JP2003243839A - レーザ加工方法及び多層配線基板 - Google Patents
レーザ加工方法及び多層配線基板Info
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- JP2003243839A JP2003243839A JP2002036926A JP2002036926A JP2003243839A JP 2003243839 A JP2003243839 A JP 2003243839A JP 2002036926 A JP2002036926 A JP 2002036926A JP 2002036926 A JP2002036926 A JP 2002036926A JP 2003243839 A JP2003243839 A JP 2003243839A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 内層配線が損傷を受けにくいレーザ加工方法
を提供する。 【解決手段】 下地基板の表面上に形成され、導電性の
第１の材料からなる下部層と、第２の材料からなる上部
層とがこの順番に積層された内層配線、該内層配線を覆
うように該下地基板の表面上に形成され、第１及び第２
の材料よりもレーザビームによってエッチングされ易い
絶縁材料からなる絶縁層、及び該絶縁層の表面上に形成
され、導電性の第３の材料からなる上層配線を有する多
層配線基板を準備する。レーザビームを、上層配線に入
射させ、該上層配線及び絶縁層を貫通し、内層配線まで
達する穴を形成する。第２の材料の表面におけるレーザ
ビームの反射率が、第１及び第３の材料の表面における
レーザビームの反射率よりも高くなるように、第１、第
２、及び第３の材料が選択されている。
を提供する。 【解決手段】 下地基板の表面上に形成され、導電性の
第１の材料からなる下部層と、第２の材料からなる上部
層とがこの順番に積層された内層配線、該内層配線を覆
うように該下地基板の表面上に形成され、第１及び第２
の材料よりもレーザビームによってエッチングされ易い
絶縁材料からなる絶縁層、及び該絶縁層の表面上に形成
され、導電性の第３の材料からなる上層配線を有する多
層配線基板を準備する。レーザビームを、上層配線に入
射させ、該上層配線及び絶縁層を貫通し、内層配線まで
達する穴を形成する。第２の材料の表面におけるレーザ
ビームの反射率が、第１及び第３の材料の表面における
レーザビームの反射率よりも高くなるように、第１、第
２、及び第３の材料が選択されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工方法及
び多層配線基板に関し、特に多層配線基板にレーザビー
ムを入射させて穴を形成するレーザ加工方法、及びその
レーザ加工方法で作製される多層配線基板に関する。
び多層配線基板に関し、特に多層配線基板にレーザビー
ムを入射させて穴を形成するレーザ加工方法、及びその
レーザ加工方法で作製される多層配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３を参照して、従来の多層配線基板へ
の穴あけ方法について説明する。図３（Ａ）に示すよう
に、穴あけ対象の多層配線基板は、支持基板１００、内
層配線１０１、絶縁層１０２、及び上層配線１０３がこ
の順番に積層された積層構造を有する。支持基板１００
及び絶縁層１０２は、例えばエポキシ樹脂で形成され、
内層配線１０１及び上層配線１０３は、例えば銅で形成
されている。
の穴あけ方法について説明する。図３（Ａ）に示すよう
に、穴あけ対象の多層配線基板は、支持基板１００、内
層配線１０１、絶縁層１０２、及び上層配線１０３がこ
の順番に積層された積層構造を有する。支持基板１００
及び絶縁層１０２は、例えばエポキシ樹脂で形成され、
内層配線１０１及び上層配線１０３は、例えば銅で形成
されている。
【０００３】上層配線１０３に紫外線の波長域のパルス
レーザビームを入射させ、上層配線１０３を貫通する穴
を形成する。このパルスレーザビームは、一般にガウシ
アンビーム（ビーム断面内のパワー密度分布がガウス曲
線で近似できるビーム）である。このため、１パルスあ
たりのエネルギ密度は、ビーム断面内の中央において高
く、周辺部において低い。これにより、ビームスポット
の中心部におけるエッチング速度が、周辺部におけるエ
ッチング速度よりも速くなる。
レーザビームを入射させ、上層配線１０３を貫通する穴
を形成する。このパルスレーザビームは、一般にガウシ
アンビーム（ビーム断面内のパワー密度分布がガウス曲
線で近似できるビーム）である。このため、１パルスあ
たりのエネルギ密度は、ビーム断面内の中央において高
く、周辺部において低い。これにより、ビームスポット
の中心部におけるエッチング速度が、周辺部におけるエ
ッチング速度よりも速くなる。
【０００４】形成された穴が、ビームスポットの周辺部
においても上層配線１０３を貫通するまでパルスレーザ
ビームを入射させると、中心部において過剰なエッチン
グが生ずる。エポキシ樹脂は銅に比べてエッチングされ
やすいため、形成された穴が絶縁層１０２を容易に貫通
してしまう。絶縁層１０２が貫通され、内層配線１０１
の表面が露出すると、内層配線１０１の一部が溶融し、
またはエッチングされてしまう。
においても上層配線１０３を貫通するまでパルスレーザ
ビームを入射させると、中心部において過剰なエッチン
グが生ずる。エポキシ樹脂は銅に比べてエッチングされ
やすいため、形成された穴が絶縁層１０２を容易に貫通
してしまう。絶縁層１０２が貫通され、内層配線１０１
の表面が露出すると、内層配線１０１の一部が溶融し、
またはエッチングされてしまう。
【０００５】ビームスポットの周辺部においても上層配
線１５が完全にエッチングされると、図３（Ｂ）に示す
ように、パルスレーザビームの１パルスあたりのフルエ
ンスを低下させて、絶縁層１０２に穴を形成する。この
ときの１パルスあたりのフルエンスは、銅をエッチング
しない程度の大きさとする。このため、形成された穴の
底面に内層配線１０１が露出しても、内層配線１０１
は、ほとんど損傷を受けない。
線１５が完全にエッチングされると、図３（Ｂ）に示す
ように、パルスレーザビームの１パルスあたりのフルエ
ンスを低下させて、絶縁層１０２に穴を形成する。この
ときの１パルスあたりのフルエンスは、銅をエッチング
しない程度の大きさとする。このため、形成された穴の
底面に内層配線１０１が露出しても、内層配線１０１
は、ほとんど損傷を受けない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、パルス
レーザビームの１パルスあたりのフルエンスを低下させ
た後は、絶縁層１０２を貫通する穴を形成された後も、
内層配線１０１は損傷を受けない。ところが、図３
（Ａ）に示すように、上層配線１０３をエッチングする
ときに、穴が絶縁層１０２を貫通すると、内層配線１０
１が損傷されてしまう。
レーザビームの１パルスあたりのフルエンスを低下させ
た後は、絶縁層１０２を貫通する穴を形成された後も、
内層配線１０１は損傷を受けない。ところが、図３
（Ａ）に示すように、上層配線１０３をエッチングする
ときに、穴が絶縁層１０２を貫通すると、内層配線１０
１が損傷されてしまう。
【０００７】本発明の目的は、内層配線が損傷を受けに
くいレーザ加工方法を提供することである。本発明の他
の目的は、上記レーザ加工方法で作製される多層配線基
板を提供することである。
くいレーザ加工方法を提供することである。本発明の他
の目的は、上記レーザ加工方法で作製される多層配線基
板を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、下地基板の表面上に形成され、導電性の第１の材料
からなる下部層と、第２の材料からなる上部層とがこの
順番に積層された内層配線、該内層配線を覆うように該
下地基板の表面上に形成され、前記第１及び第２の材料
よりもレーザビームによってエッチングされ易い絶縁材
料からなる絶縁層、及び該絶縁層の表面上に形成され、
導電性の第３の材料からなる上層配線を有する多層配線
基板を準備する工程と、レーザビームを、前記上層配線
に入射させ、該上層配線及び前記絶縁層を貫通し、前記
内層配線まで達する穴を形成する工程とを有し、前記第
２の材料の表面における前記レーザビームの反射率が、
前記第１及び第３の材料の表面における前記レーザビー
ムの反射率よりも高くなるように、前記第１、第２、及
び第３の材料が選択されているレーザ加工方法が提供さ
れる。
と、下地基板の表面上に形成され、導電性の第１の材料
からなる下部層と、第２の材料からなる上部層とがこの
順番に積層された内層配線、該内層配線を覆うように該
下地基板の表面上に形成され、前記第１及び第２の材料
よりもレーザビームによってエッチングされ易い絶縁材
料からなる絶縁層、及び該絶縁層の表面上に形成され、
導電性の第３の材料からなる上層配線を有する多層配線
基板を準備する工程と、レーザビームを、前記上層配線
に入射させ、該上層配線及び前記絶縁層を貫通し、前記
内層配線まで達する穴を形成する工程とを有し、前記第
２の材料の表面における前記レーザビームの反射率が、
前記第１及び第３の材料の表面における前記レーザビー
ムの反射率よりも高くなるように、前記第１、第２、及
び第３の材料が選択されているレーザ加工方法が提供さ
れる。
【０００９】第２の材料の表面におけるレーザビームの
反射率が、第１の材料の表面におけるレーザビームの反
射率よりも高いため、内層配線が露出した後に内層配線
の受ける損傷を低減することができる。
反射率が、第１の材料の表面におけるレーザビームの反
射率よりも高いため、内層配線が露出した後に内層配線
の受ける損傷を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）に、本発明の実施例に
よるレーザ加工方法で使用される装置の概略図を示す。
レーザ光源１が、加工用のパルスレーザビームを出射す
る。レーザ光源１は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
と波長変換素子とを含んで構成され、Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を出射する。レーザ
光源１から出射したレーザビームが、マスク２に入射す
る。マスク２に設けられた貫通孔を通過したレーザビー
ムが、折り返しミラー３に入射する。
よるレーザ加工方法で使用される装置の概略図を示す。
レーザ光源１が、加工用のパルスレーザビームを出射す
る。レーザ光源１は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
と波長変換素子とを含んで構成され、Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を出射する。レーザ
光源１から出射したレーザビームが、マスク２に入射す
る。マスク２に設けられた貫通孔を通過したレーザビー
ムが、折り返しミラー３に入射する。
【００１１】折り返しミラー３で反射されたレーザビー
ムが、ガルバノスキャナ４に入射する。ガルバノスキャ
ナ４は、一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レ
ーザビームを２次元方向に走査する。ガルバノスキャナ
４で走査されたレーザビームがｆθレンズ５で集束さ
れ、ＸＹステージ６に保持された加工対象物８に入射す
る。ｆθレンズ５は、マスク２の貫通孔を加工対象物８
の表面上に結像させる。
ムが、ガルバノスキャナ４に入射する。ガルバノスキャ
ナ４は、一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レ
ーザビームを２次元方向に走査する。ガルバノスキャナ
４で走査されたレーザビームがｆθレンズ５で集束さ
れ、ＸＹステージ６に保持された加工対象物８に入射す
る。ｆθレンズ５は、マスク２の貫通孔を加工対象物８
の表面上に結像させる。
【００１２】次に、図２を参照して、本発明の実施例に
よるレーザ加工方法について説明する。図２（Ａ）に、
加工対象のプリント配線板の断面図を示す。支持基板１
０の一部の表面上に、内層配線１３が形成されている。
内層配線１３は、銅で形成された厚さ５〜１８μｍの下
部層１１、及びＮｉで形成された厚さ約１μｍの上部層
１２がこの順番に積層された積層構造を有する。紫外線
の波長域において、上部層１２の表面における反射率
が、下部層１１の表面における反射率よりも大きい。内
層配線１３を覆うように、支持基板１０の上に絶縁層１
４が形成されている。絶縁層１３の表面上に、銅からな
る上層配線１５が形成されている。支持基板１０及び絶
縁層１４は、例えばエポキシ樹脂で形成されている。
よるレーザ加工方法について説明する。図２（Ａ）に、
加工対象のプリント配線板の断面図を示す。支持基板１
０の一部の表面上に、内層配線１３が形成されている。
内層配線１３は、銅で形成された厚さ５〜１８μｍの下
部層１１、及びＮｉで形成された厚さ約１μｍの上部層
１２がこの順番に積層された積層構造を有する。紫外線
の波長域において、上部層１２の表面における反射率
が、下部層１１の表面における反射率よりも大きい。内
層配線１３を覆うように、支持基板１０の上に絶縁層１
４が形成されている。絶縁層１３の表面上に、銅からな
る上層配線１５が形成されている。支持基板１０及び絶
縁層１４は、例えばエポキシ樹脂で形成されている。
【００１３】図２（Ｂ）に示すように、波長３５５ｎｍ
のパルスレーザビームを上層配線１５に入射させる。上
層配線１５の表面におけるパルスレーザビームの１パル
スあたりのフルエンスは１０Ｊ／ｃｍ2以上であり、銅
をエッチングするのに十分な大きさである。パルス幅は
１００ｎｓ、パルスの繰り返し周波数は１０ｋＨｚ、上
層配線１５の表面におけるビームスポットの直径は５０
μｍである。
のパルスレーザビームを上層配線１５に入射させる。上
層配線１５の表面におけるパルスレーザビームの１パル
スあたりのフルエンスは１０Ｊ／ｃｍ2以上であり、銅
をエッチングするのに十分な大きさである。パルス幅は
１００ｎｓ、パルスの繰り返し周波数は１０ｋＨｚ、上
層配線１５の表面におけるビームスポットの直径は５０
μｍである。
【００１４】パルスレーザビームは、一般的にガウシア
ンビームであるため、ビームスポットの中央部における
エッチング速度が、周辺部におけるエッチング速度より
も速い。このため、ビームスポットの周辺部の上層配線
１５がその底面までエッチングされたとき、中心部にお
いては形成された穴が絶縁膜１４を貫通し、内層配線１
３を露出させる。上部層１２の表面における反射率が、
下部層１１の表面における反射率よりも高いため、下部
層１１が露出する場合に比べて、内層配線１３の受ける
損傷は少ない。
ンビームであるため、ビームスポットの中央部における
エッチング速度が、周辺部におけるエッチング速度より
も速い。このため、ビームスポットの周辺部の上層配線
１５がその底面までエッチングされたとき、中心部にお
いては形成された穴が絶縁膜１４を貫通し、内層配線１
３を露出させる。上部層１２の表面における反射率が、
下部層１１の表面における反射率よりも高いため、下部
層１１が露出する場合に比べて、内層配線１３の受ける
損傷は少ない。
【００１５】図２（Ｃ）に示すように、さらに、照射条
件を変えることなく、パルスレーザビームの照射を続け
る。ビームスポットの周辺部においても、絶縁層１４が
貫通し、内層配線１３が露出する。このとき、露出して
いる内層配線１３がレーザビームに晒されるが、上部層
１２の表面における反射率が高いため、下部層１１の受
ける損傷は少ない。
件を変えることなく、パルスレーザビームの照射を続け
る。ビームスポットの周辺部においても、絶縁層１４が
貫通し、内層配線１３が露出する。このとき、露出して
いる内層配線１３がレーザビームに晒されるが、上部層
１２の表面における反射率が高いため、下部層１１の受
ける損傷は少ない。
【００１６】穴の底面に、上部層１２が露出する。この
露出した上部層１２をエッチングすることにより、下部
層１１を露出させる。上部層１２は、穴あけ加工後の過
マンガン酸液によるデスミア処理時にエッチングされ
る。なお、上部層１２は導電性を有し、その厚さも十分
薄いため、上部層１２を穴の底面に残したままでもよ
い。
露出した上部層１２をエッチングすることにより、下部
層１１を露出させる。上部層１２は、穴あけ加工後の過
マンガン酸液によるデスミア処理時にエッチングされ
る。なお、上部層１２は導電性を有し、その厚さも十分
薄いため、上部層１２を穴の底面に残したままでもよ
い。
【００１７】上記実施例では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの３
倍高調波を使用して穴あけを行ったが、４倍高調波を用
いてもよいし、他の固体レーザ、例えばＹＬＦレーザの
３倍高調波や４倍高調波を用いてもよい。また、より一
般的に、紫外線の波長域のレーザビームを用いてもよ
い。特に、波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍのレーザビーム
を用いることが好ましい。
倍高調波を使用して穴あけを行ったが、４倍高調波を用
いてもよいし、他の固体レーザ、例えばＹＬＦレーザの
３倍高調波や４倍高調波を用いてもよい。また、より一
般的に、紫外線の波長域のレーザビームを用いてもよ
い。特に、波長３５０ｎｍ〜４００ｎｍのレーザビーム
を用いることが好ましい。
【００１８】また、上記実施例では、内層配線１３の下
部層１１を銅で形成し、上部層１２をＮｉで形成した
が、他の材料で形成してもよい。このとき、紫外線の波
長域において、上部層１２の表面における反射率が、下
部層１１の表面における反射率よりも高くなるような材
料の組み合わせとする必要がある。なお、上部層１２の
材料として、反射率が６０％以上の材料を選択すること
が好ましい。
部層１１を銅で形成し、上部層１２をＮｉで形成した
が、他の材料で形成してもよい。このとき、紫外線の波
長域において、上部層１２の表面における反射率が、下
部層１１の表面における反射率よりも高くなるような材
料の組み合わせとする必要がある。なお、上部層１２の
材料として、反射率が６０％以上の材料を選択すること
が好ましい。
【００１９】例えば、下部層１１を、銅を主成分とする
合金で形成してもよい。上部層１２の材料の候補とし
て、Ｎｉの他にＡｌ、Ｎｉを主成分とした合金、または
Ａｌを主成分とした合金等が挙げられる。なお、銅の表
面における紫外光の反射率は約４０％である。
合金で形成してもよい。上部層１２の材料の候補とし
て、Ｎｉの他にＡｌ、Ｎｉを主成分とした合金、または
Ａｌを主成分とした合金等が挙げられる。なお、銅の表
面における紫外光の反射率は約４０％である。
【００２０】また、上記実施例では、上層配線１５の穴
あけ時と同一の条件で絶縁層１４の穴あけを行うことが
できる。このため、生産性の向上を図ることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
あけ時と同一の条件で絶縁層１４の穴あけを行うことが
できる。このため、生産性の向上を図ることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多層配線基板に埋め込まれた内層配線の上層部が、加工
用のレーザビームを反射しやすい材料で形成されている
ため、内層配線の損傷を軽減することができる。
多層配線基板に埋め込まれた内層配線の上層部が、加工
用のレーザビームを反射しやすい材料で形成されている
ため、内層配線の損傷を軽減することができる。
【図１】 本発明の実施例で使用されるレーザ加工装置
の概略図である。
の概略図である。
【図２】 本発明の実施例によるレーザ加工方法を説明
するためのプリント配線板の断面図である。
するためのプリント配線板の断面図である。
【図３】 従来のレーザ加工方法を説明するためのプリ
ント配線板の断面図である。
ント配線板の断面図である。
１ レーザ光源
２ マスク
３ 折り返しミラー
４ ガルバノスキャナ
５ ｆθレンズ
６ ＸＹステージ
８ 加工対象物
１０ 支持基板
１１ 下部層
１２ 上部層
１３ 内層配線
１４ 絶縁層
１５ 上層配線
Claims (5)
- 【請求項１】 下地基板の表面上に形成され、導電性の
第１の材料からなる下部層と、第２の材料からなる上部
層とがこの順番に積層された内層配線、該内層配線を覆
うように該下地基板の表面上に形成され、前記第１及び
第２の材料よりもレーザビームによってエッチングされ
易い絶縁材料からなる絶縁層、及び該絶縁層の表面上に
形成され、導電性の第３の材料からなる上層配線を有す
る多層配線基板を準備する工程と、 レーザビームを、前記上層配線に入射させ、該上層配線
及び前記絶縁層を貫通し、前記内層配線まで達する穴を
形成する工程とを有し、前記第２の材料の表面における
前記レーザビームの反射率が、前記第１及び第３の材料
の表面における前記レーザビームの反射率よりも高くな
るように、前記第１、第２、及び第３の材料が選択され
ているレーザ加工方法。 - 【請求項２】 前記第１の材料及び第３の材料が銅また
は銅を主成分とする合金であり、前記第２の材料がＮ
ｉ、Ａｌ、またはこれらを主成分とする合金である請求
項１に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項３】 前記レーザビームがパルスレーザビーム
であり、前記穴を形成する工程において、前記多層配線
基板の表面における１パルスあたりのエネルギ密度を変
化させること無く、複数ショットを前記多層配線基板に
入射させることにより、前記穴を形成する請求項１また
は２に記載のレーザ加工方法。 - 【請求項４】 支持基板と、 前記支持基板の表面上に形成され、導電性の第１の材料
からなる下部層と、第２の材料からなる上部層とがこの
順番に積層された積層構造を有し、紫外線の波長域にお
いて、前記第２の材料の表面における光の反射率が、前
記第１の材料の表面における光の反射率よりも高い内層
配線と、 前記内層配線を覆うように、前記支持基板の上に形成さ
れ、前記第１及び第２の材料よりもレーザビームにより
エッチングされやすい絶縁材料で形成された絶縁層と、 前記絶縁層の表面上に形成され、導電性の第３の材料か
らなる上層配線と、 前記上層配線及び前記絶縁膜を貫通し、前記内層配線の
一部を露出させる穴とを有する多層配線基板。 - 【請求項５】 前記第１の材料及び第３の材料が銅また
は銅を主成分とする合金であり、前記第２の材料がＮ
ｉ、Ａｌ、またはこれらを主成分とする合金である請求
項４に記載の多層配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036926A JP3869736B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | レーザ加工方法及び多層配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036926A JP3869736B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | レーザ加工方法及び多層配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003243839A true JP2003243839A (ja) | 2003-08-29 |
| JP3869736B2 JP3869736B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=27778673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036926A Expired - Fee Related JP3869736B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | レーザ加工方法及び多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3869736B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093280A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Miyachi Technos Corp | プリント配線板の配線層間接続方法 |
| WO2009008217A1 (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 層間接続導体用孔の形成方法、樹脂基板及び部品内蔵基板の製造方法、並びに樹脂基板及び部品内蔵基板 |
| WO2024018514A1 (ja) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 多層立体回路基板、内視鏡、および多層立体回路基板の製造方法 |
-
2002
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