述多层布线板是将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层，在其叠层方向形成通孔及通路孔，其中，

使所述绝缘基材和所述绝缘层对于形成所述通孔及通路孔用的加工用激光的激光加工性及激光加工速度为相同程度，在所述各电路基板中利用刻蚀形成电路图形时，利用刻蚀预先除去该通孔及通路孔的各预定形成部位的导体层，在全部叠层工序结束之后，再对所述各预定形成部位照射激光，通过这样一次形成全部的通孔及通路孔。这里，所谓“一次形成”，意味着是在一个加工工序内进行加工。即，意味着将材料置于激光加工装置中，在结束加工时刻，全部的孔都开好。因而，在该加工工序的途中不加入别的加工工序。

采用这样的制造方法，则能够通过一个工序的激光加工，形成连接多层的通路孔及通孔。另外，由于不需要内通路孔的填孔工序，在内通路孔能够将层间绝缘层与导体层平滑地进行叠层，因此在导体层上进行电路形成时，能够减少导致线路刻蚀不良的可能性。另外，由于不需要对每一层形成通路孔及通孔，因此各层之间这些孔的相互之间不会有位置偏移，能够在同一轴上形成通路孔或通孔。结果，能够减小通路孔及通孔的孔，能够力图更进一步实现轻和薄的最小化。

另外，在这种制造方法中，也可以对所述通孔及通路孔的每个深度预先将激光加工用的加工用数据进行分类，在对该每个深度进行加工条件设定之后，对该多层布线板进行激光加工。

在这种情况下，能够用一个工序进行激光加工，加工作业性更好。

另外，采用本发明的制造方法，则由于与以往不同，不需要填孔工序，因此能够大幅度提高生产率。另外，由于不需要填孔工序，因此各导体层的表面平滑，在导体层上的电路形成中，不会导致刻蚀不良的情况。

另外，在上述的制造方法中，所述绝缘层也可以采用固化的树脂薄膜。

在这种情况下，因通路孔必须连接的层数之差而引起的孔深度之差较小，没有必要因孔深度而大大改变激光加工条件，能够在一定的条件下进行加工。

附图说明

图1所示为本发明有关的多层布线板制造方法一实施形态中的一个工序的简要剖视图。

图2所示为本发明有关的多层布线板制造方法一实施形态中的一个工序的简要剖视图。

图3所示为本发明有关的多层布线板制造方法一实施形态中的一个工序的简要剖视图。

图4所示为本发明有关的多层布线板制造方法一实施形态中的一个工序的简要剖视图。

图5所示为本发明有关的多层布线板制造方法一实施形态中的一个工序的简要剖视图。

图6所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图7所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图8所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图9所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图10所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图11所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图12所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图13所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图14所示为以往的多层布线板制造方法中的一个工序的简要剖视图。

图15为说明以往的多层布线板在填孔部分的问题用的放大简要剖视图。

图16为说明以往的多层布线板在开孔部分的问题用的放大简要剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

另外，这里为了简化说明起见，以四层布线板为例，但本发明也能够适用于三层或五层及五层以上的多层基板。另外，采用将内层的基板(FPC)部分向多层叠层部分外引出的结构，从而也可以适用于制造折叠型或飞线型等具有部分柔性的布线板。另外，利用对制造方法的说明，来说明多层布线板本身。

图1至图5所示为本发明有关的多层布线板制造方法的实施形态中的各工序的简要剖视图。

首先，准备图1所示的双面敷铜叠层板51，它是在合成树脂板构成的绝缘基材(内层绝缘层)11的两面叠层由铜箔构成的内层导体层12而制成。

这里，作为叠层板51，虽可以采用在聚酰亚受薄膜构成的合成树脂板11的两面叠层铜箔的作为FPC用基材在市面上出售的叠层板，但也可以代替它采用在环氧薄膜或丙烯薄膜那样的没有进行纤维增强的材料构成的合成树脂板上叠层铜箔的叠层板。另外，也可以是由复合材料构成的合成树脂板，可以是不含有玻璃纤维那样的激光难加工性材料的复合材料，或者是包含与作为基材的树脂在激光加工性方面没有大的差异的增强材料的各种复合材料。市售的FPC材料中，有在合成树脂板上通过粘结剂进行叠层铜箔的材料、以及不使用粘结剂进行叠层的材料，可以使用其中的任一种材料。

然后，如图2所示，在该叠层板51上对成为2-3层间通路孔的孔31a进行开孔，该孔31a从叠层板51的单面的内层导体层12a通过内层绝缘层11，贯通叠层板51的另一单面的内层导体层12b，对包含该孔31a的整个叠层板51进行镀层处理，从而形成镀层16。

接着，利用刻蚀处理形成内层电路图形，但这时在完成状态下，还对从位于完成布线板的单侧表面的外层导体层15a连接内层导体层12a与12b两层的成为1-2-3层间通路孔32(参照图5)的通路孔预定形成部位32a、从位于完成布线板的另一单侧表面的外层导体层15b连接内层导体层12a及12b两层的成为4-3-2层间通路孔33(参照图5)的通路孔预定形成部位33a、以及连接完成配线板的两侧外层导体层15a与15b的成为4-1层间通路孔34(参照图5)的通路孔预定形成部位34a也进行刻蚀，除去这些各预定形成部位32a、33a、34a的导体，完成内层电路图形(参照图2)。

另外，假设在位于前述2-3层间通路孔31的位置处的外层导体层的1层及4层也可以开孔的情况下，也可以不对贯通该叠层板51的两面的内层导体层12a与12b的成为前述22-3层间通路孔的孔31a进行开孔，而与上述32a、33a、34a相同，除去通路孔预定形成部位的导体。

这里，贯通该叠层板51的两面内层导体层12a与12b的成为2-3层间通路孔的孔31可以与以往方法相同地进行填孔，或者也可以在该时刻不填孔，而在接下来的涂布外层叠层用粘结剂13时用该粘结剂13来填孔(参照图3)。

接着，如图3所示，对利用上述工序完成的基板52的两面将一对单面敷铜FPC基材21a及21b分别通过粘结剂13a及13b进行叠层粘结，该单面敷铜FPC基材21a及21b是对合成树脂板材构成的层间绝缘层14的单面叠层由铜箔构成的外层导体层15而形成，粘结时以FPC基材21a及21b的层间绝缘层14a及14b与基板52的内层导体层12a及12b的表面互相相对的形态进行。这里，作为粘结剂13，可以采用环氧系粘结剂，另外，作为单面敷铜FPC基材21的层间绝缘层14的合成树脂板，可以采用聚酰亚胺基材薄膜构成的合成树脂板。另外，单面敷铜FPC基材21的层间绝缘层14的合成树脂板材也可以与上述成为内层的前述叠层板材51的材料相同，是由环氧薄膜、丙烯薄膜那样的没有纤维增强的合成树脂板材料构成的。另外，也可以和成为内层的前述叠层板材51的材料相同，是由复合材料构成的合成树脂板，或者是不含有玻璃纤维那样的激光难加工性材料的复合材料，或者是包含与作为基材的树脂在激光加工性方面没有大的差异的增强材料的各种复合材料，例如若是纸或纤维素无纺布增加的复合材料，则也可以采用由复合材料构成的合成树脂板。再有，可以使用在合成树脂板材上通过粘结剂叠层铜箔的材料，或者也可以使用不用粘结剂进行叠层的材料。

另外，对于该层间绝缘层14的合成树脂板材及上述粘结剂13，为了维持尺寸/形状稳定性，最好选择与成为内层绝缘层11的合成树脂板材相同的材料，但若是具有与成为内层绝缘层11的合成树脂板相同程度、或者稍微慢一点的激光加工速度的材料，则也可以使用与成为内层绝缘层11的合成树脂板不同的材料。

对于利用上述工序制成的基板，利用以往已知的方法，根据需要对贯通该基板的孔进行开孔，同时如图4所示进行刻蚀，该刻蚀是为了除去从该基板单面的外层导体层15a到两个内层导体12a及12b的成为1-2-3层间通路孔32(参照图5)的部分32b的外层铜箔、从该基板的另一侧的外层导体层15b到两个内层导体12a及12b的成为4-3-2层间通路孔33(参照图5)的部分33b的外层铜箔、从单侧的外侧导体层15b到另一侧的外层导体层15a的成为4-1层间通路孔34(参照图5)的部分34b的外层铜箔、以及从该基板单面的外层导体层15a到单侧的内层导体层12a的成为1-2层间通路孔35(参照图5)的部分35b的外层铜箔。该1-2-3层间通路孔的预定形成部位32b、4-3-2层间通路孔的预定形成部位33b、以及4-1层间通路孔的预定形成部位34b，在前述内层电路的形成中，与除去了内层导体层的1-2-3层间通路孔的预定形成部位32a、4-3-2层间通路孔的预定形成部位33a、以及4-1层间通路孔的预定形成部位34a设定在同一轴上。

然后，若对经过上述全部工序而形成的布线板，从其上面或下面向除去上述铜箔的部分、即各通路孔的预定形成部位32b、33b、34b及35b，照射加工用激光，则除去没有覆盖铜箔的该部位的树脂，一次形成1-2-3层间通路孔32、4-3-2层间通路孔33、4-1层间通路孔34、以及1-2层间通路孔35(参照图5)。

利用以上说明的制造方法形成的布线板的结构中，由于内层绝缘层11及层间绝缘层14的厚度比以往结构的布线板要薄，因此各通路孔相互之间的深度之差较少。这是由于内层绝缘层11及层间绝缘层14所用的材料而引起的。即，以往为了维持层间绝缘性能或维持尺寸/形状稳定性，对于内层绝缘层及层间绝缘层的材料是采用半固化状态的树脂与增强纤维的复合材料即称为预浸渍材料，所以内层绝缘层及层间绝缘层的厚度为0.1mm或其以上。而与此不同的是，根据本发明，对于内层绝缘层11及层间绝缘层14的材料，由于采用已经固化完成而且稳定的薄的聚酰亚胺薄膜，因此能够既维持层间绝缘性能及尺寸/形状稳定性，又使层间绝缘层14的厚度在25μm或其以下。其结果，通路孔的深度、即必须利用激光开孔的孔的深度比以往的要小很多，因通路孔必须连接的层数之差而引起的孔深度之差也减少。这样，由于孔深度之差小，因此在本发明中，没有必要因孔深度而大大改变激光加工中的加工条件。

下面，将利用以上说明的方法实际形成的本发明有关的多层布线板与利用前述的以往的方法实际形成的多层布线板进行对比。将其结果示于下表中。

                         表1

	以往方法	本实施方法
			层间绝缘层厚(包含粘结层)	0.1mm	0.025mm
导体厚	0.025mm	0.018mm
			1-2层间通路孔深度	0.1mm	0.025mm
1-3层间通路孔深度	0.225m	0.075mm
			孔深度之差	0.125m	0.05mm

根据上述结果可知，如前所述，对于内层绝缘层及层间绝缘层所使用的合成树脂材料，由于采用激光加工的加工速度及加工性是相同程度的材料，同时采用已经固化完成而且稳定的树脂薄膜，因此各通路孔的深度之差比以往的要小。因而，由于这种状态下，用激光加工的内层绝缘层及层间绝缘树脂层的激光加工性好，因此基本上以一定的加工条件或仅对加工条件进行微调整就能够在一个工序内对深度不同的多个孔进行开孔。

另外，也可以根据孔的深度来改变激光加工条件，例如也可以将1-3层通路孔的加工时间、即同一位置打孔的激光脉冲数或停止运动时间改变为1-2层通路孔的2倍或1.5倍。另外，这时若对每个深度预先将加工用孔数据进行分类，一次设定加工条件，则能够更进一步提高生产率。

在经过上述全部工序形成通路孔之后，与以往方法相同，进行面板镀层、形成外层图形、镀层或阻焊剂、形成标记、以及外形加工。本发明在不脱离其精神或主要特征的情况下，能够以其它各种形态来实施。因此，上述实施例有所有方面只不过仅仅是例示，不能限定于此进行解释。本发明的范围是根据权利要求的范围所示的范围，不受说明书正文的任何约束。再有，属于权利要求范围的同等范围的变形或变更全部是本发明范围内的内容。

Claims (8)

1.一种多层布线板，将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层、并在其叠层方向形成通孔及通路孔，其特征在于，

使所述绝缘基材和所述绝缘层对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性及激光加工速度为相同程度。

2.一种多层布线板，将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层、并在其叠层方向形成通孔及通路孔，其特征在于，

在所述绝缘基材和所述绝缘层中，对于所述叠层方向，越是更趋向内侧位置的绝缘基材或绝缘层，对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性越好，而且激光加工速度越快。

3.如权利要求1或2所述的多层布线板，其特征在于，

所述绝缘层采用固化的树脂薄膜。

4.一种多层布线板的制造方法，制造将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层、并在其叠层方向形成通孔及通路孔的多层布线板，其特征在于，

使所述绝缘基材和所述绝缘层对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性及激光加工速度为相同速度，在所述各电路基板中利用刻蚀形成电路图形时，利用刻蚀预先除去该通孔及通路孔的各预定形成部位的导体层，在全部叠层工序结束之后，再对所述各预定形成部位照射激光，通过这样一次形成全部的通孔及通路孔。

5.一种多层布线板的制造方法，制造将多片在绝缘基材上形成电路图形的电路基板通过绝缘层进行叠层、并在其叠层方向形成通孔及通路孔的多层布线板，其特征在于，

在所述绝缘基材和所述绝缘层中，对于所述叠层方向，越是更趋向内侧位置的绝缘基材或绝缘层，采用对于形成所述通孔及通路孔所用的加工用激光的激光加工性越好的材料，而且采用激光加工速度越块的材料，在所述各电路基板中利用刻蚀形成电路图形时，利用刻蚀预先除去该通孔及通路孔的各预定形成部位的导体层，在全部叠层工序结束之后，再对所述各预定形成部位照射激光，通过这样一次形成全部的通孔及通路孔。

6.如权利要求4或5所述的多层布线板的制造方法，其特征在于，

对所述通孔及通路孔的每个深度预先将激光加工用的加工用数据进行分类，在对该每个深度进行加工条件设定之后，对该多层布线板进行激光加工。

7.如权利要求4或5所述的多层布线板的制造方法，其特征在于，

所述绝缘层采用固化的树脂薄膜。

8.如权利要求6所述的多层布线板的制造方法，其特征在于，

所述绝缘层采用固化的树脂薄膜。

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