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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit einem Mikrodurchgangsloch
(Durchloch). Insbesondere betrifft diese eine Leiterplatte mit einer
Struktur, bei der ein Mikrodurchgangsloch gebildet ist durch Entfernen
eines Teils der Oberfläche
der unter einer äußersten
Schicht, d.h. einer Oberflächenschicht,
so dass dieses nicht durch die Kupferfolie im Boden hindurchgeht,
und die Oberflächenschicht
und die Kupferfolie sind elektrisch verbunden mit einem Überzug oder
einer elektrisch leitfähigen
Beschichtungszusammensetzung, welcher bzw. welche die Wandoberfläche des
Mikrodurchgangslochs bildet, wobei die Leiterplatte sehr zuverlässig im
Hinblick auf die Leitung ist und hauptsächlich für die Verwendung als einstückige Halbleiterkunststoffbaueinheit
bestimmt ist.
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Bei
einer mehrschichtigen Leiterplatte mit hoher Packungsdichte zur
Verwendung in einer Halbleiterkunststoffbaueinheit wird das Durchgangsloch üblicherweise
direkt mit einem mechanischen Bohrer oder durch Entfernen eines
das Durchgangsloch bildenden Teils einer Kupferfolienoberflächenschicht
durch Ätzen und
nachfolgendes Erzeugen einer Bohrung in einer Isolierschicht mit
einem Kohlendioxidlaser erzeugt. Wenn ein mechanischer Bohrer verwendet
wird, ist es schwierig, eine Via-Bohrung zu erzeugen, die in der
Mitte einer bestimmten Kupferfolieninnenschicht in Richtung dessen
Dicke endet, wenn die Kupferfolieninnenschicht eine geringe Dicke
aufweist oder wenn eine Mehrschichtleiterplatte in ihrer Dicke variiert.
In einigen Fällen
geht die Via-Bohrung durch die bestimmte Kupferfolieninnenschicht
hindurch und erreicht eine Kupferfolienschicht unter der Kupferfolieninnenschicht,
was zu einem Funktionsausfall führt.
Wenn ein Kohlendioxidlaser verwendet wird, verbleibt eine Harzschicht
mit ungefähr
1 μm auf
der Wandoberfläche
einer Micro-Via-Bohrung und auf einer Kupferfolienoberfläche, die
den Boden der Micro-Via-Bohrung bildet, und es ist deshalb erforderlich,
vor dem Verkupfern eine Desmearbehandlung durchzuführen. Wenn
eine Micro-Via-Bohrung einen geringen Durchmesser aufweist oder
wenn die Desmearbehandlung aufgrund eines ungenügenden Kontakts einer Desmearflüssigkeit
mit den Innenoberflächen
einer Micro-Via-Bohrung unzureichend ist, ist das Anhaften eines Kupferüberzugs
an den Boden eines Mikro-Via-Bohrung fehlerhaft, was zu einer geringen
Zuverlässigkeit
bezüglich
des Leitvermögens
führt.
Das heißt,
dass häufig
eine Leitungsstörung
auftritt, da die Leitung zwischen einer Kupferfolienoberflächenschicht
und einer Kupferfolie in dem Boden oder der Wandoberfläche einer
Micro-Via-Bohrung ungenügend
ist. Außerdem
tritt das weitere Problem auf, dass die obige Desmearbehandlung eine
Zeitspanne erfordert, die zwei- bis dreimal die Zeitspanne für ein Desmearverfahren
einer üblichen
Durchgangsbohrung, was eine ungenügende Verarbeitbarkeit zur
Folge hat.
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Bei
der direkten Bestrahlung einer Kupferfolienoberfläche mit
einem Kohlendioxidlaser wird der Laserstrahl ferner reflektiert
und es wird keine Bohrung in der Kupferfolie erzeugt. Deshalb wird
herkömmlicherweise eine
vorbestimmte Größe eines
Bohrung-bildenden Teilbereichs einer Kupferfolienoberflächenschicht
durch Ätzen
entfernt und ein freigelegter Harzteilbereich mit einem Niederleistungskohlendioxidlaser
bestrahlt, um eine Via-Bohrung zu erzeugen. Wenn eine Bohrung mit
einem geringen Durchmesser von 100 μm oder weniger durch Ätzen in
einer Kupferfolie erzeugt wird, ergibt sich die Problematik, dass
die Bohrung eine geringe Durchmessergenauigkeit aufweist, wenn die
Kupferfolie eine große
Dicke hat.
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Des
Weiteren kann, wenn eine Kupferfolie als Innenschicht vorliegt,
selbst wenn eine Bohrung mit geringer Energie in einer Kupferfolienoberflächenschicht
erzeugt wird, nachdem der betroffene Teilbereich der Kupferfolienoberflächenschicht
durch Ätzen
entfernt wurde, keine Bohrung in der Kupferfolieninnenschicht erzeugt
oder keine bestimmte Micro-Via-Bohrung mit einer Kupferschicht auf
seiner Wandoberfläche
gebildet werden.
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Die
WO-A-98/20533 offenbart ein Verfahren zur Bildung einer Durchkontaktierung
(Via) in einem Verbundsubstrat durch Auftragen einer Fotoabsorptions-Polymerschicht
auf die Oberfläche
des Substrats, Laserbohren der Durchkontaktierung und nachfolgendes
Entfernen der Fotoabsorptionspolymerschicht. Das IBM Technical Disclosure
Bulletin, Band 26, Nr. 7B, Dezember 1983 offenbart die Verwendung
eines gepulsten Lasers, um Durchkontaktierungen in einer Polyimidschicht
zu bilden. Die DE-A-3103986 offenbart ein Verfahren zum Bohren von
Durchkontaktierungen in gedruckten Schaltungen unter Verwendung
eines Kohlendioxidlasers, wobei auf der anzubohrenden Oberfläche der
Kupferfolie eine Schicht von Kupfer(II)-oxid bereitgestellt wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Mikro-Via-Bohrung
zum elektrischen Verbinden einer ersten Kupferfolie als eine äußerste Schicht
einer Leiterplatte mit einer Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung,
wie in Anspruch 1 definiert.
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Die
Erfindung wird weiter beispielhaft beschrieben unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
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1 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem Kohlendioxidlaser
zeigt [(1), (2) und (3)].
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2 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem Kohlendioxidlaser
in Beispiel 2 zeigt [Gratentfernung durch SUEP (4)] und [Verkupfern
(5)].
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3 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem mechanischen
Bohrer in Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
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4 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem Kohlendioxidlaser
in Vergleichsbeispiel 4 zeigt.
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5 den
Schritt des Verkupferns in Vergleichsbeispiel 4 zeigt.
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6 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung in einer kupferkaschierten
doppelseitigen Laminatleiterplatte mit einem Kohlendioxidlaser und
des Verkupferns in Beispiel 5 zeigt.
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7 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung in einer Mehrschichtplatine
mit einem Kohlendioxidlaser in Beispiel 6 zeigt.
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8 die
Schritte der SUEP-Behandlung mit einem Kohlendioxidlaser und des
Verkupferns in Beispiel 6 zeigt.
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9 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem Kohlendioxidgaslaser
und des Verkupferns in Vergleichsbeispiel 7 zeigt.
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10 die
Schritte des Erzeugens einer Micro-Via-Bohrung mit einem mechanischen
Bohrer in Vergleichsbeispiel 7 zeigt, in welchem der Bohrer durch
die unterste Schicht hindurchgeht.
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In
den Zeichnungen haben die Symbole die folgenden Bedeutungen. a:
Metallpulver enthaltende Harzschicht, b: Kupferfolie, c: Schicht
aus dem Glasgewebesubstrat und wärmehärtbaren
Harz, d: Hochleistungskohlendioxidlaser, e: Kupferfoliengrat, f:
Niederleistungskohlendioxidlaser, g: Kupferfolienoberflächenschicht
im Boden einer Micro-Via-Bohrung, h: verkupferter Teilbereich einer
Micro-Via-Bohrung, i: mechanischer Bohrer, j: Micro-Via-Bohrung,
die durch eine Kupferfolie als eine unterste Schicht hindurchgeht,
k: Teilbereich, in dem die Micro-Via-Bohrung aufgrund des Hochleistungskohlendioxidlasers
durch eine Kupferfolie als Innenschicht hindurchgeht, l: Micro-Via-Bohrung,
die durch einen Kohlendioxidlaser erzeugt ist, m: Micro-Via-Bohrung, die
einer Gasphasen- und Befeuchtungsbehandlung unterzogen wurde, n:
Metallüberzug,
der in einen Micro-Via-Bohrungsteilbereich eingefüllt ist,
o: Kupferfolie, die durch das SUEP-Verfahren geätzt ist, p: Kupferüberzug auf
einem Micro-Via-Bohrungsteilbereich,
der durch eine Innenschicht hindurchgeht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Leiterplatte bereitgestellt, die eine Micro-Via-Bohrung aufweist,
die eine erste Kupferfolie als eine äußerste Schicht (nachfolgend
als "Oberflächenschicht" bezeichnet) mit
einer unter der ersten Kupferfolie angeordneten Kupferfolie elektrisch
verbindet, wobei die Micro-Via-Bohrung die äußerste Schicht mit der Kupferfolie
im Boden der Micro-Via-Bohrung mittels eines Überzugs oder einer elektrisch
leitfähigen
Beschichtungszusammensetzung elektrisch verbindet und die Micro-Via-Bohrung
nicht durch die Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung hindurchgeht, wenn diese
durch Entfernen eines Teils der Kupferfolie in einem Bodenteilbereich
der Micro-Via-Bohrung mittels eines Kohlendioxidlasers gebildet
ist.
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Die
Micro-Via-Bohrung wird in der vorliegenden Erfindung wie folgt gebildet.
Eine Oxidationsbehandlung zur Bildung eines Metalls wird auf wenigstens
einer Kohlendioxidlaserbestrahlungsoberfläche einer Kupferfolienoberfläche eines
kupferkaschierten doppelseitigen Laminats oder einer Mehrschichtplatine
gebildet. Die obige Kohlendioxidlaserbestrahlungsoberfläche wird
mit einer Beschichtung oder Schicht versehen, die aus einer Metallverbindung
mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 900°C und einer Bindungsenergie
von wenigstens 300 kJ/Mol, einem Kohlepulver oder einer Mischung
von wenigstens einem Metallpulver mit einem organischen Material
gebildet ist, eine Bohrung in der Kupferfolie als eine Oberflächenschicht
mit Pulsoszillationen eines Kohlendioxidlasers mit einer Energie
von 20 bis 60 mJ/Puls erzeugt, und ein Teil einer Kupferfolienschicht
als Innenschicht unmittelbar unterhalb der obigen Kupferfolie oder
der andere Kupferfolienoberfläche
des kupferkaschierten doppelseitigen Laminats wird mit einer Energie
von 20 bis 35 mJ/Puls bearbeitet, so dass die Kupferfolienschicht
nicht durchdrungen wird, wodurch eine Micro-Via-Bohrung mit einem
Inneren gebildet wird, das eine neu freigelegte Kupferfolienschicht
aufweist.
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Andererseits
kann die Micro-Via-Bohrung wie folgt gebildet werden. Ein ein Micro-Via-Bohrung-bildender
Teilbereich einer Kupferfolie als Oberflächenschicht wird vorab durch Ätzen entfernt,
und ein Harzschichtteilbereich, in dem Kupfer durch Ätzen entfernt
wurde, wird mit einem Kohlendioxidlaser bearbeitet, und eine unter
dem obigen bearbeiteten Teilbereich angeordnete Kupferfolienschicht
wird mit einem Kohlendioxidlaser mit einer Leistung von 20 bis 35
mJ/Puls bearbeitet, so dass die Kupferfolienschicht nicht durchdrungen
wird, wodurch eine Micro-Via-Bohrung mit einem Inneren gebildet
wird, das eine neu freigelegte Kupferfolienschicht aufweist.
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Wenn
die Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung bearbeitet wird ohne
einen Teil der Oberfäche derselben
wegzuschneiden, verbleibt eine Harzschicht mit einer Dicke von etwa
1 μm im
Boden der Micro-Via-Bohrung. In diesem Fall wird vorzugsweise eine
Plasmabehandlung oder eine Niederdruckultraviolettlichtbehandlung
durchgeführt,
um die Harzschicht zu entfernen, und anschließend erfolgt eine Befeuchtungsbehandlung
mittels einer Desmearbehandlung, etc., vor dem Verkupfern.
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Dann
wird die Kupferfolienoberfläche
durch mechanisches Polieren oder mit einer chemischen Lösung behandelt.
Die Behandlung mittels eines chemischen Verfahrens wird so durchgeführt, dass
die Kupferfolie in einem Micro-Via-Bohrungsteilbereich nicht gelöst und entfernt
wird, wenn eine Micro-Via-Bohrung in einem kupferkaschierten doppelseitigen
Laminat erzeugt ist.
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Wenn
eine Micro-Via-Bohrung durch direktes Bestrahlen mit einem Kohlendioxidlaser
erzeugt wird, entsteht ein Kuperfoliengrat in einem Micro-Via-Bohrungsteilbereich
einer Kupferfolie als eine Oberflächenschicht. Durch mechanisches
Polieren ist ein solcher Grat schwer zu entfernen und es ist deshalb
bevorzugt, den Grat mit einer chemischen Lösung zu entfernen. Die Oberfläche jeder
Kupferfolie wird zweidimensional geätzt, um die Dicke derselben
zu verringern, wodurch der Kupferfoliengrat in dem Micro-Via-Bohrungsteilbereich
entfernt wird. Die Kupferfoliendicke verringert sich deshalb. Bei
der Bildung einer Schaltung mit schmaler Linienbreite auf der Kupferfolie,
die durch Plattieren jeder Oberfläche erhalten wurde, treten
deshalb keine Defekte, wie ein Kurzschluss oder ein Strukturbruch,
auf, und es kann eine Leiterplatte mit hoher Packungsdichte hergestellt
werden. Des Weiteren ist keine Desmearbehandlung erforderlich und
es wird eine gute Verarbeitbarkeit erreicht. Wenn die äußerste Schicht
und eine Innenschicht darunter mit einem Metallüberzug oder einer elektrisch
leitfähigen
Beschichtungszusammensetzung verbunden werden, werden große Verbindungsbereiche
bereitgestellt und die so erhaltene Leiterplatte ist äußerst zuverlässig bezüglich der
Leitung (Leitvermögen).
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte, umfassend ein
kupferkaschiertes doppelseitiges Laminat mit wenigstens zwei Kupferschichten
oder eine Mehrschicht platine und einer darin erzeugten Micro-Via-Bohrung,
und ein Verfahren zur Erzeugung der obigen Micro-Via-Bohrung.
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Das
Verfahren zur Herstellung einer Micro-Via-Bohrung ist wie folgt.
Eine Kupferfolie als eine Oberflächenschicht
wird oxidiert, um ein Metalloxid zu bilden, eine Harzzusammensetzung,
enthaltend 3 bis 97 Vol.-% wenigstens einer Verbindung ausgewählt aus
einem Metallverbindungspulver, einem Kohlepulver oder einem Metallpulver
mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 900°C und einer Bindungsenergie
von wenigstens 300 kJ/Mol, wird auf eine Kupferfolie als eine Oberflächenschicht
aufgebracht, oder eine Schicht einer solchen Zusammensetzung wird
auf einer Kupferfolie als eine Oberflächenschicht angeordnet, das
Metalloxid, die Beschichtung oder Schicht wird mit einem Hochleistungskohlendioxidlaser
mit einer Leistung von 20 bis 60 mJ/Puls bestrahlt, um eine Bohrung
in der Kupferfolie als eine Oberflächenschicht zu bilden, dann
wird ein Teil einer Innenschicht, die zwischen der oberen Kupferfolie
oder der anderen Kupferfolienoberfläche eines kupferkaschierten
doppelseitigen Laminats angeordnet ist, mit einem Kohlendioxidlaser
mit einer Leistung von 25 bis 35 mJ/Puls bestrahlt, um eine Micro-Via-Bohrung
zu erzeugen, die nicht durch die Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung
hindurchgeht, wodurch die Micro-Via-Bohrung mit einem Inneren gebildet
wird, das eine neu freigelegte Kupferfolienschicht aufweist.
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Es
kann eine Ausführungsform
verwendet werden, in der die Kupferfolie mit einer Energie von 20
bis 60 mJ/Puls bearbeitet wird, die Kupferfolie im Boden des Mikrodurchgangslochs
mit einer Energie von 5 bis 35 mJ/Puls endbearbeitet wird, eine
verbliebene Harzschicht durch eine Gasphasenbehandlung, wie eine
Plasma- oder Niederdruck-Ultraviolettbehandlung, entfernt wird und
anschließend
eine Befeuchtungsbehandlung und Verkupfern erfolgt. Selbstverständlich kann
eine Desmearbehandlung durchgeführt
werden, wobei die Gasphasenbehandlung geeigneter ist zum vollständigen Entfernen
des verbliebenen Harzes, wenn die Micro-Via-Bohrung einen geringen
Durchmesser aufweist.
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Des
Weiteren wird eine Kupferfolie vorab von einem Micro-Via-Bohrung-bildenden
Teilbereich einer Kupferfolie als eine Oberflächenschicht durch Ätzen entfernt,
und ein Harz mit einem Niederleistungskohlendioxidlaser bearbeitet.
Anschließend
wird eine unter dem Harz angeordnete Kupferfolie mit einem Kohlendioxidlaser
mit einer Leistung von 20 bis 35 mJ/Puls so bearbeitet, dass die
Kupferfolie nicht durchdrungen wird, um eine Micro-Via-Bohrung mit
einem Inneren zu erzeugen, das eine neu freigelegte Kupferfolie
aufweist.
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Anschließend wird
eine Kupferfolienoberfläche
mechanisch poliert oder mit einer chemischen Lösung behandelt. Für das mechanische
Polieren kann eine übliche
Poliermaschine verwendet werden. Wenn ein Micro-Via-Bohrungsteilbereich
einen Grat aufweist, muss das Polieren mehrmals durchgeführt werden,
was zu einer Veränderung
der Plattendimensionen führen
kann. Es ist deshalb bevorzugt, ein Kupferfolienoberflächenbehandlungsverfahren
anzuwenden, bei dem das Ätzen
mit einer chemischen Lösung
und das Entfernen eines Grats durch Auflösen desselben mit der chemischen
Lösung
gleichzeitig erfolgen.
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Die
Oberflächen
jeder Kupferfolie werden zweidimensional geätzt, um die Dicke derselben
zu verringern, bis die Kupferfolie üblicherweise eine Dicke von
jeweils 3 bis 7 μm
aufweist. Bei der Bildung einer Schaltung mit schmaler Linienbreite
auf der Kupferfolie, die durch Plattieren jeder Oberfläche erhalten
wurde, treten daher keine Defekte, wie ein Kurzschluss und ein Strukturbruch,
auf, und es kann eine Leiterplatte mit hoher Packungsdichte erzeugt
werden. Des Weiteren erfordert die Micro-Via-Bohrung in der vorliegenden Erfindung keine
Desmearbehandlung und es wird eine gute Verarbeitbarkeit erreicht.
Die Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung wird in hohem Maße freigelegt,
und wenn der Micro-Via-Bohrungsteilbereich plattiert oder mit einer
elektrisch leitfähigen
Beschichtungszusammensetzung gefüllt
wird, um die äußerste Schicht
mit der darunter angeordneten Kupferfolie zu verbinden, kann ein
großer
Verbindungsbereich erhalten werden, und es kann eine Leiterplatte
mit hoher Zuverlässigkeit
bezüglich
der Leitung durch die Micro-Via-Bohrung erhalten werden. Für das Ätzen kann
eine bekannte chemische Lösung
als solche verwendet werden, wie beispielsweise diejenigen Chemikalien,
die in JP-A-02-22887, JP-A-02-22896, JP-A-02-25089, JP-A-02-25090, JP-A-02-60189,
JP-A-02-166789, JP-A-03-25995, JP-A-03-60183, JP-A-03-94491, JP-A-04-199592
und JP-A-04-263488 offenbart sind. Das Ätzen erfolgt durch ein Verfahren
(SUEP-Verfahren genannt), bei dem eine Metalloberfläche mit
der obigen Chemikalie aufgelöst
und entfernt wird. Die Ätzrate
wird üblicherweise
auf 0,02 bis 10 μm/Sekunde
eingestellt.
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Das
kupferkaschierte doppelseitige Laminat oder die Mehrschichtplatine
mit wenigstens zwei Kupferschichten, das bzw. die in der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise ein kupferkaschiertes doppelseitiges
Laminat, das erzeugt wird durch Bereitstellen eines Glasgewebes
als Substrat, Inkorporieren eines Farbstoffs oder eines Pigments
in eine wärmehärtbare Harzzusammensetzung,
um diese schwarz zu färben,
und Mischen von 10 bis 60 % eines anorganischen isolierenden Füllstoffs
mit der Harzzusammensetzung, Bilden einer homogenen Mischung, und
Imprägnieren
des Glasgewebes mit der Mischung.
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Die
Mehrschichtplatine ist vorzugsweise ein Produkt, das hergestellt
wird durch Bearbeiten des obigen kupferkaschierten doppelseitigen
Laminats, das ein Glasgewebe als Substrat verwendet, Bereitstellen
eines bearbeiteten kupferkaschierten doppelseitigen Laminats als
eine Innenschicht, Oxidieren der Oberflächen davon, um eine Kupferoxidschicht
wie benötigt
zu bilden, Anordnen eines anorganischen oder organischen gewebebasierten
Prepregs, einer Harzschicht, einer harzanhaftenden Kupferfolie oder
einer Beschichtung einer Beschichtungszusammensetzung auf jeder
Oberfläche,
und Laminieren der resultierenden Anordnung unter Hitze und Druck
und vorzugsweise unter Vakuum.
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Neben
den obigen kupferkaschierten Leiterplatten kann ein kupferkaschiertes
doppelseitiges Laminat und eine Mehrschichtplatine verwendet werden,
welche eine allgemein bekannte äußerst wärmebeständige Folie,
wie eine Polyimidfolie, eine Polyesterfolie, eine Polyparaffinsäurefolie
oder dergleichen, verwendet.
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Das
Substrat beinhaltet allgemein bekannte anorganische oder organische
Gewebe oder Faserstoffe. Insbesondere ist das anorganische Substrat
ausgewählt
aus Geweben und Faserstoffen, die aus E-, S-, D- und M-Glasfasern
gebildet sind. Das organische Substrat ist aus Geweben und Faserstoffen
ausgewählt,
die aus Flüssigkristallpolyester
und vollständig
aromatischen Polyamidfasern gebildet sind.
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Das
in der vorliegenden Erfindung verwendete Harz für die wärmehärtbare Harzzusammensetzung
ist allgemein aus bekannten wärmehärtbaren
Harzen ausgewählt.
Spezifische Beispiele dafür
umfassen ein Epoxyharz, ein polyfunktionelles Cyanatesterharz, ein
polyfunktionelles Maleinimidcyanatesterharz, ein polyfunktionelles
Maleinimidharz, und ein eine ungesättigte Gruppe enthaltendes
Polyphenylenetherharz. Diese Harze können allein oder in Kombination
verwendet werden. Angesichts der Form einer Micro-Via-Bohrung oder Durchgangsbohrung,
die durch Bearbeiten mit einem Hochleistungskohlendioxidlaser gebildet
ist, ist eine wärmehärtbare Harzzusammensetzung
mit einer Glasübergangstemperatur
von wenigstens 150°C
bevorzugt. Angesichts der Feuchtigkeitsbeständigkeit, Antiwanderungseigenschaften
und elektrischen Eigenschaften nach Feuchtigkeitsaufnahme, ist eine
polyfunktionelle Cyanatesterharzzusammensetzung bevorzugt.
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Die
polyfunktionelle Cyanatesterverbindung, die eine wärmehärtbare Harzkomponente
in der vorliegenden Erfindung ist, ist eine Verbindung, die ein
Molekül
aufweist, das wenigstens 2 Cyanatogruppen enthält. Spezifische Beispiele dafür umfassen
1,3- oder 1,4-Dicyanatobenzol,
1,3,5-Tricyanatobenzol, 1,3-, 1,4-, 1,6-, 1,8-, 2,6- oder 2,7-Dicyanatonaphthalin,
1,3,6-Tricyanatonaphthalin, 4,4-Dicyanatobiphenyl, Bis(4-dicyanatophenyl)methan,
2,2-Bis(4-cyanatophenyl)propan, 2,2-Bis(3,5-dibrom-4-cyanatophenyl)propan,
Bis(4-cyanatophenyl)ether, Bis(4-cyanatophenyl)thioether, Bis(4-cyanatophenyl)sulfon,
Tris(4-cyanatophenyl)phosphit, Tris(4-cyanatophenyl)phosphit und
Cyanate, die durch Umsetzen von Novolak und Cyanhalogenid erhalten werden.
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Ferner
können
die in den japanischen Patentveröffentlichungen
Nr. 41-1928, 42-18468,
44-4791, 45-11712, 46-41112 und 47-26853 und der JP-A-51-63149 offenbarten
polyfunktionellen Cyanatesterverbindungen verwendet werden. Des
Weiteren kann ein Vorpolymer verwendet werden, das ein Molekulargewicht von
400 bis 6000 und einen Triazinring aufweist, der durch Dimerisieren
von Cyanatogruppen irgendeiner dieser polyfunktionellen Cyanatesterverbindungen
gebildet wird. Das Vorpolymer wird erhalten, indem das obige polyfunktionelle
Cyanatestermonomer in Gegenwart einer Säure, wie einer anorganischen
Säure oder
einer Lewis-Säure,
einer Base, wie einem tertiären
Amin, z.B. Natriumalkoholat, oder einem Salz, wie Natriumcarbonat,
polymerisiert wird. Teilweise enthält das Vorpolymer nicht umgesetztes
Monomer und liegt in Form einer Mischung eines Monomers und eines
Vorpolymers vor, und diese ist in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendbar.
Im Allgemeinen wird dieses vor der Verwendung in einem organischen
Lösungsmittel,
in welchem dieses löslich
ist, aufgelöst.
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Das
Epoxyharz ist allgemein aus bekannten Epoxyharzen ausgewählt. Spezifische
Beispiele dafür umfassen
ein flüssiges
oder festes Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ, ein Epoxyharz vom Bisphenol-F-Typ,
ein Epoxyharz vom Phenyl-Novolak-Typ, ein Epoxyharz vom Kresol-Novolak-Typ,
ein alicyclisches Epoxyharz, eine Polyepoxyverbindung, erhalten
durch Epoxidieren der Doppelbindung von Butadien, Pentadien, Vinylcyclohexen
oder Dicyclopentylether, ein Polyol und eine Polyglycidylverbindung,
die durch Umsetzen eines Hydroxylgruppen-enthaltenden Silikonharzes
und Epohalohydrin erhalten wird. Diese Harze können allein oder in Kombination
verwendet werden.
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Das
Polyimidharz ist allgemein aus bekannten Polyimidharzen ausgewählt. Vorzugsweise
wird ein Polyimidharz im Hinblick auf ausgewogene Eigenschaften
geeigneterweise in Kombination verwendet.
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Verschiedene
Additive können
zu der wärmehärtbaren
Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung gegeben werden, solange
die der Zusammensetzung innewohnenden Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Die obigen Additive umfassen Monomere mit polymerisierbaren Doppelbindungen,
wie ungesättigte
Polyester, Vorpolymere derselben, elastische Flüssigkautschuke mit einem geringen
Molekulargewicht oder elastische Kautschuke mit einem hohen Molekulargewicht,
wie Polybutadien, epoxidiertes Butadien, Maleatbutadien, ein Butadien-Acrylnitril-Copolymer,
Polychloropren, ein Butadien-Styrol-Copolymer, Polyisopren, Butylkautschuk,
Fluorkautschuk und Naturkautschuk, Polyethylen, Polypropylen, Polybuten,
Poly-4-methylpenten,
Polystyrol, AS-Harz, ABS-Harz, MBS-Harz, Styrol-Isopren-Kautschuk,
ein Polyethylen-Propylen-Copolymer, ein 4-Fluorethylen-6-fluorethylen-Copolymer,
Vorpolymere oder Oligomere mit hohem Molekulargewicht, wie Polycarbonat,
Polyphenylenether, Polysulfon, Polyester und Polyphenylensulfid,
und Polyurethan. Diese Additive werden je nach Bedarf eingesetzt.
Ferner können
verschiedene bekannte Additive, wie ein organischer Füllstoff,
ein Verdickungsmittel, ein Schmiermittel, ein Antischaummittel,
ein Dispergiermittel, ein Egalisiermittel, ein Photosensibilisator,
ein Flammverzögerungsmittel,
ein Aufheller, ein Polymerisationsinhibitor und ein Thixotropiermittel,
je nach Bedarf, allein oder in Kombination, verwendet werden. Ein
Härtungsmittel oder
ein Katalysator wird, je nach Bedarf, in eine Verbindung mit einer
reaktiven Gruppe inkorporiert.
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Die
wärmehärtbare Harzzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung härtet
unter Hitze selbst aus. Da dessen Härtungsrate jedoch gering ist
und deshalb hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und der wirtschaftlichen Leistung,
etc., ungenügend
ist, wird ein bekannter Wärmehärtungskatalysator
in das wärmehärtbare Harz
inkorporiert. Die Menge des Katalysators pro 100 Gew.-Teile des
wärmehärtbaren
Harzes beträgt
0,005 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-Teile.
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Der
anorganische isolierende Füllstoff
kann aus allgemein bekannten Füllstoffen
ausgewählt
sein. Spezifische Beispiele dafür
umfassen Siliziumdioxide, wie natürliches Siliziumdioxid, calciniertes
Siliziumdioxid und amorphes Siliziumdioxid, Weißruß, Titanweiß, Aerogel, Tonerde, Talk,
Wollastonit, Rohglimmer, synthetischer Glimmer, Kaolin, Magnesiumoxid,
Aluminiumoxid und Perlit. Die Menge der obigen Füllstoffe beträgt 10 bis
60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-%.
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Ferner
ist es bevorzugt, ein schwarzen Farbstoff oder ein schwarzes Pigment
zu der Harzzusammensetzung zu geben, um die Streuung des Laserstrahls
während
der Bestrahlung mit einem Kohlendioxidlaser zu verhindern. Der Teilchendurchmesser
des schwarzen Farbstoffs oder schwarzen Pigments beträgt zur Bildung
einer einheitlichen Dispersion vorzugsweise 1 μm oder weniger. Der Farbstoff
oder das Pigment kann aus allgemein bekannten Farbstoffen oder Pigmenten
ausgewählt
sein. Die Menge davon beträgt
vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%. Des Weiteren kann eine Glasfaser
verwendet werden, dessen Faseroberfläche schwarz angefärbt ist.
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Die
Kupferfolie, die als äußerste Schicht
verwendet wird, kann aus allgemein bekannten Kupferfolien ausgewählt sein.
Vorzugsweise wird eine Elektrolytkupferfolie mit einer Dicke von
3 bis 18 μm
verwendet. Als Kupferfolie, die für eine Innenschicht verwendet
wird, wird vorzugsweise eine Elektrolytkupferfolie mit einer Dicke
von 12 bis 70 μm
verwendet.
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Ein
verstärktes,
kupferkaschiertes Glasgewebesubstratlaminat wird hergestellt durch
Imprägnieren des
Glassubstrats mit der wärmehärtbaren
Harzzusammensetzung, Trocknen der Zusammensetzung zum Überführen der
Zusammensetzung in den B-Stage,
um ein Prepreg mit einem Glasgehalt von 30 bis 85 Gew.-% zu erhalten,
nachfolgendes Laminieren einer vorbestimmten Anzahl von Lagen des
so erhaltenen Prepregs, Anordnen von Kupferfolien auf den oberen
und unteren Oberflächen
des laminierten Prepregs, eine auf jeder Oberfläche, und Laminieren der resultierenden
Anordnung unter Hitze und Druck, um ein kupferkaschiertes doppelseitiges
Laminat zu erhalten. Das so erhaltene kupferkaschierte Laminat weist
einen Querschnitt auf, in dem das Harz und der anorganische Füllstoff
mit Ausnahme des Glases homogen dispergiert sind, und es kann eine
einheitliche Bohrung mit einem Laser erzeugt werden. Des Weiteren
ist das kupferkaschierte Laminat schwarz gefärbt, wodurch die Erzeugung
einer einheitlichen Bohrung ohne unebene Wandoberflächen einfacher
ist, da die Streuung des Laserstrahls verhindert wird.
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Eine
Micro-Via-Bohrung wird wie folgt erzeugt. In dem kupferkaschierten
doppelseitigen Laminat oder der Mehrschichtplatine wird die Kupferfolienoberfläche, die
mit einem Kohlendioxidlaser bestrahlt werden soll, oxidiert, um
ein Metalloxid zu bilden, oder eine Beschichtung oder Schicht, die
aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die 3 bis 97 Vol.-%
eines Metallverbindungspulvers, eines Kohlepulvers oder eines Metallpulvers
mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 900°C und einer Bindungsenergie
von wenigstens 300 kJ/Mol enthält,
wird auf der obigen Oberfläche bereitgestellt,
und der Teilbereich, in dem die Micro-Via-Bohrung gebildet werden
soll, wird direkt mit einem Kohlendioxidlaser bestrahlt.
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Die
Metallverbindung mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 900°C und einer
Bindungsenergie von wenigstens 300 kJ/Mol, die in der vorliegenden
Erfindung als Hilfsmaterial verwendet wird, kann allgemein aus bekannten
Metallverbindungen ausgewählt
sein. Es werden beispielsweise Oxide verwendet. Die Oxide umfassen
Oxide von Titan, wie Titanoxid, Oxide von Magnesium, wie Magnesiumoxid,
Oxide von Eisen, wie Eisenoxid, Oxide von Nickel, wie Nickeloxid,
Mangandioxid, Oxide von Zink, wie Zinkoxid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid,
Seltenerdmetalloxide, Oxide von Cobalt, wie Cobaltoxid, Oxide von
Zinn, wie Zinnoxid, und Oxide von Wolfram, wie Wolframoxid. Nichtoxide
können
verwendet werden. Nichtoxide umfassen allgemein bekannte Oxide wie
Siliziumcarbid, Wolframcarbid, Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid,
Bariumsulfat und Seltenerdmetallsulfide. Kohle kann auch verwendet
werden. Ferner können
auch verschiedene Gläser,
die Mischungen von Metalloxidpulvern sind, verwendet werden. Des
Weiteren kann ein Kohlepulver verwendet werden. Des Weiteren können Pulver
von einfachen Substanzen von Silber, Aluminium, Bismuth, Cobalt,
Kupfer, Eisen, Magnesium, Mangan, Molybdän, Nickel, Palladium, Antimon,
Silizium, Zinn, Titan, Vanadium, Wolfram und Zink oder Metallpulver
von Legierungen derselben verwendet werden. Diese werden alleine
oder in Kombination verwendet. Diese weisen einen mittleren Teilchendurchmesser
von 5 μm
oder weniger, vorzugsweise 1 μm
oder weniger, auf.
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Die
Moleküle
werden dissoziiert oder geschmolzen, um während der Bestrahlung mit einem
Kohlendioxidlaser dissipiert zu werden. Bevorzugt sind deshalb diejenigen,
die keine nachteilige Wirkung auf einen Halbleiterchip oder auf
die Anhaftungseigenschaften der Wand einer Bohrung, wenn selbige
sich an die Wand einer Bohrung anhaften, etc., aufweisen. Eine Zusammensetzung,
die Na-, K- oder Cl-Ionen enthält,
ist nicht bevorzugt, da sich diese nachteilig auf die Funktionssicherheit
eines Halbleiters auswirkt. Die Menge des obigen Pulvers beträgt 3 bis
97 Vol.-%, vorzugsweise 5 bis 95 Vol.-%. Vorzugsweise ist das obige
Pulver in eine wässrige
Lösung
eingebracht und homogen dispergiert.
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Die
organische Substanz als Hilfsmaterial ist nicht speziell beschränkt, wobei
sie aus denjenigen Substanzen ausgewählt ist, die sich nicht von
einer Kupferfolienoberfläche
ablösen,
wenn diese geknetet, auf eine Kupferfolienoberfläche aufgebracht und getrocknet
werden. Vorzugsweise wird ein Harz verwendet. Im Hinblick auf den
Umweltschutz ist das Harz vorzugsweise aus wasserlöslichen
oder dispergierbaren Harzen, wie Polyvinylalkohol, einem Polyvinylalkohol-Verseifungsprodukt
und Stärke,
ausgewählt.
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Das
Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, die ein Metallverbindungspulver,
ein Kohlepulver oder ein Metallpulver und ein organisches Material
enthält,
ist nicht kritisch. Das obige Verfahren beinhaltet ein Verfahren
zum Kneten von Materialien bei einer hohen Temperatur mit einer
Knetvorrichtung und Extrudieren der gekneteten Mischung in Form
einer Schicht, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Lösungsmittels
oder einer in Wasser löslichen
Harzzusammensetzung, Zugeben der obigen Pulver dazu, homogenes Mischen
derselben unter Rühren,
Auftragen der Mischung als eine Beschichtungszusammensetzung auf
eine Kupferfolienoberfläche
und Trocknen derselben, um eine Beschichtung zu bilden, ein Verfahren
zum Auftragen der Harzzusammensetzung auf eine thermoplastische
Folie, um eine Schicht zu bilden, und ein Verfahren zum Imprägnieren
eines Glassubstrats oder dergleichen mit der Harzzusammensetzung
und Trocknen desselben, um eine Schicht zu erhalten (auch als "Hilfsschicht zur
Erzeugung einer Bohrung mit einem Laser" bezeichnet). Die Dicke der Beschichtung
oder der Schicht ist nicht speziell beschränkt, wobei dessen Gesamtdicke
30 bis 200 μm
beträgt.
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Die
Hilfsschicht zur Erzeugung einer Bohrung mit einem Laser kann als
solche verwendet werden. Sie wird jedoch vorzugsweise auf einer
Mehrschichtplatine angeordnet und in möglichst engem Kontakt mit derselben
gehalten, damit eine Micro-Via-Bohrung
erzeugt werden kann, die eine bessere Form aufweist. Allgemein wird
eine Schicht an eine Mehrschichtplatine fixiert und mit dieser in
engem Kontakt gehalten, indem ein Verfahren zum Befestigen derselben
mit einem Band oder dergleichen angewendet wird. Um diese noch vollständiger zu
befestigen, wird die erhaltene Schicht auf einem kupferkaschierten
doppelseitigen Laminat oder einer Mehrschichtplatine angeordnet,
wobei dessen Harzoberfläche
daran haftet, und das Harz wird geschmolzen und unter Wärme und
Druck verbunden. Andernfalls wird die Harzoberflächenschicht mit Wasser bis
zu einer Tiefe von 3 μm
oder weniger vorbefeuchtet und das Verbinden erfolgt bei Raumtemperatur
unter Druck, wodurch die Anhaftung an eine Kupferfolienoberfläche verbessert
wird und eine Micro-Via-Bohrung mit einer ausgezeichneten Lochform
erhalten werden kann.
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Die
Harzzusammensetzung kann eine Harzzusammensetzung sein, die in Wasser
nicht löslich
ist, jedoch in einem organischen Lösungsmittel löslich ist.
In einigen Fällen
haftet jedoch ein Harz während
der Bestrahlung mit einem Kohlendioxidlaser an die Umgebung einer
Micro-Via-Bohrung an, und nicht Wasser sondern ein organi sches Lösungsmittel
wird zur Entfernung des obigen Harzes benötigt, was die Bearbeitung in einem
nachfolgenden Schritt kompliziert macht und zu Problemen hinsichtlich
der Umweltverschmutzung und dergleichen führt. Es ist deshalb unerwünscht, eine
Harzzusammensetzung zu verwenden, die in einem organischen Lösungsmittel
löslich
ist.
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Des
Weiteren kann in einer anderen Ausführungsform eine Micro-Via-Bohrung
erzeugt werden, nachdem die Oberfläche einer Kupferfolie oxidiert
wurde, wobei es im Hinblick auf die Form der Micro-Via-Bohrung bevorzugt
ist, die obige Hilfsschicht zu verwenden.
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Wenn
die obige Hilfsschicht unter Hitze und Druck auf die Kupferfolienoberfläche laminiert
wird, wird die aufgebrachte Harzschichtseite derselben an die Kupferfolienoberfläche angelagert,
und die Hilfsschicht wird mittels einer Walze durch Schmelzen der
Harzschicht bei einer Temperatur, die im Allgemeinen zwischen 40°C und 150°C, vorzugsweise
zwischen 60°C
und 120°C,
liegt, bei einem Lineardruck von 0,5 bis 30 kg, vorzugsweise 1 bis
20 kg, in engen Kontakt gebracht. Die zu verwendende Temperatur
unterscheidet sich in Abhängigkeit
des Schmelzpunkts eines ausgewählten
wasserlöslichen
Harzes sowie in Abhängigkeit
des gewählten
Lineardrucks und der gewählten
Vorschubgeschwindigkeit. Im Allgemeinen wird die Laminierung bei einer
Temperatur durchgeführt,
die 5 bis 20°C
höher ist
als der Schmelzpunkt des wasserlöslichen
Harzes.
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Wenn
die Hilfsschicht bei Raumtemperatur in engen Kontakt mit der Kupferfolienoberfläche gebracht wird,
ist die aufgebrachte Harzschicht-Oberfläche mit Wasser 3 μm oder weniger
tief befeuchtet, um das wasserlösliche
Harz zu einem gewissen Grad aufzulösen, und die Hilfsschicht wird
unter dem obigen Druck laminiert. Das Verfahren zur Befeuchtung
mit Wasser ist nicht speziell beschränkt, wobei beispielsweise ein
Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche eines
kupferkaschierten Laminats mit einer Walze, gefolgt von einem kontinuierlichen
Laminieren der Hilfsschicht auf das kupferkaschierte Laminat, oder
ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufsprühen von Wasser auf eine aufgebrachte
Harzschichtoberfläche, gefolgt
von einem kontinuierlichen Laminieren der Hilfsschicht auf das kupferkaschierte
Laminat verwendet werden kann.
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Eine
Micro-Via-Bohrung wird wie folgt erzeugt. Eine Harzzusammensetzung,
die 3 bis 97 Vol.-%, vorzugsweise 5 bis 95 Vol.-%, eines Metallverbindungspulvers
mit einem Schmelzpunkt von wenigstens 900°C und einer Bindungsenergie
von 300 kJ/Mol enthält,
wird an eine thermoplastische Folie angelagert, um eine Gesamtdicke
von 30 bis 200 μm
aufzuweisen, die resultierende Hilfsschicht wird mit einem Micro-Via-Bohrung-bildenden
Teilbereich der Kupferfolienoberfläche (überhaupt nicht behandelt),
das mit einem Kohlendioxidlaser bestrahlt werden soll, in engen
Kontakt gebracht durch Fixieren der Hilfsschicht mittels eines Bandes an
die Position, durch Schmelzen des Harzes unter Hitze und Druck,
oder durch Befeuchten der Oberfläche der
wasserlöslichen
Harzzusammensetzungsoberfläche
mit Wasser und Anlagern derselben bei Raumtemperatur, um die wasserlösliche Harzoberfläche aufzulösen, und
eine Bohrung wird in der Kupferfolie durch direktes Bestrahlen der
Hilfsschicht mit einem Hochleistungskohlendioxidlaser mit einem
Strahldurchmesser, der auf einen bestimmten Durchmesser fokussiert
ist, und einer Leistung von 20 bis 60 mJ/Puls erzeugt.
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Der
Kohlendioxidlaser verwendet üblicherweise
eine Wellenlänge
von 9,3 bis 10,6 μm
im Infrarotwellenlängenbereich.
Vorzugsweise wird zunächst
eine erste Kupferfolie als Oberfläche mit einem Output von 20 bis
60 mJ/Puls bearbeitet, um eine Bohrung zu erzeugen, die Bestrahlung
mit dem Kohlendioxidlaser fortgesetzt, bis die Bohrung einen Kupferfolienteilbereich
im Boden der Micro-Via-Bohrung erreicht, die Leistung auf eine Energie
von 25 bis 35 mJ/Puls verringert, und eine Harzschicht und ein Teil
der Kupferfolie mit einem letzten Shot bearbeitet, um einen Boden
der Micro-Via-Bohrung
dergestalt zu erzeugen, dass die Kupferfolie nicht durchdrungen
wird. Natürlich
kann nach der Bearbeitung der ersten Kupferfolienschicht eine Harzschicht
mit einer Energie von 5 bis 35 mJ/Puls bearbeitet werden und die
zur Bildung des Bodens einer Micro-Via-Bohrung bestimmte Kupferfolie
bearbeitet werden. Wenn die Isolierschicht eines kupferkaschierten
Laminats, das aus einem Glasgewebe gebildet ist, bearbeitet wird,
werden im Allgemeinen für
eine Dicke von 100 μm
1 bis 10 Shots verwendet. Nach der Bestrahlung wird die Kupferfolie
auf jede Oberfläche
mit einer flüssigen
Chemikalie zweidimensional gelöst,
und ein Grat, der in einem Micro-Via-Bohrung-bildenden Teilbereich gebildet
ist, wird ebenfalls mit der flüssigen
Chemikalie entfernt. Anschließend
wird das verbliebene Harz, das im Bodenteilbereich und der Wandoberfläche der
Micro-Via-Bohrung verblieben ist, durch ein Gasphasenverfahren vollständig entfernt.
Das Gasphasenverfahren kann allgemein aus bekannten Verfahren ausgewählt sein.
Bei der Plasmabehandlung, in der eine Kupferfolie aufgelöst wird,
werden Kupferfolien mit einer größeren Dicke
im Voraus bereitgestellt, und jede Kupferfolie weist nach Beendigung
der Behandlung eine Dicke von 3 bis 7 μm auf.
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Die
Gasphasenbehandlung kann aus bekannten Verfahren, wie einer Plasmabehandlung
und einer Behandlung mit Niederdruckultraviolettlicht, ausgewählt sein.
Die Plasmabehandlung verwendet ein Niedertemperaturplasma, das durch
teilweises Anregen und Ionisieren von Molekülen mit einer Hochfrequenzstromquelle
hergestellt wird. Bei der Plasmabehandlung wird im Allgemeinen eine
High-Rate-Behandlung durch Ionenstoß oder eine moderate Behandlung
mit Radikalen verwendet. Als Prozessgas kann ein Reaktivgas oder ein
Inertgas verwendet werden. Als Inertgas wird hauptsächlich Argongas
verwendet. Eine physikalische Oberflächenbehandlung wird mit Argongas
oder dergleichen durchgeführt.
Die physikalische Behandlung reinigt eine Oberfläche physikalisch mittels Ionenstoß. Das Niederdruckultraviolettlicht
ist ultraviolettes Licht in einem Kurzwellenlängenbereich. Beispielsweise
wird die Harzschicht durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht
in einem Kurzwellenlängenbereich
mit einem Peak bei 184,9 nm oder 253,7 nm zersetzt und entfernt.
Die Harzoberfläche
wird dann hydrophob. Die Befeuchtungsbehandlung wird deshalb vorzugsweise
in Kombination mit der Verwendung einer Ultraschallbehandlung durchgeführt, wenn
ein Loch einen geringen Durchmesser aufweist, gefolgt vom Überziehen
mit Kupfer. Die Befeuchtungsbehandlung ist nicht speziell beschränkt. Beispielsweise
wird eine wässrige
Lösung
von Kaliumpermanganat eingesetzt oder es wird Soft-Ätzen angewendet.
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Der
Kohlendioxidlaser verwendet im Allgemeinen eine Wellenlänge von
9,3 bis 10,6 μm
in einem Infrarotwellenlängenbereich.
Vorzugsweise wird zunächst
eine erste Kupferfolie als Oberfläche mit einem Output von 20
bis 60 mJ/Puls bearbeitet, um eine Bohrung zu erzeugen, die Leistung
auf eine Energie von 20 bis 35 mJ/Puls verringert, und eine darunter
angeordnete Harzschichtoberfläche
mit wenigstens einem Shot bearbeitet, um einen Boden der Micro-Via-Bohrung
zu bilden. Wenn eine Harzschicht auf der darunter angeordneten Kupferfolie
mit einem letzten Shot von 5 bis 35 mJ/Puls nicht entfernt wird,
so dass der Boden der Micro-Via-Bohrung nicht gebildet wird, wird
vorzugsweise eine Gasphasenbehandlung und eine Befeuchtungsbehandlung
durchgeführt,
um die Harzschicht zu entfernen, gefolgt vom Verkupfern. Im Allgemeinen
werden 1 bis 10 Shots für
eine Dicke von 100 μm
angewendet, wenn die Isolierschicht eines kupferkaschierten Laminats, das
aus einem Glasgewebe gebildet ist, bearbeitet wird.
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Die
Micro-Via-Bohrung wird durch allgemein bekannte Verkupferungsverfahren
plattiert. Andernfalls wird eine elektrisch leitfähige Beschichtungszusammensetzung
in die Micro-Via-Bohrung gefüllt,
um die elektrische Leitung zwischen einer Kupferfolie auf der Oberflächenschicht
und einer darunter angeordneten Kupferfolie herzustel len. Die elektrisch
leitfähige
Beschichtungszusammensetzung kann allgemein aus bekannten elektrisch
leitfähigen
Beschichtungszusammensetzungen ausgewählt sein. Spezifische Beispiele
hierfür
umfassen Kupferpaste, Silberpaste, Lötpaste und andere Lötmittel.
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Wirkung der
Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Leiterplatte
und eine durch das erfindungsgemäße Verfahren
gebildete Micro-Via-Bohrung benötigen
keine Desmearbehandlung und weisen eine hohe Funktionszuverlässigkeit
im Hinblick auf die Verbindung zwischen einer äußersten Schicht und einer darunter
angeordneten Kupferfolie auf. Des Weiteren ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit
bemerkenswert hoch verglichen mit dem Bearbeiten mit einem Bohrer,
was die Produktivität
in hohem Maße
verbessert. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ferner Kupferfolien in einer Richtung der Dicke
in gewissem Maße
geätzt,
wodurch ein Grat, der in einem Micro-Via-Bohrungsteilbereich vorkommt,
gleichzeitig entfernt werden kann. Bei der Bildung einer Schaltung
auf der Kupferfolie, die durch Plattieren jeder Oberfläche erhalten
wurde, treten folglich keine Defekte, wie ein Kurzschluss und ein
Strukturbruch, auf, und es kann eine Leiterplatte mit hoher Packungsdichte
hergestellt werden. Es kann auch ein Verfahren zur Herstellung einer
Micro-Via-Bohrung bereitgestellt werden, welches die Bereitstellung
der obigen Leiterplatte ermöglicht.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird ausführlicher
unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele erläutert, in
denen 'Teil" für "Gew.-Teil" steht, sofern nichts
anderes angegeben ist.
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Beispiel 1
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900
Teile 2,2-Bis-(4-cyanatophenyl)propan und 100 Teile Bis(4-maleinimidphenyl)methan
wurden bei 150°C
geschmolzen und unter Rühren
für 4 Stunden
umgesetzt, um ein Vorpolymer zu erhalten. Das Vorpolymer wurde in
einem gemischten Lösungsmittel
von Methylethylketon und Dimethylformamid gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurden
400 Teile eines Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ (Handelsname: Epikote 1001,
bezogen von Yuka Shell Epoxy K.K.) und ein Epoxyharz vom Kresol-Novolak-Typ
(Handelsname: ESCN-220F, bezogen von Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
gegeben und diese Materialien homogen gelöst und gemischt. Ferner wur de
als Katalysator 0,4 Teile Zinkoctylat zugegeben und diese Materialien
gelöst
und gemischt. Zu der resultierenden Mischung wurden 500 Teile eines
anorganischen isolierenden Füllstoffs
(Handelsname: gebrannter Talk, mittlerer Teilchendurchmesser 0,4 μm, bezogen
durch Nippon Talc K.K.), und 8 Teile eines Schwarzpigments gegeben
und diese Materialien homogen gerührt und gemischt, um einen
Lack A herzustellen. Ein 100 μm
dickes Glasgewebe wurde mit dem obigen Lack imprägniert und das imprägnierte Glasgewebe
wurde bei 150°C
getrocknet, um ein Prepreg (Prepreg B) herzustellen, das bei 170°C eine Gelierzeit
von 120 Sekunden und einen Glasgewebegehalt von 57 Gew.-% aufweist.
Eine 18 μm
dicke Elektrolytkupferfolie wurde auf jeder Oberfläche einer
Lage des obigen Prepregs B angeordnet und die resultierende Anordnung
bei 200°C
bei 20 kgf/cm2 unter einem Vakuum von 30
mmHg oder weniger für
2 Stunden laminiert, wodurch ein kupferkaschiertes doppelseitiges
Laminat B mit einer Isolierschichtdicke von 100 μm erhalten wurde.
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Getrennt
davon wurden 800 Teile eines Kupferoxidpulvers mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von 0,86 μm
zu einem Lack gegeben, der durch Auflösen eines teilweise verseiften
Polyvinylalkoholpulvers in Wasser hergestellt wurde, und die Mischung
homogen gerührt
und gemischt (Lack C). Der Lack C wurde auf eine 50 μm dicke Polyethylenterephthalatfolie
aufgebracht, um eine 20 μm
dicke Beschichtung zu bilden, und die Beschichtung wurde bei 110°C für 30 Minuten
getrocknet, wodurch eine Schicht mit einer Folie erhalten wurde,
die einen Kupferoxid-Pulvergehalt von 20 Vol.-% aufwies. Die Schicht
wurde auf dem kupferkaschierte doppelseitigen Laminat B angeordnet,
und die Schichtoberfläche
wurde mit einem Puls (Shot) direkt mit einem Kohlendioxidlaser mit
einer Leistung von 40 mJ/Puls bestrahlt. Anschließend wurde
die Leistung auf 30 mJ/Puls verringert und der darunter angeordnete
Micro-Via-Bohrung-bildende
Teilbereich mit 2 Pulsen bearbeitet und entfernt, wodurch 900 Bohrungen
mit einem Durchmesser von 100 μm
mit Abständen
von 400 μm erzeugt
wurden. Die Micro-Via-Bohrungen wurden insgesamt in 70 Blöcken (63000
Micro-Via-Bohrungen)
erzeugt. Nachfolgend wurde die Rückseite
mit einer Ätzschutzmasse
bedeckt und die gesamte Vorderseite wurde durch das SUEP-Verfahren
behandelt, um Grate in Micro-Via-Bohrungsteilbereichen durch Auflösen derselben
zu entfernen, und gleichzeitig wurde auch die Kupferfolie auf der
Vorderseite aufgelöst,
bis diese eine Dicke von 7 μm
aufwies. Nach Entfernen der Ätzschutzmasse
wurde die gesamte Vorderseite mit einer Ätzschutzmasse bedeckt und die
Kupferfolie auf der Rückseite
wurde durch das SUEP-Verfahren aufgelöst und entfernt, bis diese
eine Dicke von 7 μm
aufwies. Nach Entfernen der Ätzschutzmasse
wurde die Platte verkupfert, um einen 15 μm dicken Kupferüberzug (Gesamtdicke:
22 μm) zu
bilden. Eine Fläche
mit einem Durchmesser von 250 μm
wurde in jedem Micro-Via-Bohrungsteilbereich ge bildet, eine Kupferfolie
im Boden jeder Micro-Via-Bohrung als Kugelkontaktflecken verwendet,
und die 900 Micro-Via-Bohrungen wurden wie nachfolgend unter 5) "Wärmezyklustest von Micro-Via-Bohrungen" beschrieben verbunden,
um einen Wärmezyklustest
durchzuführen.
Des Weiteren wurde eine Schaltung (200 Teile mit Line/Space = 50/50 μm) gebildet,
eine Fläche
für eine
Lötmittelkugel,
etc., darauf gebildet, und Bereiche, die wenigstens einen Halbleiterchip,
einen Bonding-Kontaktfleck
und einen Lötmittelkugel-Kontaktfleck
aussparen, wurden mit einer Ätzschutzmasse
bedeckt, und vernickelt und vergoldet, um eine Leiterplatte herzustellen.
Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse dieser Leiterplatte.
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Beispiel 2
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1400
Teile eines Epoxyharzes (Handelsname: Epikote 5045), 600 Teile eines
Epoxyharzes (Handelsname: ESCN220F), 70 Teile Dicyandiamid und 2
Teile 2-Ethyl-4-methylimidazol
wurden in einem gemischten Lösungsmitteln
von Methylethylketon und Dimethylformamid gelöst. Ferner wurden 500 Teile
des gleichen anorganischen isolierenden Füllstoffs wie in Beispiel 1
zugegeben und die Mischung stark gerührt, um eine homogene Dispersion
zu bilden, wodurch ein Lack D erhalten wurde. Ein 50 μm dickes
Glasgewebe wurde mit dem Lack D imprägniert und das imprägnierte
Glasgewebe getrocknet, wodurch ein Prepreg (Prepreg E) erhalten
wurde, das eine Gelierzeit von 150 Sekunden und einen Glasgewebegehalt
von 35 Gew.-% aufwies. Eine Lage des Prepregs E wurde verwendet
und eine 18 μm
dicke Elektrolytkupferfolie wurde auf jeder Oberfläche angeordnet,
und die resultierende Zusammenstellung wurde bei 190°C bei 20
kgf/cm2 unter einem Vakuum von 30 mmHg oder
weniger für
2 Stunden laminiert, um ein kupferkaschiertes doppelseitiges Laminat
F herzustellen. Die Isolierschicht wies eine Dicke von 100 μm auf. Eine
Schaltung wurde auf jeder Oberfläche gebildet
und dann einer Oxidation von Kupfer unterzogen, eine Lage des Prepregs
E auf jeder Oberfläche
angeordnet, eine 12 μm
dicke Elektrolytkupferfolie auf jeder Oberfläche angeordnet, und die resultierende
Anordnung wurde auf ähnliche
Weise laminiert, wodurch eine vierschichtige kupferkaschierte doppelseitige
Leiterplatte F erhalten wurde.
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Getrennt
davon wurde ein Kupferpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von 0,7 μm
in einer Polyvinylalkohollösung
aufgelöst,
um einen Lack G mit einem Kupferpulvergehalt von 70 Vol.-% herzustellen. Der
Lack G wurde auf die obige vierschichtige kupferkaschierte doppelseitige
Leiterplatte F bis zu einer Dicke von 40 μm aufgebracht und der aufgebrachte
Lack wurde bei 110°C
für 30
Minuten getrocknet, um eine Beschichtung zu bilden (1(1)).
Die Beschichtung wurde mit 2 Pulsen (Shots) eines Kohlendioxidlasers
mit einer Leistung von 40 mJ/Puls bestrahlt, um Bohrungen mit einem
Durchmesser von jeweils 100 μm
zu erzeugen, und ein ähnliches
Bearbeiten erfolgte mit 2 Pulsen mit 28 mJ/Puls, gefolgt von den
entsprechenden Prozeduren wie in Beispiel 1, um eine Mehrschichtleiterplatte
herzustellen, in der Micro-Via-Bohrungen mit einem Durchmesser von
jeweils 100 μm
erzeugt sind (1 und 2(2), (3),
(4) und (5)). Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse.
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Vergleichsbeispiel 1
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Das
gleiche kupferkaschierte doppelseitige Laminat wie dasjenige in
Beispiel 1 und die Mehrschichtplatine wie diejenige in Beispiel
2 wurden verwendet und es wurde versucht, auf ähnliche Weise Micro-Via-Bohrungen
mit einem Kohlendioxidlaser ohne irgendeine Oberflächenbehandlung
oder Verwendung einer Hilfsschicht auf der Oberfläche zu erzeugen.
Es wurden keine Bohrungen erzeugt.
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Vergleichsbeispiel 2
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In
Beispiel 2 (3(1)) wurden 63000 Bohrungen,
welche von der Vorderseite bis zur darunter angeordneten Kupferfolie
reichten, auf ähnliche
Weise mit einem mechanischen Bohrer mit einem Bohrerdurchmesser
von 100 μm
erzeugt. Die Querschnitte aller Bohrungen wurden begutachtet und
festgestellt, dass 13 % aller Bohrungen so wie in 3(2)
gezeigt erzeugt wurden. Die restlichen Bohrungen gingen durch die
Kupferfolie als Innenschicht hindurch, um die Harzschicht zu erreichen.
Die Desmearbehandlung wurde einmal ohne die SUEP-Behandlung durchgeführt und
anschließend
wurde auf ähnliche
Weise eine Leiterplatte hergestellt. Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse.
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Vergleichsbeispiel 3
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Das
gleiche kupferkaschierte doppelseitige Laminat (1(1))
wie dasjenige, das in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde bereitgestellt
und die Oberfläche
davon wurde geätzt
und mit drei Shots eines Kohlendioxidlasers mit einer Leistung von
18 mJ/Puls bestrahlt, um auf ähnliche
Weise 63000 Bohrungen mit einem Durchmesser von 100 μm mit Abständen von
jeweils 400 μm
zu erzeugen. Die bekannte Desmearbehandlung wurde zweimal ohne SUEP-Behandlung
durchgeführt,
das Plattieren wurde auf ähnliche
Weise durchgeführt, um
einen 15 μm
dicken Kupferüberzug
zu bilden, eine Schaltung wurde auf jeder Oberfläche gebildet, und das resultierende
Laminat wurde auf ähnliche
Weise bearbeitet, um eine Leiterplatte herzustellen. Tabelle 1 zeigt die
Auswertungsergebnisse.
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Vergleichsbeispiel 4
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In
dem gleichen kupferkaschierten doppelseitigen Laminat wie demjenigen
in Beispiel 2 wurde auf ähnliche
Weise Micro-Via-Bohrungen durch 4 Pulse erzeugt, wobei mittels eines
Kohlendioxidlasers mit einer Leistung von 40 mJ/Puls bestrahlt wurde.
Jede Micro-Via-Bohrung ging durch die Kupferfolie als Innenschicht hindurch,
um die Harzschicht zu erreichen (4 und 5).
Das Laminat wurde einer SUEP-Behandlung unterzogen, und es wurde
eine Leiterplatte hergestellt. Tabelle 1 zeigt die Auswertungsergebnisse.
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<Messverfahren>
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1) Form des Bodens der
Micro-Via-Bohrung
-
Der
Querschnitt des Bodens wurde visuell begutachtet.
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2) Zeit zur Erzeugung
von Micro-Via-Bohrungen
-
Die
Zeitspanne, die zur Erzeugung von 63000 Micro-Via-Bohrungen/Leiterplatte
mit einem Kohlendioxidlaser oder einem mechanischen Bohrer benötigt wird.
-
3) Strukturbruch und Kurzschluss
-
In
den Beispielen und den Vergleichsbeispielen wurden 200 Strukturen
mit Line/Space = 50 μm/50 μm mittels
eines Vergrößerers visuell
beobachtet und Strukturen mit einem Strukturbruch und Kurzschlüssen wurden
gezählt.
Der Zähler
gibt die Anzahl von Strukturen mit einem Strukturbruch und Kurzschluss
an.
-
4) Glasübergangstemperatur
-
Gemessen
durch das DMA-Verfahren.
-
5) Wärmezyklustest von Micro-Via-Bohrungen
-
900
Micro-Via-Bohrungen einer Leiterplatte wurden wie folgt elektrisch
verbunden. Zwei benachbarte Micro-Via-Bohrungen wurden über Flächen verbunden,
um 450 Kombinationen von zwei verbundenen benachbarten Micro-Via-Bohrungen
herzustellen. Ferner wurde beispielsweise eine Micro-Via-Bohrung
einer Kombination mit einer Micro-Via-Bohrung einer benachbarten
Kombination durch eine Kupferfolie im Boden der Micro-Via-Bohrung
verbunden, die andere Micro-Via-Bohrung der "einen Kombination" wurde mit der anderen Micro-Via-Bohrung
der anderen benachbarten Kombination durch eine Kupferfolie im Boden
der Micro-Via-Bohrung verbunden, und auf diese Art und Weise wurden
die 900 Micro-Via-Bohrungen durch Flächen oder eine Kupferfolie
im Boden einer Micro-Via-Bohrung verbunden. Anschließend wurde
die Leiterplatte für 30
Sekunden in ein Lötmittel
mit einer Temperatur von 260°C
eingetaucht, herausgenommen und bei Raumtemperatur für 5 Minuten
stehengelassen. Das obige Eintauchen für 30 Sekunden und das obige
Stehenlassen für
5 Minuten wurden als 1 Zyklus festgelegt, und die obige Prozedur
wurde für
insgesamt 200 Zyklen wiederholt. Danach wurde der Widerstandswert
der Leiterplatte gemessen, um den maximalen Wert der Widerstandsveränderung
zu bestimmen.
-
Beispiel 3
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Eine
Schicht mit einer Folie, die einen Kupferoxidpulvergehalt von 20
Vol.-% und einen Schmelzpunkt von 83°C aufwies, wurde auf dieselbe
Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer, dass die in Beispiel 1
verwendete 50 μm
dicke Polyethylenterephthalatfolie durch eine 25 μm dicke Polyethylenterephthalatfolie
ersetzt wurde.
-
Die
obige Schicht wurde auf das gleiche kupferkaschierte doppelseitige
Laminat B wie das in Beispiel 1 erhaltene bei 90°C laminiert, und die Schicht
wurde mit 2 Shots mittels eines Kohlendioxidlasers mit einer Leistung
von 40 mJ/Puls bestrahlt, um 900 Bohrungen mit einem Durchmesser
von jeweils 100 μm
in Abständen
von 400 μm
zu erzeugen. Anschließend
wurde eine Kupferfolie als Innenschicht durch einen Shot mittels des
Kohlendioxidlasers bei einer verringerten Leistung von 7 mJ/Puls
bestrahlt, um Oberflächenteilbereiche der
Kupferfolie in Teilbereichen zu entfernen, die zur Bildung der Böden von
Micro-Via-Bohrungen bestimmt sind. Auf diese Art und Weise wurden
Micro-Via-Bohrungen in 70 Blöcken
(insgesamt 63000 Micro-Via-Bohrungen) erzeugt. Dann wurde die gesamte
Vorderseite und Rückseite
durch das SUEP-Verfahren behandelt, um Grate in Micro-Via-Bohrungsteilen
zu entfernen und gleichzeitig die Kupferfolienoberfläche aufzulösen, bis diese
eine Dicke von 7 μm
aufwies. Die Leiterplatte wurde in ein Plasmabehandlungsgerät gegeben
und mit strömendem
Sauerstoff für
10 Minuten behandelt, um die Dicke der Kupferfolienoberfläche auf
5 μm zu
verringern und eine Harzschicht zu entfernen, die an eine Kupferfolienoberfläche im Boden
jeder Micro-Via-Bohrung anhaftet. Anschließend wurde einmal eine Desmearbehandlung
durchgeführt
und die Platte verkupfert, um einen 15 μm dicken Kupferüberzug zu
bilden. Eine Fläche
mit einem Durchmesser von 250 μm
wurde in jeder Micro-Via-Bohrung gebildet, und eine Kupferfolie
im Boden jeder Micro-Via-Bohrung wurde als Kugel-Kontaktfleck verwendet.
Insgesamt wurden 900 Micro-Via-Bohrungen wie unter 5) "Wärmezyklustest von Micro-Via-Bohrungen" verbunden, um einen
Wärmezyklustest
durchzuführen.
Des Weiteren wurden Schaltungen (Line/Space = 50/50 μm, 200 Strukturen)
gebildet, und Flächen
für Lötkugeln
wurden darauf gebildet. Bereiche, mit Ausnahme von wenigstens einem
Halbleiterchip, den Bonding-Kontaktflecken und den Lötmittelkugel-Kontaktflecken,
wurden mit einer Beschichtungsschutzmasse überzogen, und vernickelt und vergoldet,
um eine Leiterplatte herzustellen. Tabelle 2 zeigt die Auswertungsergebnisse
der Leiterplatte.
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Beispiel 4
-
Ein
100 μm dickes
Glasgewebe wurde mit dem in Beispiel 2 hergestellten Lack D imprägniert und
das imprägnierte
Glasgewebe wurde getrocknet, um ein Prepreg (Prepreg H), das eine
Gelierzeit von 150 Sekunden und einen Glasgewebegehalt von 55 Gew.-%
aufwies, und ein Prepreg (Prepreg I), das eine Gelierzeit von 180
Sekunden und einen Glasgewebegehalt von 44 Gew.-% aufwies, herzustellen.
Eine Lage des Prepregs H wurde verwendet, eine 18 μm dicke Elektrolytkupferfolie
auf jeder Oberfläche
der Lage des Prepregs H angeordnet, und die resultierende Anordnung
bei 190°C
bei 20 kgf/cm2 unter einem Vakuum von 30
mmHg oder weniger für
2 Stunden laminiert, um ein kupferkaschiertes doppelseitiges Laminat
J herzustellen. Die Isolierschicht wies eine Dicke von 100 μm auf. Schaltungen
wurden auf beiden Oberflächen
gebildet, eine 12 μm Elektrolytkupferfolie
wurde auf jeder Oberfläche
angeordnet, und die resultierende Anordnung wurde auf ähnliche
Weise laminiert, wodurch ein vierschichtiges kupferkaschiertes doppelseitiges
Laminat erhalten wurde.
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Getrennt
davon wurde ein Kupferpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von 0,7 μm
in einer Polyvinylalkohollösung
gelöst,
um einen Lack mit einem Kupferpulvergehalt von 70 Vol.-% herzustellen.
Der Lack wurde auf das obige vierschichtige kupferkaschierte doppelseitige
Laminat aufgebracht und bei 110°C
für 30
Minuten getrocknet, um eine 40 μm
dicke Beschichtung zu bilden. Die Beschichtung wurde durch 2 Shots mittels
eines Kohlendioxidlasers mit einer Leistung von 40 mJ/Puls bestrahlt,
und dann erfolgte 1 Shot auf ähnliche
Weise mit einer Leistung von 13 mJ/Puls, um Micro-Via-Bohrungen
mit einem Durchmesser von 100 μm in
der Kupferfolie zu erzeugen. Anschließend wurde die Platte anstelle
der Plasmabehandlung in Beispiel 3 durch eine Niederdruckultraviolettlichtbehandlung
behandelt und auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 3 bearbeitet,
um eine Mehrschichtleiterplatte mit den Micro-Via-Bohrungen zu erzeugen.
Tabelle 2 zeigt die Auswertungsergebnisse davon.
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Vergleichsbeispiele 5
und 6
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Das
gleiche kupferkaschierte doppelseitige Laminat wie dasjenige in
Beispiel 3 und das gleiche vierschichtige kupferkaschierte doppelseitige
Laminat wie dasjenige in Beispiel 4 wurden bereitgestellt und auf dieselbe
Art und Weise wie in Beispiel 3 oder 4 behandelt, ohne die SUEP-Oberflächenbehandlung
und die Plasma- oder Niederdruckultraviolettlichtbehandlung des
Bodens der Micro-Via-Bohrungen durchzuführen, um Leiterplatten herzustellen.
Tabelle 2 zeigt die Auswertungsergebnisse davon.
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Beispiel 5
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Ein
100 μm dickes
Glasgewebe wurde mit dem gleichen Lack A wie der in Beispiel 1 erhaltene
imprägniert,
und das imprägnierte
Gewebe wurde bei 150°C
getrocknet, um ein Prepreg (Prepreg K) mit einer Gelierzeit von
120 Sekunden bei 170°C
und einem Glasgewebegehalt von 53 Gew.-% herzustellen.
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Eine
7 μm dicke
Elektrolytkupferfolie (6, b) wurde auf jeder Oberfläche einer
Lage des obigen Prepregs K angeordnet und die resultierende Anordnung
wurde bei 200°C
bei 20 kgf/cm2 unter einem Vakuum von 30
mmHg oder weniger für
2 Stunden laminiert, wodurch ein kupferkaschiertes doppelseitiges
Laminat L mit einer Isolierschichtdicke von 100 μm erhalten wurde.
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Getrennt
davon wurden 800 Teile eines Kupferoxidpulvers (mittlerer Teilchendurchmesser:
0,86 μm) als
Metallpulver zu einem Lack gegeben, der durch Auflösen eines
Polyvinylalkoholpulvers in Wasser hergestellt wurde, und die Mischung
wurde homogen gerührt
und gemischt. Die Mischung wurde auf eine Oberfläche einer 25 μm dicken
Polyethylenterephthalatfolie aufgebracht, um eine 60 μm dicke Beschichtung
zu bilden und die Beschichtung wurde bei 110°C für 30 Minuten getrocknet, um
eine Hilfsschicht M mit einem Kupferpulvergehalt von 65 Vol.-% herzustellen.
Die Hilfsschicht M (6, a) wurde auf dem obigen kupferkaschierten
doppelseitigen Laminat L angeordnet, so dass die Harzoberfläche der
Kupferfolienseite zugewandt war (6(1)), und
die Hilfsschicht M wurde mit einem Zellophanband befestigt. Anschließend wurde
die Hilfsschicht mit 1 Shot eines Kohlendioxidlasers mit einer Leistung
von 40 mJ/Puls bestrahlt, um 900 Bohrungen in der Kupferfolie zu
erzeugen, dann erfolgte 1 Shot mit einer verringerten Leistung von
30 mJ/Puls, und ferner wurden die Böden der Micro-Via-Sacklochbohrungen,
d.h. die darunter angeordnete Kupferfolie, mit 1 Shot mit einer
Leistung von 7 mJ/Puls bestrahlt, um 900 Micro-Via-Sacklochbohrungen
(6, 1) mit einem Durchmesser von
jeweils 100 μm
in einem quadratischen Bereich von 50 mm × 50 mm in jedem der 70 Blöcke (6(2)) auszubilden.
Es erfolgte keine SUEP-Behandlung und die obige Platte wurde in
eine Plasmabehandlungseinheit gegeben, und in einer Sauerstoffatmosphäre für 10 Minuten
und in einer Argonatmosphäre
für 5 Minuten behandelt,
um eine im Innern jeder Micro-Via-Sacklochbohrung verbliebene Harzschicht
zu entfernen und um die Oberflächenschichten
der Vorder- und Rückseiten
der Kupferfolien zu entfernen. Als Folge davon wies jede Kupferfolie
eine Dicke von 5 μm
auf. Die resultierende Leiterplatte wurde in eine wässrige Kaliumpermanganatlösung gegeben,
mittels Ultraschall nassbehandelt (6(3)) und
chemisch verkupfert. Ferner wurde die Leiterplatte durch ein Impulsgalvanisierungsverfahren
(Nippon Rylonal Co., Ltd.) verkupfert, um einen Kupferüberzug in
wenigstens 90 Vol.-% jeder Micro-Via-Sacklochbohrung einzufüllen (6(4)).
Die Oberfläche wurde
soft-geätzt
und ein Schaltkreis (200 Teile, Line/Space = 100/100 μm), Flächen für Lötmittelkugeln
und dergleichen, wurden auf jeder Oberfläche gemäß bekannten Verfahren gebildet.
Bereiche, mit Ausnahme eines Halbleiterchipbereichs, den Bonding-Kontaktflecken
und den Lötmittelkugel-Kontaktfleckenbereichen, wurden
mit einer Plattierungsschutzmasse bedeckt, gefolgt vom Vernickeln
und Vergolden, wodurch eine Leiterplatte erhalten wurde. Tabelle
3 zeigt die Auswertungsergebnisse der Leiterplatte.
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Beispiel 6
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Ein
Metallverbindungspulver (SiO2: 57 Gew.-%,
MgO: 43 Gew.-%, mittlerer Teilchendurchmesser: 0,4 μm) wurde
zu einer Harzlösung
gegeben, die durch Auflösen
eines wasserlöslichen
Polyesterharzes mit einem Schmelzpunkt von 58°C in Wasser hergestellt wurde,
und diese Materialien wurden homogen gerührt und gemischt. Anschließend wurde
die Mischung auf eine 50 μm
dicke Polyethylenterephthalatfolie aufgebracht, um einen 15 μm dicken Überzug zu
bilden, und die Beschichtung wurde bei 110°C für 25 Minuten getrocknet, um ein
folienförmiges
Hilfsmaterial N mit einem Metallverbindungsgehalt von 90 Vol.-%
herzustellen.
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Getrennt
davon wurden 700 Teile eines Epoxyharzes (Handelsname: Epikote 5045),
300 Teile eines Epoxyharzes (Handelsname: ESCN220F), 35 Teile Dicyandiamid
und 1 Teil 2-Ethyl-4-methylimidazol in einem gemischten Lösungsmittel
von Methylethylketon und Dimethylformamid gelöst. Ferner wurden 800 Teile
kalzinierter Talk (Handelsname: Baked Talc) und 8 Teile eines Schwarzpigments
zugegeben, und die Mischung wurde stark gerührt, um eine homogene Dispersion
zu bilden, wodurch ein Lack erhalten wurde. Ein 100 μm dickes
Glasgewebe wurde mit dem obigen Lack imprägniert und das imprägnierte
Glasgewebe wurde getrocknet, wodurch ein Prepreg (Prepreg 0) mit
einer Gelierzeit von 150 Sekunden und einem Glasgewebegehalt von 55
Gew.-% erhalten wurde. Ferner wurde auch ein Prepreg P mit einem
Glasgehalt von 43 Gew.-% hergestellt.
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Eine
Schicht des Prepregs 0 wurde verwendet und eine 18 μm dicke Elektrolytkupferfolie
wurde auf jeder Oberfläche
angeordnet, und die resultierende Zusammenstellung wurde bei 190°C bei 20
kgf/cm2 unter einem Vakuum von 30 mmHg oder
weniger für
2 Stunden laminiert, um ein kupferkaschiertes doppelseitiges Laminat
Q herzustellen. Die Isolierschicht wies eine Dicke von 100 μm auf.
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Ein
Schaltkreis wurde auf jeder Oberfläche gebildet und anschließend einer
Oxidation des Kupfers unterzogen, eine Schicht des Prepregs Q auf
jeder Oberfläche
angeordnet, eine 12 μm
dicke Elektrolytkupferfolie auf jeder Oberfläche angeordnet, und die resultierende
Zusammenstellung wurde auf ähnliche
Weise laminiert, um eine Mehrschichtplatte zu erhalten.
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Das
obige Hilfsmaterial E (7, a) wurde so auf der Mehrschichtplatte
angeordnet, dass die Harzzusammensetzungsoberfläche davon der Mehrschichtplatte
zugewandt war, und das Hilfsmaterial E wurde mit einer Walze bei
100°C bei
einem Lineardruck von 1,5 kgf laminiert, um eine Beschichtung zu
bilden, die ausgezeichnete Kontakteigenschaften aufwies.
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Die
Beschichtung wurde mit 1 Puls eines Kohlendioxidlasers mit einer
Leistung von 35 mJ/Puls bestrahlt, gefolgt von einer Bestrahlung
mit 1 Puls bei einer Leistung von 20 mJ/Puls und einer Bestrahlung
von 1 Puls bei einer Leistung von 5 mJ/Puls, um Micro-Via-Sacklochbohrungen
mit einem Durchmesser von jeweils 100 μm zu erzeugen (7(1)
und 7(2)).
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Die
Hilfsschicht auf der Oberfläche
wurde abgelöst
und die Oberfläche
durch das SUEP-Verfahren behandelt, bis die Kupferfolie eine Dicke
von 5 μm
aufwies (8(3)). Anschließend wurde
die Leiterplatte in eine Plasmabehandlungseinheit gegeben, in einem
Sauerstoffgasstrom für
10 Minuten und einem Argongasstrom für 5 Minuten behandelt, und
mittels Ultraschall in einer wässrigen
Kaliumpermanganatlösung
nassbehandelt. Danach wurde auf ähnliche
Weise eine Pulsverkupferung durchgeführt, um einen Kupferüberzug in
wenigstens 95 Vol.-% jeder Micro-Via-Sacklochbohrung zu füllen (8(5)),
und eine Leiterplatte wurde auf ähnliche Weise
hergestellt. 3 zeigt die Auswertungsergebnisse
davon.
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Vergleichsbeispiel 7
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Eine
Mehrschichtplatte wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel
6 hergestellt, außer,
dass 1000 Teile Epikote 5045 alleine als Epoxyharz verwendet wurden.
Es wurde versucht, Micro-Via-Sacklochbohrungen durch Bestrahlung
mit 1 Shot eines Kohlendioxidlasers mit einer Leistung von 45 mJ/Puls
und 3 Shots von ähnlicher
Strahlung mit dem Kohlendioxidlaser zu erzeugen. In diesem Fall
gingen die Bohrungen durch die Kupferfolie als Innenschicht hindurch
(9(2)). Eine Desmearbehandlung wurde zweimal ohne
SUEP-Behandlung durchgeführt
(9(3)), und das Verkupfern erfolgte gemäß einem
herkömmlichen
Verfahren (9(4)), um eine Leiterplatte
herzustellen.
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Vergleichsbeispiel 8
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Es
wurde versucht Micro-Via-Sacklochbohrungen mit Abständen von
300 μm in
der gleichen Mehrschichtplatine wie diejenige in Beispiel 6 mit
einem mechanischen Bohrer mit einem Bohrerdurchmesser von 150 μm bei einer
Umdrehung von 100000 U/min und einer Vorschubgeschwindigkeit von
1 m/Minute zu erzeugen. Die Querschnitte aller Micro-Via-Bohrungen
wurde visuell beobachtet, und es wurde festgestellt, dass 13 % der
Micro-Via-Bohrungen so wie in 10(2)
erzeugt wurden. Die restlichen Micro-Via-Bohrungen gingen durch
die Kupferfolie als Innenschicht hindurch und erreichten eine Harzschicht.
Eine Desmearbehandlung wurde einmal duohne SUEP-Behandlung durchgeführt und
das Verkupfern erfolgte gemäß einem
herkömmlichen
Verfahren, um eine Leiterplatte herzustellen. Tabelle 3 zeigt die
Auswertungsergebnisse davon.
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