JP2003347747A - Method of manufacturing multilayer wiring board and multilayer wiring board using the same - Google Patents

Method of manufacturing multilayer wiring board and multilayer wiring board using the same

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JP2003347747A
JP2003347747A JP2002157438A JP2002157438A JP2003347747A JP 2003347747 A JP2003347747 A JP 2003347747A JP 2002157438 A JP2002157438 A JP 2002157438A JP 2002157438 A JP2002157438 A JP 2002157438A JP 2003347747 A JP2003347747 A JP 2003347747A
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processing
hole
wiring board
layer
insulating layer
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JP2002157438A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Maehara
正孝 前原
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a multilayer wiring board performing ultraviolet laser drilling by a machining technique that is optimized by each layer material at the time of forming a hole part for connecting upper and lower wiring layers (blind via-hole machining) in a multilayer wiring board having adhesive layers interposed and wiring layers stacked. <P>SOLUTION: A hole part for a via hole is machined by using an ultraviolet laser drill having the energy densities of laser beams (the energy density and processing pulse number) different in a wiring layer and an insulation layer. The ultraviolet laser drill has an uniform energy density distribution within ±10%, and the insulation layer comprises a first insulation layer and a second insulation layer. The second insulation layer has a bonding function and includes stacking of the wiring layers. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂絶縁層を挟ん
だ金属配線層の層間接続用に形成されるビアホール用孔
部形成のための工法およびこれを用いた多層配線基板に
関するものである。さらに詳しくは、絶縁層と配線層を
ビアホールで接続する、リジットまたはフレキシブルの
プリント配線板、高密度実装用の印刷回路等の多層配線
基板の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a hole for a via hole formed for interlayer connection of metal wiring layers sandwiching a resin insulation layer, and a multilayer wiring board using the method. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board such as a rigid or flexible printed wiring board or a printed circuit for high-density mounting, in which an insulating layer and a wiring layer are connected by a via hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体の性能が飛躍的に進歩し、
半導体が多端子化してきている。しかしながらコンピュ
ーターのハードディスク内のプリント配線板(マザーボ
ード)や携帯端末機および携帯電話におけるプリント配
線板は面積が限られているため、半導体を実装する配線
基板(半導体パッケージ)のサイズには制限がある。
[0002] In recent years, the performance of semiconductors has dramatically improved,
Semiconductors are becoming more terminals. However, since the printed wiring board (mother board) in the hard disk of the computer and the printed wiring board in the portable terminal and the mobile phone have a limited area, the size of the wiring board (semiconductor package) on which the semiconductor is mounted is limited.

【0003】多端子化した半導体を実装するため、配線
基板にも配線の細線化(高密度化)が要求されるが、15
μm程度以下の配線形成は量産技術において困難なこと
から配線層を多層化することにより配線の細線化を緩和
する対策がとられている。多層化に際し、樹脂絶縁層に
孔部を形成し導通可能な金属材料を孔部内に皮膜するこ
とで樹脂絶縁層を挟んだ上下の金属の配線層間の層間接
続がとられ、多層配線基板となる。
In order to mount a multi-terminal semiconductor, the wiring board is also required to have fine wiring (high density).
Since it is difficult to form wiring with a size of about μm or less in mass production technology, measures are taken to reduce the thinning of the wiring by increasing the number of wiring layers. When multilayered, a hole is formed in the resin insulation layer, and a conductive metal material is coated in the hole to provide interlayer connection between the upper and lower metal wiring layers sandwiching the resin insulation layer, resulting in a multilayer wiring board. .

【0004】従来、層間接続のための孔部を形成する場
合には金属ドリルによる機械加工が主流だった。しかし
孔部が微細になれば当然加工するドリルも小さくなり、
さらに微小ドリルは作製にコストが掛かり、ドリル加工
時の摩耗も激しい消耗品であった。近年、微小孔部の形
成には金属ドリルの機械加工に替わり、高エネルギーの
レーザー光を照射し、加工対象物に吸収させ熱加工する
レーザードリル加工が用いられるようになってきた。
Conventionally, when a hole for interlayer connection is formed, machining with a metal drill has been the mainstream. However, if the hole becomes finer, naturally the drill to be processed becomes smaller,
In addition, micro drills were expensive to manufacture and were a consumable item that suffered severe wear during drilling. In recent years, instead of machining a metal drill, laser drilling, in which high-energy laser light is irradiated and absorbed by a workpiece, has been used to form a microhole.

【0005】レーザードリル加工に用いるレーザー光は
赤外線領域のCO2レーザー(波長9.3〜10.6μm)、YAG
レーザー(基本波の波長1.06μm)、紫外線領域のYA
G、YLF、YAP、YVO4レーザー(第3高調波の波長355nm、
第4高調波の波長266nm)およびエキシマレーザー(XeC
lの波長308nm、KrFの波長248nm、ArFの波長193nm)が現
在、加工機のレーザー光として利用されている。赤外線
領域の波長を利用したレーザードリル加工は金属ドリル
における機械加工に対し、熱加工や熱分解加工であり、
紫外線領域の波長を利用したレーザードリル加工は光化
学反応を利用した光分解加工と呼ばれている。
Laser light used for laser drilling is a CO 2 laser (wavelength of 9.3 to 10.6 μm) in the infrared region, YAG
Laser (fundamental wavelength 1.06μm), YA in the ultraviolet region
G, YLF, YAP, YVO 4 laser (third harmonic wavelength 355nm,
4th harmonic wavelength 266nm) and excimer laser (XeC)
l wavelength 308nm, KrF wavelength 248nm, ArF wavelength 193nm) are currently used as laser light for processing machines. Laser drilling using wavelengths in the infrared region is thermal processing or pyrolysis processing compared to machining in metal drills.
Laser drilling using a wavelength in the ultraviolet region is called photolysis using a photochemical reaction.

【0006】金属ドリルによる機械加工は多層配線基板
における貫通孔部(スルーホール)の形成が主流である
が、パルス発振であるレーザードリル加工はレーザー光
のエネルギー密度を調節することで絶縁層のみの加工が
可能である。そのためレーザードリル加工は配線基板の
止まり穴加工(ブラインドホール加工)形成を主に使用
されている。現在、実用化されている孔部径の各種レー
ザー光による棲み分けは、CO2レーザーがφ50〜150μ
m、紫外線レーザーがφ30〜80μmである。エキシマレー
ザーはφ20μmのようなより微小径も加工可能である
が、高反射性の金属酸化膜マスクやレーザー媒体ガスの
維持等の消耗品が高価なため量産には向かない。しかし
ながら前記棲み分けも、配線基板の高密度化に伴いメン
テナンス性も良好な紫外線レーザーによる孔部形成が有
望視されている。
[0006] The mainstream of machining with a metal drill is the formation of a through hole (through hole) in a multilayer wiring board. However, laser drilling, which is a pulse oscillation, uses only an insulating layer by adjusting the energy density of laser light. Processing is possible. For this reason, laser drilling is mainly used for blind hole processing of a wiring board. Currently, the CO 2 laser has a diameter of 50 to 150 μm.
m, the ultraviolet laser is φ30-80 μm. Excimer lasers can be processed to smaller diameters such as φ20μm, but they are not suitable for mass production due to the high cost of consumables such as highly reflective metal oxide masks and laser medium gas maintenance. However, in the above-described segregation, the formation of a hole by an ultraviolet laser having good maintainability is promising as the wiring board is densified.

【0007】また紫外線レーザーはエネルギー密度が高
く集光性もあるため微小径でもレーザードリル加工可能
である。そして樹脂への吸収も高いためにビアホール用
孔部内での残渣残りはほとんどない。紫外線レーザーは
1孔ごとの処理でありCO2レーザーに比べると現在の処
理スループットは低いが、近年、レーザー発振のための
周波数も高くなりさらには加工ヘッドの多軸化も開発さ
れているので量産現場で近々CO2レーザーを凌駕するこ
とになる可能性は高い。
Further, since an ultraviolet laser has a high energy density and a light condensing property, it can be laser drilled even with a minute diameter. And since the absorption to resin is also high, there is almost no residue remaining in the hole for a via hole. Ultraviolet lasers are processed per hole, and the current processing throughput is lower than that of CO 2 lasers. However, in recent years, the frequency for laser oscillation has increased, and multi-axis processing heads have been developed. There is a high possibility that it will soon surpass the CO 2 laser on site.

【0008】また配線層の形成には、例えば配線層の材
質が銅である場合、全面銅箔層から配線化する製造方法
(サブトラクティブ法)と配線の逆パターンを樹脂レジ
スト等で絶縁層上に形成し、電気化学的法により銅配線
を析出させる製造方法(セミアディティブ法)が有望視
されている。一般的に微小配線化にはセミアディティブ
法が優位であると言われているが、近年、サブトラクテ
ィブ法の技術の向上により、セミアディティブ法の微細
配線に迫る細線化が可能との報告もある。
For the formation of the wiring layer, for example, when the material of the wiring layer is copper, a manufacturing method (subtractive method) in which wiring is formed from the entire copper foil layer and a reverse pattern of the wiring are formed on the insulating layer with a resin resist or the like. A manufacturing method (semi-additive method) in which a copper wiring is deposited by an electrochemical method is promising. In general, it is said that the semi-additive method is superior to miniaturization. However, in recent years, it has been reported that the thinning approaching that of the semi-additive method can be achieved by improving the technology of the subtractive method. .

【0009】一方で絶縁層に形成される層間導通のため
のビアホールには、孔部形成後に金属物質により孔内を
被覆しビアホールとする工法以外に、柱状(バンプ)の
導通部をスクリーン印刷やエッチング等において形成
し、樹脂絶縁層を積層した後に研磨等の整面工程を施
し、配線層を圧接(場合によっては熱効果を付与ことも
ある)することで層間導通をとる工法も提案されてい
る。しかしながら圧接時に樹脂膜をビアホール内に介在
してしまう可能性も完全に払拭されず、さらに圧接メカ
ニズムが解明されていないのが現状であり層間接続の信
頼性を保証することが後者工法では懸念される場合もあ
る。
On the other hand, in the via hole for interlayer conduction formed in the insulating layer, a columnar (bump) conduction portion is formed by screen printing or other than the method of forming the via hole by coating the inside of the hole with a metal substance after the formation of the hole portion. A method has also been proposed in which etching is performed, a resin insulating layer is laminated, a surface-conditioning process such as polishing is performed, and the wiring layer is pressed (in some cases, a thermal effect is given) to achieve interlayer conduction. Yes. However, the possibility that the resin film is interposed in the via hole at the time of pressure welding is not completely wiped out, and the mechanism of pressure welding is not yet elucidated, and there is a concern in the latter method that the reliability of interlayer connection is guaranteed. There is also a case.

【0010】レーザードリル加工により孔部を形成した
後には湿式法では過マンガン酸カリウム、乾式法ではフ
ッ素含有の酸素プラズマ処理による残渣処理(デスミ
ア)が行われる。残渣残りはビアホールの接続信頼性を
著しく低下させるためである。しかしながら紫外線レー
ザー光での孔部形成であると絶縁層(樹脂膜)に対する
吸収が高いために残渣残りはほとんどない。また通常は
電気化学法による電気めっきを用いて孔部を充填する
が、めっき前処理において金属薄膜を孔内部にくまなく
被覆するので孔底部とは金属同士で密着し、接続信頼性
は高くなる。
After the hole is formed by laser drilling, a residue treatment (desmear) is performed by a potassium permanganate in the wet method and a fluorine-containing oxygen plasma treatment in the dry method. This is because the residue residue significantly reduces the connection reliability of the via hole. However, when the hole is formed by the ultraviolet laser beam, there is almost no residue because the absorption to the insulating layer (resin film) is high. In addition, the hole is usually filled by electroplating using an electrochemical method. However, since the metal thin film is covered throughout the hole in the plating pretreatment, the bottom of the hole is in close contact with the metal, and connection reliability is improved. .

【0011】レーザードリル加工による孔部形成および
サブトラクティブ法による配線形成により多層配線基板
の回路を形成する場合、製造順序は多岐に渡るがCO2
ーザーでは金属への吸収が望めないためにエッチングに
より金属配線層に円状のパターニング後レーザー加工
(コンフォーマル法)を行う必要がある。レーザー光の
吸収率を増加させるために黒化処理を施せば金属配線層
へレーザー光は吸収するが、何れにせよ工程数が増え
る。
When forming a circuit of a multilayer wiring board by hole formation by laser drilling and wiring formation by a subtractive method, the manufacturing order is diverse, but CO 2 laser cannot be absorbed into metal, so etching is performed by etching. It is necessary to perform laser processing (conformal method) after circular patterning on the metal wiring layer. If blackening treatment is performed to increase the absorption rate of the laser beam, the laser beam is absorbed into the metal wiring layer, but in any case, the number of steps increases.

【0012】そこでレーザードリル加工に紫外線レーザ
ー光を選択することによって前記問題が解決する。なぜ
ならば紫外線の波長は金属の吸収波長と重なるために、
例えば355nmの波長であれば70〜80%程度は金属配線層
(銅)に吸収する。すなわち紫外線レーザー光では金属
配線層と樹脂絶縁層を同時に加工する(ダイレクト加
工)を行うことができる。ダイレクト加工を選択するこ
とは工程数を大幅に短縮し、生産性が向上する。
Therefore, the above problem is solved by selecting ultraviolet laser light for laser drilling. Because the wavelength of ultraviolet rays overlaps with the absorption wavelength of metal,
For example, when the wavelength is 355 nm, about 70 to 80% is absorbed by the metal wiring layer (copper). That is, with the ultraviolet laser beam, the metal wiring layer and the resin insulating layer can be processed simultaneously (direct processing). Selecting direct machining significantly reduces the number of processes and improves productivity.

【0013】また紫外線レーザー光は加工対象の材料に
よってレーザー光の吸収率が異なる。例えば前記した配
線層に広く用いられている銅では70〜80%程度、エポキ
シ系の絶縁膜では80〜90%、ポリイミド系の絶縁膜では
同じく80〜90%、ポリオレフィン系に代表されるプラス
チック系絶縁膜では10〜20%程度と各種材料に紫外線領
域のレーザー光吸収特性は依存する。
Further, the absorption rate of ultraviolet laser light differs depending on the material to be processed. For example, about 70 to 80% for copper widely used in the wiring layer described above, 80 to 90% for epoxy type insulating film, 80 to 90% for polyimide type insulating film, plastic type typified by polyolefin type In the insulating film, the laser light absorption characteristics in the ultraviolet region depend on about 10 to 20% and various materials.

【0014】接着剤層を介在し積層された多層配線基板
に対しブラインドビア加工する場合、加工順序は、配線
層→第1の絶縁層(例えばポリイミド絶縁膜)→第2の絶
縁層(接着機能を有する絶縁膜)となる。各層材料で紫
外線レーザー光の吸収率が異なるために、ブラインドビ
ア加工時の加工条件は各層材料で最適化されたエネルギ
ー密度をもつレーザー光が選択されるべきである。なぜ
ならば吸収の高い材料では光分解加工が望めるが、吸収
の低い材料であればたとえ有機材料でも光分解加工より
も熱加工の要素が強くなり、過負荷熱による流動や熱だ
れ、クラック等が懸念されるために、パルス当たりのレ
ーザー光エネルギー密度を最適化しなければ良好な加工
形状を得ることができない。
When blind via processing is performed on a multilayer wiring board laminated with an adhesive layer interposed, the processing order is as follows: wiring layer → first insulating layer (for example, polyimide insulating film) → second insulating layer (adhesion function) Insulating film). Since the absorption rate of the ultraviolet laser beam varies depending on the material of each layer, the laser beam having the energy density optimized for each layer material should be selected as the processing conditions for the blind via processing. This is because photolytic processing can be expected with materials with high absorption, but even with organic materials with low absorption, thermal processing elements are stronger than with photolytic processing even with organic materials, and flow, drooling, cracks, etc. due to overload heat are generated. Because of concern, a good processed shape cannot be obtained unless the laser light energy density per pulse is optimized.

【0015】また単一の加工条件でのみブラインドビア
加工を試みた場合には、例えば、非貫通であるべき孔が
高いエネルギー密度のために貫通してしまったり、絶縁
膜の途中までしか加工されなかったりすることが懸念さ
れる。また加工処理パルスも最適化されなければ前記問
題が同じく派生し、加えて少パルス数であると接着剤層
の残渣残りが問題となる。
When blind via processing is attempted only under a single processing condition, for example, a hole that should not be penetrated penetrates due to high energy density, or is processed only halfway through the insulating film. There is a concern that it may not. Further, if the processing pulse is not optimized, the above problem is similarly derived, and if the number of pulses is small, the residual residue of the adhesive layer becomes a problem.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決するためになされたものであり、接着剤層
を介在し配線層を積層した多層配線基板に対し、上下の
配線層を接続させるための孔部形成(ブラインドビア加
工)に際し、各層材料で最適化された加工工法によって
紫外線レーザードリル加工を行う多層配線基板の製造方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The upper and lower wiring layers are formed on a multilayer wiring board in which wiring layers are laminated with an adhesive layer interposed therebetween. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a multilayer wiring board in which ultraviolet laser drilling is performed by a processing method optimized for each layer material when forming a hole for connecting (blind via processing).

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明において上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明は、導体膜より
なる配線層と樹脂絶縁膜よりなる絶縁層とを積層した
後、配線層及び絶縁層にビアホール用孔部の加工を行な
う多層配線基板の製造方法において、前記ビアホール用
孔部の加工は、配線層と絶縁層とでレーザー光エネルギ
ー密度を異ならせた紫外線レーザードリルを用いた加工
であることを特徴とする多層配線基板の製造方法であ
る。請求項2の発明は、前記絶縁層を加工する紫外線レ
ーザードリルは、±10%以内の均一なエネルギー密度分
布を有することを特徴とする請求項1記載の多層配線基
板の製造方法である。請求項3の発明は、前記紫外線レ
ーザードリルを用いた加工が、パンチング加工もしくは
螺旋軌跡であるトレパンニング加工のどちらか一方、あ
るいはその両方の加工方法を組み合わせたドリル加工で
あることを特徴とする請求項1または2記載の多層配線
基板の製造方法である。請求項4の発明は、前記紫外線
レーザードリルを用いた加工が、各層のドリル加工を同
座標において行うバースト加工もしくは全ビアホール用
孔部の座標を配線層及び絶縁層ごとに行うサイクル加工
のどちらか少なくとも一方を用いることを特徴とする請
求項1〜3の何れかに記載の多層配線基板の製造方法で
ある。請求項5の発明は、前記紫外線レーザードリルを
用いた加工する際のビアホール用孔部の径がφ50μm以
下であり、かつ孔底部径と孔開口部径の比が0.6以上の
止まり穴(ブラインドビア)であることを特徴とする請
求項1〜4の何れかに記載の多層配線基板の製造方法で
ある。請求項6の発明は、絶縁層が、第1の絶縁層、第
2の絶縁層からなり、かつ、第2の絶縁層は接着機能を
有し、配線層を積層することを特徴とする請求項1〜5
の何れかに記載の多層配線基板の製造方法である。請求
項7の発明は、請求項1〜6に記載の方法により加工さ
れたビアホール用孔部に導電性材料を充填し、上下の配
線層の導通がとられていることを特徴とする多層配線基
板である。
In order to achieve the above object in the present invention, first, the invention of claim 1 is a circuit in which a wiring layer made of a conductor film and an insulating layer made of a resin insulating film are laminated, and then a wiring layer is formed. In addition, in the method for manufacturing a multilayer wiring board in which the hole for the via hole is processed in the insulating layer, the hole for the via hole is processed by using an ultraviolet laser drill in which the laser beam energy density is different between the wiring layer and the insulating layer. A manufacturing method of a multilayer wiring board characterized by being processed. The invention according to claim 2 is the method for producing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein the ultraviolet laser drill for processing the insulating layer has a uniform energy density distribution within ± 10%. The invention of claim 3 is characterized in that the processing using the ultraviolet laser drill is drill processing combining punching processing or trepanning processing that is a spiral locus, or a combination of both processing methods. It is a manufacturing method of the multilayer wiring board of Claim 1 or 2. In the invention of claim 4, the processing using the ultraviolet laser drill is either burst processing in which drilling of each layer is performed at the same coordinate or cycle processing in which the coordinates of all via hole holes are performed for each wiring layer and insulating layer. 4. The method for manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein at least one of them is used. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a blind hole (blind via) in which a diameter of a hole for a via hole when machining using the ultraviolet laser drill is 50 μm or less and a ratio of a hole bottom diameter to a hole opening diameter is 0.6 or more. 5) The method for producing a multilayer wiring board according to any one of claims 1 to 4. The invention according to claim 6 is characterized in that the insulating layer comprises a first insulating layer and a second insulating layer, the second insulating layer has an adhesion function, and a wiring layer is laminated. Item 1-5
The method for producing a multilayer wiring board according to any one of the above. A seventh aspect of the invention is a multilayer wiring characterized in that a conductive material is filled in the via hole hole processed by the method according to any one of the first to sixth aspects, and the upper and lower wiring layers are electrically connected. It is a substrate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の多層配線基板にお
ける製造方法について説明する。多層配線基板を製造す
るにあたり配線形成にはサブトラクティブ法を用い、層
間接続には紫外線レーザー光を用いたダイレクト加工を
選択する。セミアディティブ法であると配線形成の工程
数が増え、またCO2レーザーでは加工処理スループット
は高いもののダイレクト加工に適さないために紫外線レ
ーザーを選択する必要がある。また電子材料として絶縁
樹脂層は多種の材料が提案されている(例えばガラスエ
ポキシ系、ポリイミド系、液晶ポリマー系等)が配線層
としては電気化学的手法により容易に配線および層間接
続配線(ビアホール)形成可能な銅が広く用いられてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a multilayer wiring board according to the present invention will be described below. In manufacturing a multilayer wiring board, a subtractive method is used for wiring formation, and direct processing using an ultraviolet laser beam is selected for interlayer connection. The semi-additive method increases the number of wiring forming steps, and the CO 2 laser has a high processing throughput but is not suitable for direct processing, so it is necessary to select an ultraviolet laser. In addition, various types of insulating resin layers have been proposed as electronic materials (for example, glass epoxy type, polyimide type, liquid crystal polymer type, etc.), but as wiring layers, wiring and interlayer connection wiring (via holes) can be easily performed by electrochemical methods. Formable copper is widely used.

【0019】紫外線レーザードリル加工機は光学設計上
もしくはパルス発振の制御上において、単位面積あたり
のレーザー光のエネルギー密度を可変することができ
る。すなわちパルス当たりのエネルギー密度を配線層
(銅層)と絶縁層(樹脂)との間で調節することによっ
て、図1のような穴止め加工(ブラインドビア)を行う
ことができる。
The ultraviolet laser drilling machine can vary the energy density of laser light per unit area in optical design or in controlling pulse oscillation. That is, by adjusting the energy density per pulse between the wiring layer (copper layer) and the insulating layer (resin), it is possible to perform the hole stop processing (blind via) as shown in FIG.

【0020】例えば、YAGの第3高調波(波長355n
m)を利用した配線層加工には20J/cm2以上、絶縁樹脂加
工には1〜5J/cm2程度のエネルギーが必要である。こ
のエネルギー密度差を利用して配0線層加工ののち絶縁
層を加工するのであれば、レーザー光のエネルギー密度
を変えることでブラインドビアを形成することができ
る。
For example, the third harmonic of YAG (wavelength 355n
m) the the wiring layer processing using 20 J / cm 2 or more, the insulating resin processing is required 1~5J / cm 2 about energy. If the insulating layer is processed after the zero-wire layer processing using this energy density difference, the blind via can be formed by changing the energy density of the laser beam.

【0021】ここでレーザー光のエネルギー密度とは、
加工点に集光されるレーザー光の出力(W)をパルス発
振周波数(Hz)で除し、さらに加工スポット径(cm2
で除した値(J/cm2)に相当する。エネルギー密度は光
学設計上でレーザー光の出力を変化する場合と、パルス
制御上で発振周波数を変化する場合、もしくは両者を併
用することにより異ならせる(変化させる)ことができ
る。これは、従来法の単一のエネルギー密度を用いたパ
ルス数の制御により孔形成を行う場合とは異なる。加工
対象が1層のみ(例えば絶縁層のみ)であれば、あらか
じめ最適なエネルギー密度を調査しておき、そのエネル
ギー密度をもってパルス数の制御のみを考慮することで
良好な孔形状をえることができたが、加工対象が多層
(例えば配線層、絶縁層、接着層)であると対応できな
い。そこでエネルギー密度を加工対象に合わせ、多段階
に可変し、各層において最適なエネルギー密度により加
工すれば加工対象が多層であっても良好な加工形状をえ
ることができる。
Here, the energy density of laser light is
Divide the output (W) of the laser beam focused on the processing point by the pulse oscillation frequency (Hz), and further process the spot diameter (cm 2 )
Corresponds to the value divided by (J / cm 2 ). The energy density can be changed (changed) when the output of the laser beam is changed on the optical design, when the oscillation frequency is changed on the pulse control, or by using both together. This is different from the case of forming holes by controlling the number of pulses using a single energy density in the conventional method. If the object to be processed is only one layer (for example, only an insulating layer), an optimal energy density is investigated in advance, and a good hole shape can be obtained by considering only the control of the number of pulses with that energy density. However, it cannot be handled when the processing target is a multilayer (for example, a wiring layer, an insulating layer, an adhesive layer). Therefore, if the energy density is varied in multiple steps according to the processing target and processing is performed with the optimum energy density in each layer, a good processing shape can be obtained even if the processing target is a multilayer.

【0022】従来の多層配線基板(リジット型の多層配
線基板)の概略は図2に代表される。コア基材7に貫通
孔(スルーホール8)を形成し、導通処理の後にコア基
材表面に例えばエポキシ樹脂を積層し、コア基材との層
間接続(ビアホール形成)を行う。接着機能を有した層
を介在する場合もあるが、積層する樹脂層に接着機能を
有した材料を積層する場合もある。コア基材がリジット
材料であるので積層法には何通りかあり、例えば平板プ
レスにより熱圧着をすることができる。一般には広幅の
基板上に多面付けした枚葉方式により製造される。
An outline of a conventional multilayer wiring board (rigid type multilayer wiring board) is represented by FIG. A through hole (through hole 8) is formed in the core base material 7, and after the conduction treatment, for example, an epoxy resin is laminated on the surface of the core base material, and interlayer connection (via hole formation) with the core base material is performed. In some cases, a layer having an adhesive function is interposed, and in some cases, a material having an adhesive function is laminated on the laminated resin layer. Since the core substrate is a rigid material, there are several lamination methods, for example, thermocompression can be performed by a flat plate press. In general, it is manufactured by a single-wafer method in which a plurality of substrates are provided on a wide substrate.

【0023】また図1にあるようにフレキシブル型の多
層配線基板では、接着剤層3(第2の絶縁層)を介在し
積層された配線層5、第1の絶縁層2、第2の絶縁層3か
らなるので、その順に加工する必要がある。第1の絶縁
層はフレキシブル型の電子基板ではポリイミドが、その
耐熱性、低誘電率、合成のし易さから広く用いられてい
る。接着機能をもちかつ電子材料の要求特性を満たす第
2の絶縁層には例えばエポキシ系、エラストマー系、ポ
リイミド系、ポリオレフィン系、アクリル系等があるが
特に限定されるものではない。特にエポキシ硬化成分を
系内に有している熱硬化性接着剤であればゴムロールや
熱プレス等の熱圧着を利用することで積層可能である。
As shown in FIG. 1, in the flexible multilayer wiring board, the wiring layer 5, the first insulating layer 2 and the second insulating layer laminated with the adhesive layer 3 (second insulating layer) interposed therebetween. Since it consists of layer 3, it is necessary to process in that order. For the flexible electronic substrate, polyimide is widely used as the first insulating layer because of its heat resistance, low dielectric constant, and ease of synthesis. It has a bonding function and satisfies the required characteristics of electronic materials.
Examples of the insulating layer 2 include, but are not particularly limited to, an epoxy type, an elastomer type, a polyimide type, a polyolefin type, and an acrylic type. In particular, a thermosetting adhesive having an epoxy curing component in the system can be laminated by using thermocompression bonding such as a rubber roll or a hot press.

【0024】第2の絶縁層がどのような系であれ、系内
の主成分が紫外線領域の波長を吸収するものであればレ
ーザードリル加工可能である。エポキシ、ポリイミド系
では70〜90%の高吸収率が望め、第1の絶縁層の加工時と
ほぼ同様の加工条件で可能であるが、エラストマー、ポ
リオレフィン、アクリル系では数%〜20%程度の吸収しか
認められない。すなわち第2の絶縁層加工時に加工条件
が最適化されていないと、残渣残り等の問題が発生する
ため留意しなければならない。またこのような低吸収率
の材料では、樹脂の分子鎖を解離させる光分解加工的な
要素をほとんど望むことはできなく、レーザードリル加
工性を上げるには加工方法の工夫が必要である。
Whatever system the second insulating layer is, laser drilling is possible if the main component in the system absorbs wavelengths in the ultraviolet region. Epoxy and polyimide systems can be expected to have a high absorption rate of 70 to 90%, and can be processed under almost the same processing conditions as the first insulating layer. However, elastomers, polyolefins, and acrylic systems have a few percent to 20%. Only absorption is allowed. That is, if the processing conditions are not optimized at the time of processing the second insulating layer, problems such as residue residue occur, so care must be taken. In addition, with such a low absorptivity material, it is almost impossible to expect a photolytic process element that dissociates the molecular chain of the resin, and it is necessary to devise a processing method in order to improve laser drilling processability.

【0025】さらに第2の絶縁層が紫外線レーザー光に
対して低吸収材料であると、ランド上における第2の絶
縁層の加工が図3(a)のように不均一になる可能性があ
る。レーザー光はビア径に対しエネルギー密度分布を持
ち、ビア底部端ではビア底部中央部よりもエネルギー密
度が低いために残渣残りの状況は悪くなる。そこで第2
の絶縁層加工時を均一なエネルギー帯により加工するこ
とが考えられる。±10%以内の均一なエネルギー密度
が照射されることでビア底部中央とビア底部端で同程度
の加工を図3(b)のように仕上げることが可能である。
接着機能を有する材料(特に柔らかい材質である低弾性
率の材料)は銅およびポリイミドに比べ、5〜100倍程度
熱膨張係数が大きい。すなわち接着剤層の残渣が存在す
ると、例えば冷熱衝撃信頼性試験等で、その熱膨張係数
の違いから、ビア底部とランドとの界面を引きはがす影
響をもたらし、ビアホールの接続信頼性を著しく低下さ
せる危険性もある。すなわちビア底部の加工状態はその
後のビアホール形成後での接続信頼性に大きく影響し、
第2の絶縁層が紫外線レーザー光の低吸収材料であって
も残らず加工されている必要がある。
Furthermore, if the second insulating layer is made of a material that absorbs less than ultraviolet laser light, the processing of the second insulating layer on the land may become non-uniform as shown in FIG. . The laser beam has an energy density distribution with respect to the via diameter. Since the energy density is lower at the bottom end of the via than the central portion of the bottom of the via, the residue remaining condition becomes worse. So second
It can be considered that the insulating layer is processed with a uniform energy band. By irradiating a uniform energy density within ± 10%, it is possible to finish the same degree of processing at the center of the via bottom and the end of the via bottom as shown in FIG.
A material having an adhesive function (particularly a soft material having a low elastic modulus) has a thermal expansion coefficient about 5 to 100 times larger than that of copper and polyimide. That is, if there is a residue in the adhesive layer, for example, in the thermal shock reliability test, the effect of peeling off the interface between the bottom of the via and the land is caused by the difference in thermal expansion coefficient, and the connection reliability of the via hole is significantly reduced. There is also danger. In other words, the processing state of the bottom of the via greatly affects the connection reliability after the subsequent via hole formation,
Even if the second insulating layer is a low-absorption material for ultraviolet laser light, it is necessary to be processed all the way.

【0026】ビアホール用孔部の形成方法にはマスク転
写により加工点に孔開口径を光学的に集光させ、パンチ
ング法により孔部を形成するバースト加工と、孔開口径
よりも小さい集光スポットを螺旋軌道により所望の孔開
口径まで拡大するトレパニング加工(軌跡によってはス
パイラル加工と言う場合がある)がある。ここで孔開口
径10に対して加工用に照射される紫外線レーザー光の
エネルギー密度分布が図3(a)のように不均一である場
合、加工残り11が発生する。これは加工エネルギー密
度がビア底部中央よりビア底部端が低いことに起因して
いる。
The via hole is formed by burst processing in which the hole opening diameter is optically condensed at a processing point by mask transfer and the hole is formed by a punching method, and a condensing spot smaller than the hole opening diameter. There is a trepanning process (which may be referred to as a spiral process depending on the trajectory). Here, when the energy density distribution of the ultraviolet laser beam irradiated for processing with respect to the hole opening diameter 10 is not uniform as shown in FIG. This is because the processing energy density is lower at the bottom of the via than at the center of the bottom of the via.

【0027】図3(a)の孔形状のまま金属物質により孔
内を被覆すると、ビア底部に加工残りがある分、ビア底
部面積が小さくなる。ビアホールの層間接続信頼性はビ
ア底部とランドとの接触面積に大きく影響し、ビア底部
面積が小さいと信頼性が低くなる。ビア底部径に対する
孔開口径の比が1である場合は、孔形状はストレート状
になり1以下であると順テーパ形状となる。後工程を湿
式工程でもってビアホールを形成する場合にはある程度
順テーパ状であった方が流体ながれに適した形状である
が、層間接続信頼性の観点からは1により近ければビア
底部面積が大きく接続信頼性も高いと言える。
If the inside of the hole is covered with a metal substance while maintaining the hole shape of FIG. 3A, the via bottom area is reduced by the amount of processing residue at the via bottom. The via hole interlayer connection reliability greatly affects the contact area between the via bottom and the land, and the reliability decreases when the via bottom area is small. When the ratio of the hole opening diameter to the via bottom diameter is 1, the hole shape is a straight shape, and when it is 1 or less, a forward tapered shape is obtained. When forming a via hole by a wet process as a post process, a shape with a forward taper to some extent is more suitable for fluid flow, but from the viewpoint of interlayer connection reliability, the via bottom area is larger if closer to 1. It can be said that the connection reliability is high.

【0028】すなわち図3(a)のような加工残りを発生
させないために、図3(b)のようにエネルギー密度分布
が均一であるレーザー光を照射することでくさび状に発
生する絶縁層加工残りをなくすことができる。なぜなら
ば均一なエネルギー帯を用いることにより、ビア底部中
央とビア底部端でのエネルギー差がなくなり、より直線
性に優れた加工形状が得られる。このような加工を行う
ためには、孔開口径10よりも大径である均一エネルギ
ー光を照射させればよい。
That is, in order to prevent the processing residue as shown in FIG. 3 (a) from occurring, the insulating layer processing generated in a wedge shape by irradiating laser light having a uniform energy density distribution as shown in FIG. 3 (b). The rest can be eliminated. This is because by using a uniform energy band, there is no energy difference between the center of the via bottom and the end of the via bottom, and a processed shape with better linearity can be obtained. In order to perform such processing, uniform energy light having a larger diameter than the hole opening diameter 10 may be irradiated.

【0029】ビアホール用孔開口径よりも大径なエネル
ギー光を照射させるためには、図4の2種類が考えられ
る。図4(a)ではマスク転写による加工点での集光径を
大きくとる方法であり、好ましくは10〜50%程度開口径
より大径であれば均一エネルギー光が照射されるため望
ましい。また図4(b)ではビア底部径よりも、小さいス
ポット径にて螺旋状の軌跡を描くことで均一エネルギー
帯を得て、加工する方法である。図4(a)ではバースト
加工であるので処理パルス数は第2の絶縁層の厚さに対
した適正値で形成可能であるが、図4(b)では同様の処
理パルス数を螺旋状に照射しなければならないので処理
スループットは著しく低下する。好ましくはバースト加
工にて均一なエネルギー光を得て、加工残りの発生しな
い加工を行うことが処理スループット向上のために望ま
しい。
In order to irradiate energy light having a diameter larger than the opening diameter of the via hole, the two types shown in FIG. 4 can be considered. FIG. 4 (a) shows a method of increasing the light collection diameter at the processing point by mask transfer. Preferably, if the diameter is larger than the opening diameter by about 10 to 50%, uniform energy light is irradiated. FIG. 4B shows a processing method in which a uniform energy band is obtained by drawing a spiral locus with a spot diameter smaller than the via bottom diameter. In FIG. 4 (a), since the burst processing is used, the number of processing pulses can be formed with an appropriate value with respect to the thickness of the second insulating layer. In FIG. 4 (b), the same number of processing pulses is spirally formed. Processing throughput is significantly reduced because it must be irradiated. Preferably, uniform energy light is obtained by burst processing, and processing that does not cause processing residue is performed in order to improve processing throughput.

【0030】図4(a)にしろ(b)の加工方法にしろ第2の
絶縁層加工用に専用ドリル工程が必要である。すなわち
全座標または光学系制限下での単位面積内(ガルバノス
キャンエリア)の孔座標に対して、配線層および第1の
絶縁層の加工をバースト加工もしくはトレパニング(ス
パイラル)加工の少なくともどちらか一方を行い、適切
なエネルギー密度に変化させ第2の絶縁層の加工に移行
しバースト加工もしくはトレパニング加工の少なくとも
どちらかを用いたドリル加工を行うことにより本発明の
ビアホール用孔部形成は可能である。さらには紫外線レ
ーザードリル加工装置における加工制御上では前記工法
において大きな障害はなく可能である。
Regardless of the processing method shown in FIG. 4 (a) or (b), a dedicated drilling process is required for processing the second insulating layer. That is, at least one of burst processing and trepanning (spiral) processing is performed on the wiring layer and the first insulating layer for all coordinates or hole coordinates within a unit area (galvano scan area) under the restrictions of the optical system. Then, by changing to an appropriate energy density, the process proceeds to the processing of the second insulating layer, and drilling using at least one of burst processing or trepanning processing is performed, so that the hole for a via hole of the present invention can be formed. Furthermore, there is no major obstacle in the construction method in terms of processing control in the ultraviolet laser drilling apparatus.

【0031】しかしながら、第2の絶縁層の加工方法は
前記方法になんら限定されるものではない。
However, the processing method of the second insulating layer is not limited to the above method.

【0032】このように例えば紫外線領域の波長の異な
る材料を用いて、配線層と樹脂絶縁膜よりなる絶縁層と
を接着積層した後、配線層及び絶縁層にビアホール用孔
部の加工を、絶縁樹脂の加工残りを限りなく払拭したビ
アホール用孔部に銅等の導電性材料をめっき法またはス
キージを用いた印刷充填法等により充填し、上下の配線
層を導通を採ることにより、層間接続信頼性の高い多層
配線基板を得ることが出来る。
As described above, for example, materials having different wavelengths in the ultraviolet region are used to bond and laminate the wiring layer and the insulating layer made of the resin insulating film, and then processing of the hole for the via hole is performed on the wiring layer and the insulating layer. Interlayer connection reliability is achieved by filling conductive material such as copper into the hole for via holes that have been wiped off the resin processing residue as much as possible by plating or printing filling method using a squeegee and conducting the upper and lower wiring layers. A highly efficient multilayer wiring board can be obtained.

【0033】[0033]

【実施例】宇部興産社製の両面銅箔付きフレキシブルテ
ープ基板(銅/ポリイミド/銅→9/25/9μmの膜厚)
を使用し、図1のような穴止め加工(ブラインドビア加
工)を波長355nmの紫外線レーザーを使用し、片側の銅
箔面からφ50μmの加工径で行った。ポリイミド(両面
銅箔テープ基板における絶縁層1)を介在し表裏に銅箔
が積層されている構成をしている。銅箔加工時には20J/
cm2のエネルギー密度、絶縁層加工時には2J/cm2のエネ
ルギー密度を有するレーザー光をバースト加工にて照射
した。孔加工後に飛散銅(ドロス)を酸処理により除去
し、その後過マンガン酸塩を主成分とする残渣処理およ
び無電解銅めっきを行うことで孔内クリーニングと導電
性銅皮膜を形成した。その後、電解銅めっきにより孔内
を銅により全充填した。電解銅めっき浴の組成は硫酸銅
200g/L、硫酸100g/L、塩酸50g/L、添加剤微少
量、浴温25℃であり電流密度2A/dm2において40分間電
解めっきを行い第1の配線層16と第2の配線層17の
層間を接続する第1のビアホール22を形成した。
[Example] Flexible tape substrate with double-sided copper foil manufactured by Ube Industries, Ltd. (copper / polyimide / copper → 9/25/9 μm thickness)
1 and a hole-stopping process (blind via process) as shown in FIG. 1 was performed using a UV laser with a wavelength of 355 nm and a processing diameter of φ50 μm from the copper foil surface on one side. The structure is such that copper foil is laminated on the front and back with polyimide (insulating layer 1 in the double-sided copper foil tape substrate) interposed. 20J / when processing copper foil
The energy density of cm 2, at the time of processing the insulating layer was irradiated at a burst processing laser light having an energy density of 2J / cm 2. After the drilling, the scattered copper (dross) was removed by acid treatment, and then the residue treatment and electroless copper plating containing permanganate as the main component were performed to form an in-hole cleaning and a conductive copper film. Thereafter, the hole was completely filled with copper by electrolytic copper plating. The composition of the electrolytic copper plating bath is copper sulfate.
200 g / L, 100 g / L of sulfuric acid, 50 g / L of hydrochloric acid, a small amount of additive, bath temperature of 25 ° C., and electroplating for 40 minutes at a current density of 2 A / dm 2. First wiring layer 16 and second wiring layer A first via hole 22 connecting 17 layers was formed.

【0034】めっき工程後には、めっき層+配線層の銅
厚があるため規定の膜厚(9μm)まで酸処理によりエッ
チングを行った。次にレジストを第1および第2の配線
層上に表裏同時塗布し、両面同時に露光・現像し、レジ
ストをパターニングした。パターニングされたレジスト
をエッチングマスクとして塩化第2鉄液により配線層を
エッチングした。以上の工程により第1の絶縁層を挟ん
だ第1および第2の配線層が形成された。なお以上の2
層基板にはアライメントマークが形成されており以降の
配線層形成時での加工基準となる。
After the plating step, etching was performed by acid treatment to a specified film thickness (9 μm) because there was a copper thickness of the plating layer + wiring layer. Next, a resist was applied onto the first and second wiring layers simultaneously, and exposed and developed simultaneously on both sides, thereby patterning the resist. The wiring layer was etched with a ferric chloride solution using the patterned resist as an etching mask. Through the above steps, the first and second wiring layers sandwiching the first insulating layer were formed. 2 above
An alignment mark is formed on the layer substrate, which serves as a processing reference for subsequent wiring layer formation.

【0035】次にポリエチレンテレフタレートにより表
裏を保護されたエラストマー/エポキシ系主成分の接着
フィルム(15μm)を第1および第2の配線上に180℃、
3kg/cmのラミネートにより仮圧着を行った。ポリエチ
レンテレフタートを剥離し、片面銅箔付きポリイミドテ
ープ基板(宇部興産社製、銅/ポリイミド→9/25μmの
膜厚)を180℃、3kg/cmで熱圧着した。この積層工程後
に、得られた積層基板を150℃で1時間加熱硬化を行っ
た。配線回路上の接着フィルムの厚みは5μmである。こ
の積層工程は片面ごとの処理であった。両面同時ではラ
ミネート時のラミネートロール上圧、背圧のバラツキに
より接着フィルムの厚さにバラツキが生じてしまうため
である。しかしながら前記製造装置上の問題が解決され
れば、両面同時に積層工程を行った方が生産性は向上す
る。
Next, an elastomer / epoxy main component adhesive film (15 μm) whose front and back surfaces are protected by polyethylene terephthalate is applied to the first and second wirings at 180 ° C.
Temporary pressure bonding was performed using a 3 kg / cm laminate. The polyethylene terephthalate was peeled off, and a polyimide tape substrate with a single-sided copper foil (made by Ube Industries, copper / polyimide → 9/25 μm film thickness) was thermocompression bonded at 180 ° C. and 3 kg / cm. After this lamination step, the obtained laminated substrate was heat-cured at 150 ° C. for 1 hour. The thickness of the adhesive film on the wiring circuit is 5 μm. This lamination process was a process for each side. This is because the thickness of the adhesive film varies due to variations in the laminating roll top pressure and back pressure during laminating simultaneously on both sides. However, if the problem on the manufacturing apparatus is solved, productivity is improved by performing the laminating process on both sides simultaneously.

【0036】積層工程の後に層間接続用のビアホール2
3および24を同時形成するために、同様に355nmの波
長を有する紫外線レーザー光を配線層18(または1
9)→絶縁層2→接着剤層3の順に同じくφ50μmの加
工径で孔加工を行った。接着剤層を介在して積層されて
いるため、接着剤加工パラメータとして8J/cm2のエネル
ギー密度のレーザー光により加工した。なお事前に接着
剤材料単体にて、加工品質および加工処理速度の観点か
ら検証した結果、5J/cm2のエネルギー密度を採用した。
また接着剤加工時のみ加工径をφ80μmで行い、レーザ
ー光の均一なエネルギー帯がビア底部にくまなく照射さ
れ、接着剤層の加工残りがないように加工した。孔開口
径に比べ大径であるが、銅が加工されないエネルギー密
度であるので、孔開口径の品質は特に問題なかった。ま
た加工パルス数は銅、ポリイミド、接着剤の各層におい
てそれぞれ5、10、5パルス照射した。
Via hole 2 for interlayer connection after the lamination process
In order to form 3 and 24 simultaneously, an ultraviolet laser beam having a wavelength of 355 nm is similarly applied to the wiring layer 18 (or 1).
9) Hole processing was performed in the same order of φ50 μm in the order of 9) → insulating layer 2 → adhesive layer 3. Since it was laminated with an adhesive layer interposed, it was processed with a laser beam having an energy density of 8 J / cm 2 as an adhesive processing parameter. The energy density of 5 J / cm 2 was adopted as a result of verification from the viewpoint of processing quality and processing speed with the adhesive material alone.
Also, the processing diameter was φ80 μm only during the processing of the adhesive, and the processing was performed so that the uniform energy band of the laser beam was irradiated all over the bottom of the via and there was no processing residue of the adhesive layer. Although the diameter is larger than the hole opening diameter, since the energy density is such that copper is not processed, the quality of the hole opening diameter has no particular problem. The number of processing pulses was 5, 10, and 5 pulses applied to each layer of copper, polyimide, and adhesive.

【0037】また同様の孔加工を裏面にも行った。第1
のビアホール形成時と同様に残渣処理→無電解銅めっき
による導電性皮膜の形成→電解銅めっきを行った。以上
の工程を経ることで配線層が4層である多層配線基板が
完成した。また必要に応じ積層工程を表裏繰り返すこと
で6層配線基板を製造することもできる。図5では6層配
線基板の最表層をソルダーレジスト27で被覆した形態
を図示した。
The same hole processing was performed on the back surface. First
In the same manner as in the formation of the via hole, a residue treatment → formation of a conductive film by electroless copper plating → electrolytic copper plating was performed. Through the above steps, a multilayer wiring board having four wiring layers was completed. Moreover, a 6-layer wiring board can also be manufactured by repeating the lamination | stacking process as needed. FIG. 5 shows a form in which the outermost layer of the six-layer wiring board is covered with the solder resist 27.

【0038】上記工法により製造した多層配線基板の接
続信頼性を評価するために冷熱衝撃信頼性試験(−65℃
×30min〜125℃×30min)を行った。評価用の多層配線基
板はチェーン回路であり、主な構成を以下に示す。
In order to evaluate the connection reliability of the multilayer wiring board manufactured by the above method, a thermal shock reliability test (−65 ° C.
× 30 min to 125 ° C. × 30 min). The multilayer wiring board for evaluation is a chain circuit, and its main configuration is shown below.

【0039】配線層数 4層および6層 配線層厚 9μm 絶縁層厚(接着剤層含む) 30μm ライン幅 50μm ビア/ランド 50μm/100μm 1層当たりのビア数 1000ビア ビア接続形態 階段状およびスタック状Number of wiring layers 4 and 6 layers Wiring layer thickness 9μm Insulation layer thickness (including adhesive layer) 30μm Line width 50μm Via / land 50μm / 100μm Number of vias per layer 1000 vias Via connection form Stepped and stacked

【0040】冷熱衝撃信頼性試験結果を表1に示す。ま
た比較のために接着剤層をポリイミド加工時と同じエネ
ルギー密度(3J/cm2)で加工したリファレンス基板を用
いた。接着剤加工を考慮しない場合であった結果と比較
するためである。
The results of the thermal shock reliability test are shown in Table 1. For comparison, a reference substrate was used in which the adhesive layer was processed at the same energy density (3 J / cm 2 ) as in polyimide processing. This is for comparison with the result obtained when the adhesive processing is not taken into consideration.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】4層および6層ともにリファレンス基板で
は200サイクルまでで断線しているにもかかわらず、本
発明の製造方法を用いた多層配線基板では規定の1000サ
イクルまで良好な結果を得た。信頼性評価後リファレン
ス基板および本発明における多層配線基板を故障・破壊
解析したところ、ビアホール部に大きな違いを見いだす
ことができた。リファレンス基板ではランド銅とビアホ
ール底部での界面にクラックが発生していたが、信頼性
試験を合格した本発明における多層配線基板ではランド
/ビアホール底部間にクラックは認められなかった。こ
れは、銅およびポリイミドの熱膨張係数が15〜20ppm程
度であるのに対し、エラストマー/エポキシ系の接着剤
ではそれが120℃付近で100ppmにもなった。すなわち−6
5℃〜125℃間の温度差における各材料の熱膨張差により
ランド/ビアホール底部間の界面剥離が生じ、リファレ
ンス基板では故障したものと考えられる。本発明の多層
配線基板は接着剤層の加工を最適化し加工残りがない状
態でビアホールを形成したためにこのような故障を回避
することができた。すなわちビアホールの接続信頼性は
高いと言える。
Although both the 4th layer and the 6th layer were disconnected in the reference substrate up to 200 cycles, the multilayer wiring substrate using the manufacturing method of the present invention obtained good results up to the specified 1000 cycles. After the reliability evaluation, the reference board and the multilayer wiring board according to the present invention were subjected to failure / destruction analysis. As a result, a great difference was found in the via hole portion. In the reference substrate, cracks occurred at the interface between the land copper and the bottom of the via hole. However, in the multilayer wiring board of the present invention that passed the reliability test, no crack was observed between the land / via hole bottom. This is because the thermal expansion coefficient of copper and polyimide is about 15 to 20 ppm, whereas that of an elastomer / epoxy adhesive is 100 ppm at around 120 ° C. That is -6
Interfacial delamination between the land / via hole bottoms is caused by the difference in thermal expansion of each material at a temperature difference between 5 ° C. and 125 ° C., and it is considered that the reference substrate failed. Since the multilayer wiring board of the present invention optimized the processing of the adhesive layer and formed the via hole in a state where there was no processing residue, such a failure could be avoided. In other words, it can be said that the via hole connection reliability is high.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のビアホール用孔部の製造方法に
よれば、配線層と絶縁層が交互に積層されてなる多層配
線基板において、配線層及び絶縁層のそれぞれでレーザ
ー光のエネルギー密度を最適化することでビアホールの
接続信頼性の高い形状を得ることができる。
According to the method for manufacturing a hole for a via hole of the present invention, the energy density of the laser beam is reduced in each of the wiring layer and the insulating layer in the multilayer wiring board in which the wiring layer and the insulating layer are alternately laminated. By optimizing, a shape with high connection reliability of the via hole can be obtained.

【0044】[0044]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】フレキシブル型の多層配線基板における穴止め
(ブラインドビア)加工断面図を示すものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a hole stop (blind via) processing in a flexible multilayer wiring board.

【図2】リジット型の多層配線基板における穴止め(ブ
ラインドビア)加工断面図を示すものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view of hole stop (blind via) processing in a rigid type multilayer wiring board.

【図3】エネルギー帯を有したレーザー光によりブライ
ンドビアホール形成する場合の概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram when a blind via hole is formed by a laser beam having an energy band.

【図4】ビアボール用孔部の底部を加工する場合の加工
例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a processing example when processing the bottom of the via-ball hole.

【図5】接着剤層を用いて多層化した6層配線層基板を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a six-layer wiring layer substrate that is multi-layered using an adhesive layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 両面銅箔テープ基板における絶縁層 2 第1の絶縁層 3 第2の絶縁層 4 ランド 5 配線層 6 ビアホール用孔部 7 コア基材 8 スルーホール 9 レーザー光の均一エネルギー帯 10 ビアホール開口径 11 接着剤層加工残り 12 ビアホール底部径 13 バースト加工法によるレーザー光径 14 トレパニング加工法による単一スポット光径 15 トレパニング加工法による軌跡 16 第1の配線層 17 第2の配線層 18 第3の配線層 19 第4の配線層 20 第5の配線層 21 第6の配線層 22 第1のビアホール 23 第2のビアホール 24 第3のビアホール 25 第4のビアホール 26 第5のビアホール 27 ソルダーレジスト 1 Insulating layer on double-sided copper foil tape substrate 2 First insulating layer 3 Second insulation layer 4 Land 5 Wiring layer 6 Holes for via holes 7 Core substrate 8 Through hole 9 Uniform energy band of laser light 10 Via hole opening diameter 11 Remaining adhesive layer processing 12 Bottom diameter of via hole 13 Laser beam diameter by burst processing 14 Single spot light diameter by trepanning method 15 Trajectory by trepanning method 16 First wiring layer 17 Second wiring layer 18 Third wiring layer 19 Fourth wiring layer 20 Fifth wiring layer 21 Sixth wiring layer 22 First via hole 23 Second via hole 24 3rd via hole 25 4th via hole 26 Fifth Beer Hall 27 Solder resist

フロントページの続き Fターム(参考) 4E068 AF00 CA01 CA02 CA04 DA11 DB14 5E346 AA02 AA12 AA15 AA32 AA43 CC04 CC08 CC09 CC10 CC32 DD12 DD32 EE06 EE07 EE42 EE43 FF07 FF15 FF18 FF22 GG06 GG15 GG17 GG22 GG28 HH07 HH11 HH22 HH25 HH26Continued front page    F-term (reference) 4E068 AF00 CA01 CA02 CA04 DA11                       DB14                 5E346 AA02 AA12 AA15 AA32 AA43                       CC04 CC08 CC09 CC10 CC32                       DD12 DD32 EE06 EE07 EE42                       EE43 FF07 FF15 FF18 FF22                       GG06 GG15 GG17 GG22 GG28                       HH07 HH11 HH22 HH25 HH26

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導体膜よりなる配線層と樹脂絶縁膜よりな
る絶縁層とを積層した後、配線層及び絶縁層にビアホー
ル用孔部の加工を行なう多層配線基板の製造方法におい
て、前記ビアホール用孔部の加工は、配線層と絶縁層と
でレーザー光エネルギー密度を異ならせた紫外線レーザ
ードリルを用いた加工であることを特徴とする多層配線
基板の製造方法。
1. A method for manufacturing a multilayer wiring board, comprising: laminating a wiring layer made of a conductor film and an insulating layer made of a resin insulating film; and processing a hole for the via hole in the wiring layer and the insulating layer. The method of manufacturing a multilayer wiring board, wherein the processing of the hole is processing using an ultraviolet laser drill in which the laser beam energy density is different between the wiring layer and the insulating layer.
【請求項2】前記絶縁層を加工する紫外線レーザードリ
ルは、±10%以内の均一なエネルギー密度分布を有する
ことを特徴とする請求項1記載の多層配線基板の製造方
法。
2. The method of manufacturing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein the ultraviolet laser drill for processing the insulating layer has a uniform energy density distribution within ± 10%.
【請求項3】前記紫外線レーザードリルを用いた加工
が、パンチング加工もしくは螺旋軌跡であるトレパンニ
ング加工のどちらか一方、あるいはその両方の加工方法
を組み合わせたドリル加工であることを特徴とする請求
項1または2記載の多層配線基板の製造方法。
3. The processing using the ultraviolet laser drill is drill processing combining punching processing or trepanning processing which is a spiral locus, or a combination of both processing methods. A method for producing a multilayer wiring board according to 1 or 2.
【請求項4】前記紫外線レーザードリルを用いた加工
が、各層のドリル加工を同座標において行うバースト加
工もしくは全ビアホール用孔部の座標を配線層及び絶縁
層ごとに行うサイクル加工のどちらか少なくとも一方を
用いることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の
多層配線基板の製造方法。
4. The processing using the ultraviolet laser drill is at least one of burst processing in which drilling of each layer is performed at the same coordinate and cycle processing in which the coordinates of all via hole holes are performed for each wiring layer and insulating layer. The method for producing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein:
【請求項5】前記紫外線レーザードリルを用いた加工す
る際のビアホール用孔部の径がφ50μm以下であり、か
つ孔底部径と孔開口部径の比が0.6以上の止まり穴(ブ
ラインドビア)であることを特徴とする請求項1〜4の
何れかに記載の多層配線基板の製造方法。
5. A blind hole (blind via) in which the diameter of a hole for a via hole when processing using the ultraviolet laser drill is 50 μm or less and the ratio of the hole bottom diameter to the hole opening diameter is 0.6 or more. The method for producing a multilayer wiring board according to claim 1, wherein:
【請求項6】絶縁層が、第1の絶縁層、第2の絶縁層か
らなり、かつ、第2の絶縁層は接着機能を有し、配線層
を積層することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記
載の多層配線基板の製造方法。
6. The insulating layer comprises a first insulating layer and a second insulating layer, the second insulating layer has an adhesive function, and a wiring layer is laminated thereon. The manufacturing method of the multilayer wiring board in any one of -5.
【請求項7】請求項1〜6に記載の方法により加工され
たビアホール用孔部に導電性材料を充填し、上下の配線
層の導通がとられていることを特徴とする多層配線基
板。
7. A multilayer wiring board characterized in that a conductive material is filled in the via hole hole processed by the method according to claim 1, and the upper and lower wiring layers are electrically connected.
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