JP2000013027A - 多層基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インナーバイアホール加工後のスミア除去を
適正条件で行うことができる多層基板の製造方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 多層基板の製造方法において、各層の回
路パターン２を導通させるために回路パターン２を隔て
る絶縁樹脂層３にレーザ加工によりインナーバイアホー
ル４を形成し、このインナーバイアホール４底面の回路
パターン２表面のスミア３ａをプラズマ処理によって除
去した後、インナーバイアホール４に紫外光を照射し、
スミア３ａが発する蛍光を蛍光検出センサ２４により検
出してスミア３ａの残留状態を検査する。これにより、
スミア除去の適正な処理条件を設定して過不足のないス
ミア除去を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の高密度
実装に用いられる多層基板の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の高密度実装に用いられる多層
基板は、複数層の回路パターンを絶縁樹脂層をはさんで
交互に積層したものであり、配線回路を立体的に構成す
ることにより狭いエリア内に高密度の回路を形成できる
という利点がある。配線回路を立体的に構成するために
は、回路パターンを形成する導体層の各層間の所定部分
を導通させる必要があり、このためにインナーバイアホ
ールを絶縁樹脂層に形成することが行われる。この方法
は、絶縁樹脂層の所定位置にインナーバイアホールを形
成し、この絶縁樹脂層の表面に銅などの導電体をめっき
することにより新たな導体層を形成するとともに、この
新たな導体層を１層下の導体層とインナーバイアホール
の内面のめっき層を介して導通させるものである。

【０００３】インナーバイアホールの形成方法として
は、一般にレーザ加工が用いられる。この方法は、絶縁
樹脂層の所定の位置にレーザを照射し、レーザにより照
射範囲内の絶縁樹脂を蒸散させて除去するものである。
このとき、導体層表面上の樹脂を完全に除去することは
困難で、導体層表面には１ミクロン以下の微小厚さの樹
脂よりなるスミアが残留する。このスミアが残留したま
ま新たな導体層形成のためのめっきを行うと、めっき不
良や導通不良などの不具合を生じやすい。このためレー
ザ加工後には、めっき工程に先立って、プラズマ処理や
湿式処理などの方法を用いて、インナーバイアホール内
の導体層表面のスミアを除去することが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の多層
基板の製造方法においては、このスミア除去に際し、以
下に述べるような問題点があった。前述のように、スミ
アは微小厚さであるためその付着の状態や、除去処理後
になお残留する残留量を計測することが困難であった。
このため、従来のスミア除去工程では、プラズマ処理な
どの除去手段の処理条件設定は、その都度除去処理の試
行を繰り返した後に処理条件を設定するという時間と労
力を要する方法や、経験に基づいていわば勘によって条
件設定を行うなどの方法の採用を余儀なくされていた。

【０００５】その結果、処理条件が不十分な場合にはス
ミア除去が不完全となってめっき不良などの品質不良を
生じたり、また過剰な処理条件が設定された場合には、
無駄な処理時間を費やして生産効率を低下させるととも
にインナーバイアホールを不必要に大きくしてしまう結
果となっていた。

【０００６】そこで本発明は、インナーバイアホール加
工後のスミア除去を適正条件で行うことができる多層基
板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多層基板の製造
方法は、回路パターンを形成する複数の導体層と、これ
らの導体層間に設けられた絶縁樹脂層より成る多層基板
の製造方法であって、前記導体層の回路パターンが形成
された基板の表面に絶縁樹脂層を形成する第１工程と、
この絶縁樹脂層にレーザ加工によりインナーバイアホー
ルを形成する第２工程と、前記インナーバイアホール内
の前記導体層表面のスミアを除去する第３工程と、前記
インナーバイアホールに紫外光を照射し、前記スミアが
発する蛍光を検出することによりスミアの残留状態を検
査する第４工程と、前記スミア除去後に前記絶縁樹脂層
の表面にめっきにより新たな導体層を形成するととも
に、この新たな導体層を前記インナーバイアホールを介
して前記導体層と導通させる第５工程と、前記新たな導
体層に回路パターンを形成する第６工程と、を含み、製
造される多層基板の層数に応じて第１工程から第６工程
までの工程を所定回数反復するようにした。

【０００８】本発明によれば、インナーバイアホール加
工後に、インナーバイアホールに紫外線を照射し、スミ
アが発する蛍光を検出してスミアの残留状態を検査する
ことにより、スミア除去の適正な処理条件を設定して過
不足のないスミア除去を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発
明の一実施の形態の多層基板の製造方法の工程説明図、
図２は同レーザ加工装置の斜視図、図３は同多層基板の
拡大断面図、図４は同プラズマ処理装置の断面図、図５
は同スミア検査装置の断面図、図６（ａ），（ｂ），
（ｃ）は同多層基板の製造方法の工程説明図である。

【００１０】図１（ａ）において、樹脂の基板１の上下
両表面には回路パターン２が形成されている。回路パタ
ーン２は導体層である銅膜より成り、基板１の両面に銅
メッキにより銅膜を形成した後、パターニングにより回
路パターン部分以外の部分を除去して形成されたもので
ある。この後、基板１の両面には、回路パターン２を覆
って絶縁樹脂層３が形成される（第１工程）。この絶縁
樹脂層３はエポキシ樹脂などの絶縁性の熱硬化樹脂であ
り、数十ミクロン〜数百ミクロン程度の膜厚でコーティ
ングされる。

【００１１】この後、絶縁樹脂層３にはインナーバイア
ホールが形成される（第２工程）。このインナーバイア
ホールは、絶縁樹脂層３の表面に更に新たに形成される
回路パターンと、基板１表面の既存の回路パターン２と
を電気的に導通させるためのものであり、図１（ｃ）に
示すように、回路パターン２の所定位置に対応して設け
られる。

【００１２】ここでインナーバイアホールの形成方法に
ついて説明する。インナーバイアホール４は、図２に示
すようにレーザ加工装置によって加工される。図２にお
いて、基板１は可動テーブル５上に載置されている。可
動テーブル５上にはレーザ照射装置６が配設され、レー
ザ照射装置６は、レーザ発生器７、２つのガルバノミラ
ー８，９およびｆθレンズ１０より構成されている。レ
ーザ発生器７から照射されたレーザ光は、ガルバノミラ
ー８，９によって反射され、ｆθレンズ１０に入射して
下向きの垂直なレーザ光となって基板１の表面に入射す
る（図１（ｃ）に示す矢印参照）。

【００１３】これにより、基板１の表面の絶縁樹脂層３
のうち、レーザ光が所定条件で照射された範囲は、レー
ザ光により加熱されることにより蒸散して除去され、こ
の部分には図１（ｃ）に示すような断面の、絶縁樹脂層
３の膜厚とほぼ同程度の直径のインナーバイアホール４
が形成される。このとき、図３に示すようにインナーバ
イアホール４内の回路パターン２表面には、レーザ加工
時に除去されずに残留する絶縁樹脂の残渣（スミア）が
１ミクロン程度の極薄の樹脂膜として存在している。こ
のスミア３ａは、次工程での銅メッキに際し回路パター
ン２の表面への銅メッキの付着性を損なうため、除去す
る必要がある。

【００１４】そこで、プラズマ処理装置１１を用いて、
レーザ加工後の基板１の表面をプラズマ処理して、イン
ナーバイアホール４内の回路パターン２表面のスミアを
除去する（第３工程）。図４に示すように、真空容器１
２の底部に配設された下部電極１３上に、基板１を被処
理面を上向きにして載置する。そして真空容器１２を閉
鎖・密封し真空排気部１４により真空容器１２内を排気
した後、プラズマガス供給部１５によって真空容器１２
内に酸素、またはアルゴンと酸素の混合ガスなどのプラ
ズマ発生用ガスを供給する。次いで高周波電源１６によ
って、下部電極１３と真空容器１２内の上部に設けられ
た上部電極１７との間に高周波電圧を印加する。

【００１５】これにより、真空容器１２内には酸素のプ
ラズマが発生し（図４にて示すハッチング参照）、酸素
のイオン、電子などの粒子が基板１の表面に衝突する。
このイオン衝撃により、基板１の表面を覆う有機物であ
る絶縁樹脂層３の表面層は、酸素イオンと結合して水と
二酸化炭素となって絶縁樹脂層３の表面から除去され
る。これと同時にインナーバイアホール４内の回路パタ
ーン２表面のスミア３ａも同様に除去される。

【００１６】このとき、基板１を下部電極１３に直接載
置することにより、基板１にはセルフバイアスが印加さ
れ、基板１に入射する酸素イオンは上方から垂直に入射
する。このイオン衝撃により上述の有機物除去反応は促
進される。これに対し、インナーバイアホール４の内側
面には、ほとんどイオン衝撃の作用が及ばず、その結果
垂直方向にのみ有機物除去反応が及ぶこととなる。した
がって本実施の形態に示すプラズマ処理方法によれば、
従来のスミア除去方法のようなインナーバイアホール４
の径が増大することがなく、微小ホールを対象とする場
合に適したスミア除去方法となっている。

【００１７】次に、スミア除去後の基板１について、ス
ミアの残留状態の検査が行われ（第４工程）、スミア除
去の度合いを示す残留有機物の計測および計測結果の判
定が行われる。図５はここで用いられる計測方法を模式
的に表したものである。図５に示すように、ここで使用
されるスミア検査装置２０は、紫外光を発生する光源２
１、ハーフミラー２２、紫外光の照射範囲を調整する絞
り機構２３、蛍光検出センサ２４およびスミア厚さ検出
部２５より構成される。

【００１８】光源２１から下方に照射された紫外光（矢
印ａで示す）は、ハーフミラー２２を透過し、絞り機構
２３によって検査対象のインナーバイアホール４の底面
に範囲を限定されて入射する。この底面に有機物である
スミア３ａが存在すると、スミア３ａは紫外線を吸収す
ることにより蛍光を発する（矢印ｂで示す）。銅などの
金属に紫外線を照射しても蛍光を発することはなく、ま
た蛍光の発光強度は有機物の量と相関することから、蛍
光の発光強度を測定することにより、スミアの残留状
況、すなわちスミアの存否およびその残留の程度を検査
することができる。

【００１９】図５においてスミア３ａが発する蛍光をハ
ーフミラー２２で反射させ、蛍光検出センサ２４により
その強度を計測する。計測結果はスミア厚さ検出部２５
に送られて、ここでスミア３ａの厚さが求められ、これ
を判定基準と比較することにより、検査対象のインナー
バイアホール４のスミア除去の合否が判定される。そし
て、スミア除去が不完全と判定された場合には再度プラ
ズマ処理を行い、その後同様の工程でスミア除去結果の
再検査を行う。

【００２０】このスミア除去後の検査は、好ましくは形
成されるインナーバイアホール４の全点について行う
が、検査時間を短縮する必要がある場合には、適当数の
検査サンプルを抜き出して行うようにしてもよい。この
場合でも、同一基板もしくは同一生産ロットにおけるス
ミア除去の状態を把握することができ、品質管理上の有
用なデータを得ることができる。

【００２１】また、本実施の形態では、スミア除去後に
上記検査を行うようにしているが、レーザ加工後スミア
除去処理前に上記検査を行うようにしてもよい。この場
合には、検査対象はレーザ加工後のスミアの残留状態そ
のものであり、この残留状態を知ることにより、スミア
除去ためのプラズマ処理の条件をスミアの残留状態に応
じて適正に設定することができる。これにより、基板の
種類や絶縁樹脂材料のばらつき、レーザ加工条件の経時
変化などによってスミアの残留状態が変動しても、常に
適正なスミア除去の条件を設定することができる。

【００２２】次に、図６（ａ）に示すように、スミア除
去が行われ上記検査で合格と判定された基板１につい
て、絶縁樹脂層３上に銅メッキにより、新たな導体層で
ある銅膜３０を形成する（第５工程）。このとき、銅膜
３０は露出しているインナーバイアホール４の内部にも
同時に形成される。すなわち、これによりインナーバイ
アホール４の底面に露出している回路パターン２は、新
たに形成された銅膜３０と電気的に導通する。次いで、
図６（ｂ）に示すように、銅膜３０に対してパターニン
グが行われ、絶縁樹脂層３表面には、回路パターン２と
導通した第２層目の回路パターン３０ａが形成される
（第６工程）。

【００２３】この後、第２層目の回路パターン３０ａを
覆って、再び絶縁樹脂層３１が形成され、再び図１
（ｃ）に示すインナーバイアホール４の形成が行われ
る。このようにして前述の第１工程から第６工程までの
各工程を、製造される多層基板の総数に応じて所定回数
反復することにより、多層基板の製造が行われる。

【００２４】上述のように、インナーバイアホール加工
後に、インナーバイアホール底面の回路パターン表面に
残留するスミアを計測することにより、スミアの残留状
態に応じた適正なスミア除去処理条件を設定することが
でき、したがって良好なスミア除去を行ってインナーバ
イアホールの導通の信頼性を確保することができる。上
記計測方法として、紫外線照射による蛍光を検出する方
法を用いるようにしたので、簡便な方法で精度よくスミ
アの残留状態を計測を行うことができることから、計測
工程のインライン化が容易で必要に応じ上記計測工程を
製造ラインに挿入することができる。

【００２５】なお、本実施の形態では、スミア除去の方
法としてプラズマ処理を用いているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、プラズマ処理以外のスミア除
去方法、例えば処理溶液中に基板を浸漬する湿式処理を
用いる方法であっても本発明を適用することができる。
この場合においても、スミアの残留状態を正確に把握す
ることにより、適正な処理条件を設定して過不足のない
スミア除去を行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、インナーバイアホール
加工後に、インナーバイアホールに紫外線を照射し、ス
ミアが発する蛍光を検出してスミアの残留状態を検査す
るようにしたので、スミアの残留状態に応じた適正なス
ミア除去処理条件を設定することができ、したがって良
好なスミア除去を行ってインナーバイアホールの導通の
信頼性を確保して多層基板の信頼性を高めるとともに、
品種や材料のばらつきなどの変動に対しても常に適正な
条件を保って、製品歩止りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造
方法の工程説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造方法の工
程説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造方法の工
程説明図

【図２】本発明の一実施の形態のレーザ加工装置の斜視
図

【図３】本発明の一実施の形態の多層基板の拡大断面図

【図４】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断
面図

【図５】本発明の一実施の形態のスミア検査装置の断面
図

【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造
方法の工程説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造方法の工
程説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態の多層基板の製造方法の工
程説明図

【符号の説明】

１ 基板 ２、３０ａ 回路パターン ３、３１ 絶縁樹脂層 ４ インナーバイアホール ６ レーザ照射装置 １１ プラズマ処理装置 ２０ スミア検査装置 ２４ 蛍光検出センサ ２５ スミア厚さ検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 尚人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E346 AA02 AA06 AA12 AA15 AA43 BB01 CC08 DD03 DD22 EE33 EE39 FF03 FF04 GG01 GG15 GG16 GG17 GG31 HH07

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路パターンを形成する複数の導体層と、
   これらの導体層間に設けられた絶縁樹脂層より成る多層
   基板の製造方法であって、前記導体層の回路パターンが
   形成された基板の表面に絶縁樹脂層を形成する第１工程
   と、この絶縁樹脂層にレーザ加工によりインナーバイア
   ホールを形成する第２工程と、前記インナーバイアホー
   ル内の前記導体層表面のスミアを除去する第３工程と、
   前記インナーバイアホールに紫外光を照射し、前記スミ
   アが発する蛍光を検出することによりスミアの残留状態
   を検査する第４工程と、前記スミア除去後に前記絶縁樹
   脂層の表面にめっきにより新たな導体層を形成するとと
   もに、この新たな導体層を前記インナーバイアホールを
   介して前記導体層と導通させる第５工程と、前記新たな
   導体層に回路パターンを形成する第６工程と、を含み、
   製造される多層基板の層数に応じて第１工程から第６工
   程までの工程を所定回数反復することを特徴とする多層
   基板の製造方法。