JP2001230519A - 炭酸ガスレーザーによる孔形成方法及びその後処理方法 - Google Patents

炭酸ガスレーザーによる孔形成方法及びその後処理方法

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JP2001230519A
JP2001230519A JP2000038365A JP2000038365A JP2001230519A JP 2001230519 A JP2001230519 A JP 2001230519A JP 2000038365 A JP2000038365 A JP 2000038365A JP 2000038365 A JP2000038365 A JP 2000038365A JP 2001230519 A JP2001230519 A JP 2001230519A
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copper
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film
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JP2000038365A
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Nobuyuki Ikeguchi
信之 池口
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭酸ガスレーザーで孔あけする場
合の、高密度プリント配線板の製造に適した、銅張板の
銅箔表面の汚染を防ぐための孔あけ方法を提供する。 【解決手段】 銅張板に炭酸ガスレーザーで孔あ
けするためのターゲットマークを形成後、その表面にエ
ッチングフィルム又は液状エッチングレジストを配置
し、ターゲットマークをフィルム又はレジスト上からCC
Dカメラで透視して読み込み、好適には10〜60mJより選
ばれた高出力の炭酸ガスレーザーをフィルム又はレジス
ト上から直接照射することにより、外層及び内層銅箔を
加工除去して貫通孔及び/又はブラインドビア孔を形成
し、ついで、フィルム又はレジストを除去する、銅張板
への孔形成方法。 【効果】 表層銅箔が汚染しないように、直
接炭酸ガスレーザーで貫通孔及び/又はブラインドビア
孔をあけることができ、高密度のプリント配線板の製造
に適した孔あけ方法を提供することができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅張積層板への新
規な炭酸ガスレーザーによる貫通孔及び/又はブライン
ドビア孔の形成方法及びそれを用いたプリント配線板に
関する。この小径孔が形成された銅張板を用いたプリン
ト配線板は、小径の孔を有し、細密なパターンを有する
高密度の小型プリント配線板として、新規な半導体プラ
スチックパッケージ等としての使用に適している。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体プラスチックパッケージ等
に用いられる高密度のプリント配線板は、貫通孔をメカ
ニカルドリルであけていた。近年、ますますドリルの径
は小径となり、孔径が0.15mmφ以下となってきており、
このような小径の孔をあける場合、ドリル径が細いた
め、孔あけ時にドリルが曲がる、折れる、加工速度が遅
い等の欠点があり、生産性、信頼性等に問題を生じてい
た。ブラインドビア孔は、事前に孔あけする位置の銅箔
をエッチング除去してから、低エネルギーの炭酸ガスレ
ーザーで孔を形成していた。また、ターゲットマーク
は、エッチングするときに同時に形成していた。この方
法だと、ブラインドビア孔だけしか形成できず、貫通孔
はメカニカルドリリング等で別にあけるため、工程数が
多く、作業効率が悪かった。貫通孔を炭酸ガスレーザー
で形成する方法としては、表裏の銅箔にあらかじめネガ
フィルムを使用して所定の方法で同じ大きさの孔をあけ
ておき、更には内層の銅箔にも同様の孔を予めエッチン
グで形成したものを配置しておき、炭酸ガスレーザーで
表裏を貫通する孔を形成する方法があるが、これは内層
銅箔の位置ズレ、上下の孔のランドと貫通孔間の隙間を
生じ、接続不良、及び裏面のランドが形成できない等の
欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決した銅張板への孔形成方法及びその後処理方法
の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭酸ガスレー
ザーによる銅張板への貫通孔及び/又はブラインドビア
孔を形成する方法において、炭酸ガスレーザーを直接照
射して孔あけするのが可能な銅箔表面処理を施した銅張
板に、レーザー孔あけ用ターゲットマークを形成し、そ
の表面に、エッチングフィルム、又は液状エッチングソ
ルダーレジスト層を形成し、該フィルム又はレジストを
透視してターゲットマークをCCDカメラで読み込んで位
置を定め、フィルム又はレジストの上から直接銅箔を加
工するに十分なエネルギーの炭酸ガスレーザービームを
照射して、貫通孔及び/又はブラインドビア孔を形成す
る方法である。本発明によれば、孔あけ加工時に飛散し
た銅、ガラス、樹脂などの残さが板の上に落下してきて
も付着を防ぐことができる。その後フィルム又はレジス
トを剥離し、公知の方法を用いてプリント配線板とする
ものである。
【0005】本発明において、銅箔表面処理は、特に限
定はなく、炭酸ガスレーザーを照射して孔あけ加工でき
るものであれば良い。好適には、ニッケル処理、ニッケ
ル合金処理、酸化金属処理、薬液処理等が使用できる。
孔あけ後、表面のフィルム又はレジストを除去し、孔周
辺に発生した銅箔バリを薬液でエッチング除去する。同
時に表層の銅箔の一部をエッチング除去する。エッチン
グ除去後、これを銅メッキでメッキアップして得られる
両面銅張板を用い、表裏に回路形成を行い、定法にてプ
リント配線板とする。表裏の回路を細密にするために
は、表裏層の銅箔を2〜7μm、好適には3〜5μmとす
ることが好ましく、この場合にはショートやパターン切
れ等の不良の発生もなく、高密度のプリント配線板を作
成することができる。更には、加工速度はドリルであけ
る場合に比べて格段に速く、生産性も良好で、経済性に
も優れているものが得られた。銅箔の厚みが最初から3
〜5μm程度の薄いものの場合、炭酸ガスレーザーで孔
あけ後にエッチングフィルム又は液状エッチングソルダ
ーレジストを孔あけ後にそのままにして、酸性のエッチ
ング液で銅箔バリのみを除去してからアルカリ性の薬液
でフィルム又はレジストを溶解除去する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、炭酸ガスレーザーを銅
箔に直接照射して孔あけ加工する場合に生ずる、銅箔表
面に、銅箔、ガラス繊維、樹脂などの加工物が落下する
ことによる汚染がない、銅張板への孔形成方法及びその
後の銅箔バリ等の後処理方法に関する。即ち本発明は、
まず炭酸ガスレーザーを直接照射することにより孔を形
成することが可能な銅箔表面処理を施した銅箔を使用し
て得られる銅張板又は多層板にターゲットマークを形成
し、その後、銅張板表面にエッチングフィルム又は液状
エッチングソルダーレジストを付着させ、この上からタ
ーゲットマークをCCDカメラで読み込み位置を定めなが
ら、炭酸ガスレーザーを該フィルム又はレジストの上か
ら、銅箔を加工するに十分なエネルギーの炭酸ガスレー
ザーを直接照射して銅張板に貫通孔及び/又はブライン
ドビア孔をあける方法に関する。その後、フィルム又は
レジストを除去し、薬液にて孔部に発生した銅箔バリを
溶解除去するとともに、表裏層銅箔を厚さ方向に一部を
エッチング除去する。その後、一般に公知の方法でプリ
ント配線板とする。
【0007】ターゲットマーク(アラインメントマー
ク)とは、CCDカメラで読取ることが可能な大きさの、
好適には円形状のマークを言う。このマークを最初に読
み込んで自動的に寸法補正を行うようにプログラミング
した機能で寸法補正を行い、所定の位置にレーザーで孔
あけを行う。その結果、孔あけの位置が設計した位置に
あくように自動的に寸法補正され、ズレを生じることな
く、不良の発生がなくなる。孔形状は特に限定しない
が、円形が好ましい。具体的には、ドリルで孔あけして
この孔をターゲットマークとする方法、エッチングで円
形に銅箔を残す方法、銅箔を円形にエッチング除去して
樹脂面を露出してこれをターゲットマークとする方法
等、一般に公知の方法が採用できる。両面銅張板の場合
には、外層に形成する。多層板の場合には、一般に内層
板に形成し、多層成形時の内層板寸法収縮があっても、
CCDカメラでの読み込みで寸法補正が設計時に比べて自
動的に行えるようにする。形成位置は、基板の少なくと
も2隅以上、好適には3隅以上に作成する。
【0008】エッチングフィルムとは、銅箔をエッチン
グするときに使用する樹脂フィルムであり、一般には、
紫外線で反応するアクリレート基とカルボキシル基(−
COOH)を分子内に有する樹脂を配合して作成される。こ
のフィルムを銅張板の表面に加熱、ラミネートして接着
させ、このフィルムの上に、銅箔を残す箇所が光を透過
するように作図したネガフィルムを配置し、この上から
紫外線を照射して、その後、アルカリ性の現像液(一般
には1重量%炭酸ナトリウム水溶液)を吹き付け、光が
照射されなかった箇所を溶解除去し、銅箔をエッチング
除去する。炭酸ガスレーザーで孔あけ後にエッチングフ
ィルムをアルカリ性薬液(水酸化ナトリウム水溶液)で
溶解除去する。もちろん、その他の官能基を含むエッチ
ングフィルム等、一般に公知のものが使用可能である。
【0009】液状エッチングソルダーレジストとは、樹
脂はエッチングフィルムと同様に、分子内にアクリレー
ト基及びカルボキシル基を含む樹脂を他の液状の化合物
等に配合して液状とした、銅箔をエッチングするときに
使用する組成物である。これを銅張板の上に塗布し、ネ
ガフィルムを通して紫外線を照射し、紫外線が照射され
なかった箇所をアルカリ性現像液で溶解除去し、その
後、銅箔をエッチング除去する。もちろんこの形態以外
の一般に公知の液状エッチングソルダーレジストも使用
できる。
【0010】本発明において、炭酸ガスレーザーを直接
銅箔の上に照射して孔あけ可能な表面処理の方法には特
に限定はないが、例えば、ニッケル処理又はニッケル合
金処理、MM処理(MacDermid社)、黒色酸化銅処理等の
酸化金属処理、あるいはCZ処理(メック社)等の薬液処
理が挙げられる。ニッケル処理はニッケルメッキ、ニッ
ケル蒸着等一般に公知の方法による処理が挙げられる。
ニッケル合金処理はニッケル−クロム、ニッケル−クロ
ム−鉄等の一般に公知の処理が挙げられる。処理層の厚
さは特に限定しないが、一般には1〜5μmである。表
面に凹凸があっても差し支えないが、好適に凹凸の少な
い方が好適である。
【0011】本発明で使用する銅張板は、少なくとも1
層、好適には2層以上の銅箔層が存在する銅張板又は多
層板であり、基材補強されたもの、フィルム基材のも
の、補強基材の無い樹脂単独のもの等が使用可能であ
る。しかしながら、寸法収縮等の点からガラス布基材銅
張板が好ましい。又、高密度の回路を作成する場合、表
層の銅箔は、最初から薄いものを使用できるが、好適に
は、9〜12μmの厚い銅箔を積層成形しておいて、炭
酸ガスレーザーで孔加工後、エッチング液で孔部に発生
した銅箔バリ及び表層の銅箔を2〜7μm、好適には3〜
5μmまで薄くしたものを使用する。
【0012】銅張板の基材としては、一般に公知の、有
機、無機の織布、不織布が使用できる。具体的には、無
機の繊維としては、E、S、D、Mガラス等の繊維等が
挙げられる。又、有機繊維としては、全芳香族ポリアミ
ド、液晶ポリエステル、ポリベンザゾールの繊維等が挙
げられる。これらは、混抄でも良い。ポリイミドフィル
ム等のフィルム類も使用可能である。
【0013】本発明で使用される銅張板の熱硬化性樹脂
組成物の樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使
用される。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン
酸エステル樹脂、多官能性マレイミドーシアン酸エステ
ル樹脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフ
ェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以
上が組み合わせて使用される。出力の高い炭酸ガスレー
ザー照射による加工でのスルーホール形状の点からは、
ガラス転移温度が150℃以上の熱硬化性樹脂組成物が好
ましく、耐湿性、耐マイグレーション性、吸湿後の電気
的特性等の点から多官能性シアン酸エステル樹脂組成物
が好適である。
【0014】本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に2個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシア
ナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-
ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレ
ン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフ
ェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロ
パン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シ
アナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニ
ル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイ
ト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、および
ノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られる
シアネート類などである。
【0015】これらのほかに特公昭41-1928、同43-1846
8、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及
び特開昭51-63149号公報等に記載の多官能性シアン酸エ
ステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シ
アン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形
成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000のプレ
ポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多
官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイ
ス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミ
ン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として
重合させることにより得られる。このプレポリマー中に
は一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプ
レポリマーとの混合物の形態をしており、このような原
料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な
有機溶剤に溶解させて使用する。
【0016】エポキシ樹脂としては、一般に公知のもの
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ブタ
ジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシク
ロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポリ
エポキシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹
脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリ
グリシジル化合物類等が挙げられる。これらは1種或い
は2種類以上が組み合わせて使用され得る。
【0017】ポリイミド樹脂としては、一般に公知のも
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406 に記載の
末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。これらの熱
硬化性樹脂は、単独でも使用されるが、特性のバランス
を考え、適宜組み合わせて使用するのが良い。
【0018】本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS
樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、
ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-
6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリ
フェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポ
リフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若
しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使
用される。また、その他、公知の有機、無機の充填剤、
染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリン
グ剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ
性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わ
せて用いられる。必要により、反応基を有する化合物は
硬化剤、触媒が適宜配合される。
【0019】本発明に使用する銅張板は、熱硬化性樹脂
組成物の中に、絶縁性無機充填剤を添加できる。特に炭
酸ガスレーザー孔あけ用としては、孔の形状を均質にす
るために樹脂組成物中に10〜80重量%、好ましくは、20
〜70重量%添加する。絶縁性無機充填剤の種類は特に限
定はない。具体的には、タルク、焼成タルク、水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウム、カオリン、アルミ
ナ、ウオラストナイト、合成雲母等が挙げられ、1種或
いは2種以上を配合して使用する。
【0020】熱硬化性樹脂組成物は、それ自体は加熱に
より硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済性等に劣
る場合には、使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱硬
化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量部
に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部で
ある。
【0021】炭酸ガスレーザーで孔径80〜180μm
の貫通孔及び/又はブラインドビア孔をあける場合、表
面のエッチングフィルム又は液状エッチングソルダーレ
ジストをそのままにして、この上から、好適には10〜60
mJの出力の炭酸ガスレーザーを直接照射して孔あけを行
う。孔あけ加工時に生ずる銅及び有機物の銅箔汚染防止
の点からは、表面のフィルム又はレジストをそのままに
して孔あけを行うことにより、飛散した残さがフィルム
又はレジストの上に落ち、銅箔汚染防止に有効である。
炭酸ガスレーザーの波長は、9.3〜10.6μmが使用され
る。エネルギーは、好適には10〜60mJで、所定パルス照
射して孔あけする。貫通孔及び/又はブラインドビア孔
をあける場合、最初から最後まで同一エネルギーを照射
して孔あけする方法、エネルギーを途中で高くするか、
低くして孔あけする方法、いずれの方法でも良い。
【0022】本発明の炭酸ガスレーザーでの孔あけにお
いて、孔周囲に銅箔のバリが発生する。孔部に発生した
銅のバリをエッチング除去する方法としては、特に限定
しないが、例えば、特開平02-22887、同02-22896、同02
-25089、同02-25090、同02-59337、同02-60189、同02-1
66789、同03-25995、同03-60183、同03-94491、同04-19
9592、同04-263488号公報で開示された、薬品で金属表
面を溶解除去する方法(SUEP法と呼ぶ)による。エ
ッチング速度は、一般には0.02〜1.0μm/秒で行う。ま
た、内層の銅箔バリをエッチング除去する場合、同時に
銅箔の表面の一部をもエッチング除去し、厚さ2〜7μ
m、好適には厚さ3〜5μmとすることにより、その後
の銅メッキされた銅箔に細密なパターンを形成でき、高
密度のプリント配線板とすることができる。
【0023】銅張板の裏面には、孔が貫通した場合のレ
ーザーによるレーザーマシーンのテーブルの損傷を防ぐ
ために、単に金属板を配置することも可能であるが、好
ましくは、金属板の表面の少なくとも一部を接着させた
樹脂層を銅張多層板の裏面銅箔と接着させて配置し、貫
通孔あけ後に樹脂付き金属板を剥離する。
【0024】加工された孔内部の表層、内層銅箔の樹脂
が接着していた面には1μm程度の樹脂層が銅箔表面に残
存する場合が殆どである。この樹脂層を、エッチング前
にデスミア処理等の一般に公知の処理で事前に除去が可
能であるが、液が小径の孔内部に到達しない場合、内層
の銅箔表面に残存する樹脂層の除去残が発生し、銅メッ
キとの接続不良になる場合がある。従って、より好適に
は、まず気相で孔内部を処理して樹脂の残存層を完全に
除去し、次いで孔内部及び表裏の銅箔バリをエッチング
除去する。気相処理としては一般に公知の処理が使用可
能であるが、例えばプラズマ処理、低圧紫外線処理等が
挙げられる。プラズマは、高周波電源により分子を部分
的に励起し、電離させた低温プラズマを用いる。これ
は、イオンの衝撃を利用した高速の処理、ラジカル種に
よる穏やかな処理が一般には使用され、処理ガスとし
て、反応性ガス、不活性ガスが使用される。反応性ガス
としては、主に酸素が使用され、化学的に表面処理をす
る。不活性ガスとしては、主にアルゴンガスを使用す
る。このアルゴンガス等を使用し、物理的な表面処理を
行う。物理的な処理は、イオンの衝撃を利用して表面を
クリーニングする。低紫外線は、波長が短い領域の紫外
線であり、波長として、184.9nm、253.7nm がピークの
短波長域の波長を照射し、樹脂層を分解除去する。孔内
部は、通常の銅メッキを施してもよく、あるいは銅メッ
キで孔内部を一部、好適には80容積%以上充填してもよ
い。孔あけにおいては、もちろんエキシマレーザー、YA
Gレーザー等も使用できる。又、各レーザーの併用も可
能である。
【0025】
【実施例】以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。
【0026】実施例1 2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン900部、ビス(4-
マレイミドフェニル)メタン100部を150℃で溶融し、撹
拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。これ
をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶
剤に溶解した。これにビスフェノールA型エポキシ樹脂
(商品名:エピコート1001、油化シェルエポキシ<株>
製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品
名:ESCN-220F、住友化学工業<株>製)600部を加え、均
一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4
部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成
タルク、日本タルク<株>、平均粒子径4μm)2000部、及
び黒色顔料8部を加え、均一撹拌混合してワニスAを得
た。このワニスを厚さ100μmのガラス織布に含浸し150
℃で乾燥して、ゲル化時間(at170℃)102秒、ガラス布の
含有量が50重量%のプリプレグ(プリプレグB)を作成し
た。
【0027】厚さ12μmの両面処理銅箔の両面にニッケ
ル合金処理(<株>ジャパンエナージー、Y処理,LD箔とも
言う)を3μmの厚さに施した電解銅箔を上記プリプレ
グB4枚の表裏に置き、その外側に1.5mmのステンレス
板を配置しこれを15セット熱盤間に入れ、200℃、20kgf
/cm2、30mmHg以下の真空下で2時間積層成形して両面銅
張積層板Cを得た。この4隅にNCドリルマシーンでター
ゲットマークとして孔径0.5mmの孔をあけ、この上に厚
さ20μmのエッチングフィルムを95℃でラミネートして
貼り付け、銅張積層板Dを得た(図1(1))。
【0028】一方、ポリビニルアルコールを水に溶解し
た樹脂を厚み50μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、1
10℃で20分乾燥して、厚さ20μmの塗膜を有するバック
アップシートEを作成した。上記銅張積層板Dの裏面にバ
ックアップシートEを配置し、エッチングフィルムを貼
った銅張積層板Dの上から,CCDカメラでターゲットマー
クを読みながら(図1(2))、径100μmの孔を50mm角
内に900個直接炭酸ガスレーザーで、パルス発振で出力1
5mJ で3ショット、20mJで3ショット照射して、70ブロッ
ク、合計63000個の貫通孔をあけた(図1(3))。
【0029】下側のバックアップシート、上下のエッチ
ングフィルムを除去し、SUEP液を高速で吹き付け
て、表裏のバリを溶解除去すると同時に、表層の銅箔を
4μmまで溶解した(図1(4))。デスミア処理後、銅
メッキを15μm付着させた後(図1(5))、既存の方
法にて回路(ライン/スペース=50/50μm)、ハンダボー
ル用パッド等を形成し、少なくとも半導体チップ部、ボ
ンディング用パッド部、ハンダボールパッド部を除いて
メッキレジストで被覆し、ニッケル、金メッキを施し、
プリント配線板を作成した。このプリント配線板の評価
結果を表1に示す。
【0030】実施例2 エポキシ樹脂(商品名:エピコート1001、油化シェルエ
ポキシ<株>製> 300部、及びエポキシ樹脂(商品名:ESC
N220F、住友化学工業<株>製)700部、ジシアンジアミド
35部、2-エチル-4-メチルイミダゾール1部をメチルエチ
ルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解し、
均一に攪拌混合してワニスFとした。これを厚さ100μm
のガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間150秒、ガ
ラス布の含有量48重量%のプリプレグG、厚さ50μmのガ
ラス布に含浸、乾燥させてゲル化時間170秒、ガラス布
の含有量31重量%のプリプレグHを作成した。
【0031】このプリプレグGを1枚使用し、上下に厚さ
12μmの一般電解銅箔を置き、190℃、20kgf/cm2、30mmH
gで積層成形し、両面銅張積層板Iを得た。この板の表裏
に回路を形成すると同時に4隅に径0.5mmのターゲット
マークを作成後、黒色酸化銅処理を施し、上下に上記プ
リプレグHを各1枚置き、その外側に厚さ12μmの一般電
解銅箔を配置し、同様に積層成形して4層の多層板を作
成した(図2(1))。その後、上下面の銅箔にCZ処理
(メック社)を施し、内層のターゲットマークのその上に
25μmのエッチングフィルムをラミネートし、内層板の
ターゲットマークの上のレジストを現像除去した。この
部分の銅箔をエッチング除去後、エッチングフィルムを
溶解除去した。その後、この板の表面に厚さ20μmの液
状エッチングレジスト塗布、乾燥し、この板の下側にバ
ックアップシートEを配置し、銅張板の銅箔をエッチン
グした箇所の内層板のターゲットマーク(l)をレジス
トの上からCCDカメラで読み込み(図2(2))、レジ
ストの上から炭酸ガスレーザーの出力15mJで2ショッ
ト、20mJで2ショット照射して貫通孔をあけた。更に炭
酸ガスレーザーの出力15mJにて3ショット照射してビア
孔をあけた(図2(3))。
【0032】表層の液状エッチングレジスト及びバック
アップシートを除去後、全体にSUEP処理を施して厚さ3
μmまで溶解除去した後(図2(4))、過マンガン酸
カリウム水溶液にてデスミア処理を行なって、同様に銅
メッキを行い(図2(5))、同様にプリント配線板と
した。評価結果を表1に示す。
【0033】比較例1 実施例2の両面銅張積層板Iを用い、表面に何も付着せず
に炭酸ガスレーザーで実施例2と同一の条件で孔あけを
行なったが、レーザービームが反射して孔はあかなかっ
た。
【0034】比較例2 実施例2のCZ処理を施した4層板の上から実施例2と同
一の条件で炭酸ガスレーザーで孔あけを行ったところ、
銅箔の上には銅箔の加工残渣が付着していた。
【0035】比較例3 エポキシ樹脂(商品名:エピコート5045)2,000部、ジシ
アンジアミド70部、2ーエチルイミダゾール2部をメチル
エチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解
し、更に実施例1の絶縁性無機充填剤を800部加え、攪
拌混合して均一分散してワニスを得た。これを厚さ100
μmのガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間140秒
(at170℃),ガラス含有量52重量%のプリプレグJ、厚
さ50μmのガラスクロスを使用しガラス含有量35重量%、
ゲル化時間180秒のプリプレグKを得た。このプリプレグ
Jを2枚使用し、両面に厚さ12μmの一般電解銅箔を置
き、180℃、20kgf/cm2、30mmHg以下の真空下で2時間積
層成形して両面銅張積層板Lを得た。この積層板Lの両面
に回路を形成し、黒色酸化銅処理後、その両面にプリプ
レグKを各1枚置き、その外側に厚さ12μmの一般電解銅
箔を配置し、同様に積層成形した。これを用い、メカニ
カルドリルで同様に孔あけして孔径150μmの貫通孔
を形成した。炭酸ガスレーザーでは直接照射してもビア
孔はあかなかった。SUEP処理を行わず銅メッキを施し、
同様にプリント配線板とした。評価結果を表1に示す。
【0036】比較例4 実施例2の両面銅張板I(図3(1))を用い、内層の
スルーホールとなる箇所の銅箔を孔径100μmとなるよう
に上下銅箔をエッチング除去し、回路を形成した後、銅
箔表面を黒色酸化銅処理して、その外側にプリプレグH
を各1枚置き、その外側に厚さ12μmの一般電解銅箔を
配置し、同様に積層成形して4層板を作成した。この多
層板を用い、貫通孔を形成する表面の位置に孔径100μ
mの孔を900個、銅箔をエッチングしてあけた。同様に
裏面にも同じ位置に孔径100μmの孔を900個あけた(図
3(2))。1パターン900個を70ブロック、合計63,00
0の孔を、表面から炭酸ガスレーザーで、出力15mJにて
4ショットかけ、貫通孔をあけた(図3(3))。後は
比較例4と同様にして、SUEP処理を行わずに、デスミア
処理を1回施し、銅メッキを15μm施し(図3
(4))、表裏に回路を形成し、同様にプリント配線板
を作成した。評価結果を表1に示す。
【0037】 表1 項 目 実 施 例 比 較 例 1 2 3 4 表裏面ランド銅箔 との隙間(μm) 0 0 0 22 内層との孔位置のズレ ー 0 0 36 (μm) パターン切れ及び 0/200 0/200 55/200 52/200 ショート (個) ガラス転移温度(℃) 235 160 139 160 スルーホール・ヒー トサイクル試験(%) 100 サイクル 1.1 1.2 1.6 3.9 300 サイクル 1.2 1.4 1.8 6.5 500 サイクル 1.4 1.6 2.6 29.9 孔あけ加工時間(分) 19 14 630 ー 耐マイグレーション性(HAST)(Ω) 常態 3x1011 ー 1x1011 ー 200hrs. 8x108 < 108 500hrs. 7x108 ー 700hrs. 6x108 1000hrs. 5x108
【0038】<測定方法> 1)表裏ランド用銅箔と孔との隙間、及び内層銅箔位置の
ズレ 孔径100又は200μm(メカニカルドリル)の孔を900孔/
ブロック として70ブロック(孔計63,000孔)作成し
た。炭酸ガスレーザー及びメカニカルドリルで孔あけを
行ない、1枚の銅張板に63,000孔をあけるに要した時
間、及び表裏ランド用銅箔と孔との隙間、及び内層銅箔
のズレの最大値を示した。 2)回路パターン切れ、及びショート 実施例、比較例で、孔のあいていない板を同様に作成
し、ライン/スペース=50/50μm の櫛形パターンを作成
した後、拡大鏡でエッチング後の200パターンを目視に
て観察し、パターン切れ、及びショートしているパター
ンの合計を分子に示した。 3)ガラス転移温度 DMA法にて測定した。 4)スルーホール・ヒートサイクル試験 各スルーホール孔にランド径250μmを作成し、900孔を
表裏交互につなぎ、1サイクルが、260℃・ハンダ・浸せ
き30秒→室温・5分 で、500サイクルまで実施し、抵抗
値の変化率の最大値を示した。 5)耐マイグレーション性(HAST) 孔径100μm又は150μm(メカニカルドリリング)の銅メ
ッキされた貫通孔をそれぞれ表裏交互に1個ずつ計50個
つなぎ、このつないだもの2組が孔壁間150μmで平行に
なるようにして、合計100セット作成し、130℃、85%R
H、1.8VDC にて所定時間処理後に、取り出し、平行に配
列した貫通孔間の絶縁抵抗値を測定した。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、炭酸ガスレーザーを直
接銅箔上に照射した時に孔あけ可能な表面処理を銅箔表
面に施した銅張板に、事前にターゲットマークを形成
し、その上にエッチングフィルム又は液状エッチングソ
ルダーレジストを形成し、そのターゲットマークをフィ
ルム又は液状レジストの上からCCDカメラで読み込んで
位置を定め、直接、該フィルム又はレジスト上から、銅
箔を除去するに十分な炭酸ガスレーザーエネルギーを照
射して貫通孔及び/又はブラインドビア孔を形成する方
法が提供される。本発明によれば、孔あけ時に上に飛散
した銅箔、ガラス繊維、樹脂などの残さが落下して銅箔
に付着するのを防ぐことができる。また、その後、表面
のフィルム又はレジストを除去した銅張板は、孔周辺に
銅箔バリが発生している。この銅箔バリは機械研磨で除
去困難であるため、薬液でエッチング除去すると完全に
バリを除去することができ、その後の銅メッキでの凸部
発生がなく、孔の接続信頼性に優れたものが得られる。
更に、この銅箔バリをエッチング除去する時に表層銅箔
を厚さ方向に一部をエッチング除去し、残存厚さ2〜7μ
m、好適には3〜5μmとするのが好ましい。こうする
ことにより、その後の銅メッキをしたもののパターン形
成において、細密パターンが形成でき、ショート、パタ
ーン切れのない高密度のプリント配線板を得ることがで
きる。
【0040】更に孔径80〜180μm以下の貫通孔及び/又
はブラインドビア孔を炭酸ガスレーザーで形成するの
は、エキシマレーザー、YAGレーザー、メカニカルドリ
リングに比べて格段に加工速度が速く、生産性について
大幅に改善できる。更に、ランド銅箔と孔との隙間もな
く、加えて熱硬化性樹脂組成物として多官能性シアン酸
エステル化合物、該シアン酸エステルプレポリマーを必
須成分とする樹脂組成物を使用することにより得られた
プリント配線板は、耐熱性、耐マイグレーション性、吸
湿後の耐熱性等に優れたものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のエッチングフィルム付き両面銅張積
層板(D)、CCDカメラでターゲットマークを読み込み、炭
酸ガスレーザーで貫通孔をエッチングフィルム上からあ
け(2)、SUEPによる銅箔バリ及び表層の銅箔のエッチン
グ除去(3)、銅メッキ(4)及びパターン作成(5)の工程図
である。
【図2】実施例2の液状エッチングソルダーレジスト付
き4層板(1)、CCDカメラでのターゲットマーク読み込み
(2)、炭酸ガスレーザーによる貫通孔及びブラインドビ
ア孔あけ(3)、レジスト除去後のSUEPによる銅箔バリ及
び表層の銅箔のエッチング(4)、及び銅メッキ(5)の工程
図である。
【図3】比較例4の両面銅張多層板の炭酸ガスレーザー
による孔あけ及び銅メッキの工程図である(SUEP無
し)。
【符号の説明】
A エッチングフィルムが付着した両面銅張積層板 B 内層板に作成されたターゲットマーク上の銅箔
をエッチング除去した4層銅張板 a ドリルであけられたターゲットマークを含む全体
にラミネートされたエッチングフィルム b 表面に炭酸ガスレーザー孔あけ可能なニッケル合
金処理をした銅箔 c ドリルで形成されたターゲットマーク d CCDカメラ e 炭酸ガスレーザーで孔あけされた貫通孔部 f 発生した表層銅箔バリ g SUEPされた貫通孔部 h 薄くエッチングされた表層銅箔 i 銅メッキされた貫通孔 j 銅メッキ k 炭酸ガスレーザーで孔あけ時に飛散して落下した
残さ l 内層に形成された銅箔のターゲットマーク m ターゲットマークを含む全体に付着された液状エ
ッチングソルダーレジスト n 表面にCZ処理を施した銅箔 o ターゲットマーク上の銅箔を除去した箇所(この
部分から内層のターゲットマークを読み込む) p 内層銅箔パターン q 炭酸ガスレーザーで孔あけされたブラインドビア
孔部 r 発生したブラインドビア孔部の銅箔バリ s 内層銅箔バリ t 銅メッキされたブラインドビア孔 u 貫通孔あけ用にエッチング除去した外層箇所 v 貫通孔あけ用にエッチング除去した内層箇所 w ズレを生じた内層銅箔部 x 銅メッキされたSUEP処理をしていない貫通孔 y ポリビニルアルコール樹脂層 z アルミニウム箔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/06 H05K 3/06 C

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 銅張板にターゲットマークを作成した
    後、表層銅箔上にエッチングフィルム又は液状エッチン
    グソルダーレジスト層を配置し、CCDカメラでターゲッ
    トマークを読み込んで位置を定めた後、直接、該フィル
    ム又はレジスト上から銅箔を除去するに十分な炭酸ガス
    レーザーエネルギーを照射して貫通孔及び/又はブライ
    ンドビア孔を形成し、次いで残りのフィルム又はレジス
    トを除去することを特徴とする炭酸ガスレーザーによる
    銅張板への孔形成方法。
  2. 【請求項2】 銅箔が、該銅箔の表面にニッケル処理、
    ニッケル合金処理、酸化金属処理又は薬液処理を施した
    ものであることを特徴とする請求項1記載の銅張板への
    孔形成方法。
  3. 【請求項3】 炭酸ガスレーザーの出力が、10〜60mJか
    ら選ばれた出力で孔径が80〜180μmの貫通孔及び
    /又はブラインドビア孔をあけることを特徴とする請求
    項1又は2記載の銅張板への孔形成方法。
  4. 【請求項4】 銅張板が、多官能性シアン酸エステル化
    合物、該シアン酸エステルプレポリマーを必須成分とす
    る熱硬化性樹脂を使用したものである請求項1、2又は
    3記載の銅張板への孔形成方法。
  5. 【請求項5】 フィルム又はレジスト除去後に、孔周
    辺に発生した銅箔バリを溶解除去すると同時に、表層銅
    箔を厚さ方向に一部をエッチング除去することを特徴と
    する請求項1,2、3又は4記載の銅張板への孔形成後
    の銅箔後処理方法。
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