JP2005072324A - Method for forming through hole by uv laser - Google Patents
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Description
本発明は、プリント配線板を製造する際、その基板となる銅張板に、ＵＶレーザーを直接照射して、小径の貫通孔を形成する方法に関するものである。本発明によって形成される貫通孔は、小型プリント配線板の小径スルーホールとして使用され、この小径スルーホールを有するプリント配線板は、半導体プラスチックパッケージ、マザーボードなどの分野に好適に使用される。 The present invention relates to a method of forming a small-diameter through hole by directly irradiating a copper-clad plate serving as a substrate with a UV laser when manufacturing a printed wiring board. The through hole formed by the present invention is used as a small-diameter through hole of a small printed wiring board, and the printed wiring board having this small-diameter through hole is suitably used in the fields of semiconductor plastic packages, motherboards and the like.
従来、半導体プラスチックパッケージなどに用いられる高密度のプリント配線板は、スルーホール用の貫通孔の加工を、金属ドリル使用して行っていた。近年、プリント配線板の高密度化の要求に伴い、スルーホールの径はますます小径化が進み、150μm以下の孔径が使用されるケースが増加している。このような小径の孔加工に金属ドリルを使用すると、ドリル径が細いため、孔あけ時にドリルが曲がる、折れが多い、加工速度が遅くなるなどの欠点があり、作業性、生産性、信頼性などに問題があった。これらの問題点を改善するため、金属ドリルに替えて炭酸ガスレーザーの使用が検討されている（例えば特許文献１参照）が、より小径の貫通孔をあける場合には、炭酸ガスレーザーのビーム径が小さくならない問題があることもあり、80μm以下ではＵＶレーザーの使用が提案されている。（例えば特許文献２参照） 金属ドリルの替わりにレーザーを使用して、貫通孔加工を行う際、エントリー用の素材として金属化合物紛、カーボン紛からなるエントリーシートを使用する貫通孔の形成方法が提案されている（例えば特許文献３参照）が、薄い銅張板の場合は反りが発生し易く、作業性が低下するとともに、孔形状が均質にならない問題があった。バックアップの素材としては、空気層を使用すると、加工の際に発生する加工塵が、孔下の銅箔付近に付着し加工に支障をきたすこと、裏面の銅箔の孔形状が円形になりにくいこと、レーザーマシンのＸＹテーブルの金属板に損傷を与え使用寿命が短くなることなどの欠点があった。また、バックアップシートとして金属箔を使用すると、銅張板と金属箔との密着が不完全なため、レーザー光の熱発散が場所により異なり、孔形状が均質にならない欠点があった。 Conventionally, high-density printed wiring boards used for semiconductor plastic packages and the like have been processed through holes for through holes using metal drills. In recent years, with the demand for higher density of printed wiring boards, the diameter of through-holes has been further reduced, and the number of cases in which a hole diameter of 150 μm or less is used is increasing. When a metal drill is used for drilling such a small diameter, the drill diameter is thin, so there are drawbacks such as bending of the drill when drilling, many breaks, and slowing down the processing speed, workability, productivity and reliability There was a problem. In order to improve these problems, the use of a carbon dioxide gas laser is being considered in place of a metal drill (see, for example, Patent Document 1). However, the use of a UV laser has been proposed at 80 μm or less. (For example, refer to Patent Document 2) When a through hole is processed using a laser instead of a metal drill, a method of forming a through hole using an entry sheet made of a metal compound powder or carbon powder as a material for entry is proposed. However, in the case of a thin copper-clad plate, there is a problem that warpage is likely to occur, workability is lowered, and the hole shape is not uniform. When using an air layer as a backup material, processing dust generated during processing adheres to the vicinity of the copper foil under the hole and hinders processing, and the hole shape of the copper foil on the back surface does not easily become circular. In addition, the metal plate of the XY table of the laser machine is damaged and the service life is shortened. In addition, when a metal foil is used as a backup sheet, there is a defect that the heat radiation of the laser light varies depending on the location and the hole shape is not uniform because the copper clad plate and the metal foil are not sufficiently adhered.
本発明は、プリント配線板を製造する際、その基板となる銅張板に、ＵＶレーザーを使用する、主として小径の貫通孔の形成方法において、良好な孔形状を得ることができる、ＵＶレーザーによる貫通孔の形成方法に関するものである。 According to the present invention, when a printed wiring board is manufactured, a UV laser is used for a copper-clad board serving as a substrate, and in the method of forming a small-diameter through hole, a favorable hole shape can be obtained. The present invention relates to a method for forming a through hole.
本発明は、フィルムに樹脂層を形成させた樹脂シートをエントリーシートに、金属箔に樹脂層を形成させた金属箔複合シートをバックアップシートに使用する、ＵＶレーザーによる貫通孔の形成方法である。本発明の方法によれば、薄い銅張板に上記シートを各々貼り付けた場合でも、反りが起こりにくく、作業性が向上するとともに、UVレーザーの貫通孔あけ加工で得られる孔形状が、良好になることから、信頼性に優れたスルーホールを製造することができる。 The present invention is a method for forming a through hole by a UV laser, using a resin sheet having a resin layer formed on a film as an entry sheet and a metal foil composite sheet having a resin layer formed on a metal foil as a backup sheet. According to the method of the present invention, even when each of the above sheets is attached to a thin copper-clad plate, warpage is unlikely to occur, workability is improved, and the hole shape obtained by UV laser through drilling is good. Therefore, a through hole having excellent reliability can be manufactured.
本発明のUVレーザーによる貫通孔の形成方法は、フィルムに樹脂層が形成されている樹脂シートと、金属箔に樹脂層が形成されている金属箔複合樹脂シートを、銅張板の両面に配置し、銅張板の貫通孔あけ加工に使用することで、作業性が向上するとともに、得られる孔形状の品質の向上が図られるため、信頼性に優れたスルーホールを製造することが可能となり、工業的な実用性は極めて高いものである。 The through-hole forming method using the UV laser according to the present invention includes a resin sheet in which a resin layer is formed on a film and a metal foil composite resin sheet in which a resin layer is formed on a metal foil on both sides of a copper clad plate. However, by using it for through-hole drilling of copper-clad plates, workability is improved and the quality of the hole shape obtained is improved, making it possible to manufacture highly reliable through holes. Industrial practicality is extremely high.
本発明は、UVレーザーを使用する、少なくとも２層以上の銅の層を有する銅張板の貫通孔あけ加工において、フィルムの少なくとも片面に樹脂層を形成させた樹脂シートを銅張板の表面に配置し、金属箔の少なくとも片面に樹脂層を形成させた金属箔複合樹脂シートを銅張板の裏面に配置し、樹脂シート側からレーザーを照射する貫通孔形成方法であり、目的とする孔径の孔を、銅層及び絶縁層に形成し、これを繰り返して貫通孔とすることで、孔形状の良好な貫通孔が得られるものである。 In the present invention, in the through-drilling process of a copper-clad plate having at least two copper layers using a UV laser, a resin sheet having a resin layer formed on at least one side of the film is formed on the surface of the copper-clad plate. A metal foil composite resin sheet in which a resin layer is formed on at least one side of the metal foil is disposed on the back surface of the copper-clad plate, and is a through-hole forming method in which a laser is irradiated from the resin sheet side. By forming a hole in the copper layer and the insulating layer and repeating this to form a through hole, a through hole having a good hole shape can be obtained.
本発明で使用される樹脂シートは、フィルムに樹脂層が形成された構造のものであれば、特に限定されるものではない。樹脂シートに使用するフィルムは、一般に公知のものが使用され、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、これらの混合品、多層フィルムなどの公知のフィルム類が使用され得る。巻き取りの点からは、フィルム類が好適に使用される。 The resin sheet used in the present invention is not particularly limited as long as it has a structure in which a resin layer is formed on a film. As the film used for the resin sheet, generally known films are used. For example, known films such as a polyethylene terephthalate film, a polypropylene film, a polyethylene film, a mixture thereof, and a multilayer film can be used. From the viewpoint of winding, films are preferably used.
本発明で使用される金属箔複合樹脂シートは、金属箔に樹脂層が形成された構造のものであれば、特に限定されるものではない。金属箔複合樹脂シートに使用する金属箔は、シート状に加工できる公知の金属からなる金属箔であれば、特に限定されるものではなく、具体的には、アルミニウム、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、及びこれらの合金類などが挙げられる。金属箔の厚さは、一般には5μm〜1mmの厚さのものが使用され、特に50〜500μmの厚さのものが好適に使用される。金属箔の表面状態は、特に限定されないが、プライマー処理や、薬液で表面に凹凸を付けたものなどが好適に使用される。 The metal foil composite resin sheet used in the present invention is not particularly limited as long as it has a structure in which a resin layer is formed on the metal foil. The metal foil used for the metal foil composite resin sheet is not particularly limited as long as it is a metal foil made of a known metal that can be processed into a sheet shape. Specifically, aluminum, stainless steel, iron, copper, nickel , And alloys thereof. The thickness of the metal foil is generally 5 μm to 1 mm, and particularly preferably 50 to 500 μm. The surface state of the metal foil is not particularly limited, but a primer treatment or a surface with an uneven surface with a chemical solution is preferably used.
本発明に使用される樹脂シートと金属箔複合樹脂シートの樹脂層とは、シート状の形成が可能な公知の高分子物質を主成分とした樹脂組成物から構成される樹脂層であれば、特に限定されるものではない。これらの高分子物質としては、例えば、熱硬化性樹脂組成物、熱可塑性樹脂組成物、水溶性樹脂組成物、及びこれらの混合物などが挙げられ、公知の各種添加剤や有機、無機粉体などを併用することも可能である。好適には、貫通孔あけ加工後に、シートと銅張板を剥離する際、銅張板に付着した樹脂層の樹脂の除去のし易さから、水溶性樹脂組成物の使用が好ましい。シートの樹脂層を構成する樹脂組成物と金属箔複合樹脂シートの樹脂層を構成する樹脂組成物の種類は、同じものでも、異なるものでも使用可能である。シートの厚さは特に制限はないが、一般には5μm〜1mmの厚さのものが使用され、特に25〜200μmの厚さのものが好適に使用される。 If the resin sheet used in the present invention and the resin layer of the metal foil composite resin sheet is a resin layer composed of a resin composition mainly composed of a known polymer substance capable of forming a sheet, It is not particularly limited. Examples of these polymer substances include thermosetting resin compositions, thermoplastic resin compositions, water-soluble resin compositions, and mixtures thereof. Various known additives, organic and inorganic powders, etc. It is also possible to use together. Preferably, when the sheet and the copper-clad plate are peeled after the through-drilling process, it is preferable to use a water-soluble resin composition because it is easy to remove the resin from the resin layer attached to the copper-clad plate. The resin composition constituting the resin layer of the sheet and the resin composition constituting the resin layer of the metal foil composite resin sheet may be the same or different. The thickness of the sheet is not particularly limited, but generally a thickness of 5 μm to 1 mm is used, and a thickness of 25 to 200 μm is particularly preferably used.
本発明で好適に使用される水溶性樹脂としては、常温、常圧において、水100gに対し、1g以上溶解する高分子物質であれば、特に限定されるものでないが、金属箔の表面に塗布、乾燥する場合、或いはシート状とする場合に、剥離欠落しにくいものを選択する。水溶性樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテルポリオール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラメチレングリコール、澱粉など、公知のものが使用可能であり、１種もしくは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。樹脂層の厚さは、一般には5μm〜500μmの厚さのものが使用され、特に10〜200μmの厚さのものが好適に使用される。 The water-soluble resin suitably used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer substance that dissolves 1 g or more in 100 g of water at room temperature and normal pressure, but it is applied to the surface of the metal foil. In the case of drying or forming a sheet, a material that is difficult to be peeled off is selected. Specific examples of water-soluble resins include polyvinyl alcohol, polyester, polyether polyol, polyethylene oxide, polypropylene oxide, sodium polyacrylate, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, polytetramethylene glycol, starch and the like. It can be used, and it is also possible to use 1 type or 2 types or more mixed appropriately. The resin layer generally has a thickness of 5 μm to 500 μm, and particularly preferably has a thickness of 10 to 200 μm.
本発明で使用される樹脂シートと金属箔複合樹脂シートの樹脂層の樹脂組成物には、室温での銅張板とのラミネート接着の点から、粘着剤の使用が好適である。この粘着剤としては、室温で粘着性を示す公知の物質であれば、特に限定されるものではない。粘着剤の具体例としては、ゴム、架橋型アクリル、非架橋型アクリル、水溶性アクリル、ポリウレタン、酢酸ビニル共重合体、カルボキシセルロース、ポリビニルアルコール、ポリグリコール、ポリオレフィン、シリコンなどが挙げられ、１種もしくは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。特に前記の理由から、水溶性の粘着剤、例えば水溶性アクリル、カルボキシセルロース、ポリビニルアルコール、ポリグリコールなどや水溶性樹脂と併用することで粘着効果を付与する物質の使用が好適である。これらの物質としては、例えば、グリセリン、ポリグリセリン、グリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、１種もしくは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。 For the resin composition of the resin layer and the resin layer of the metal foil composite resin sheet used in the present invention, it is preferable to use a pressure-sensitive adhesive from the viewpoint of laminating and bonding with a copper-clad plate at room temperature. The pressure-sensitive adhesive is not particularly limited as long as it is a known substance exhibiting adhesiveness at room temperature. Specific examples of the pressure-sensitive adhesive include rubber, cross-linked acrylic, non-cross-linked acrylic, water-soluble acrylic, polyurethane, vinyl acetate copolymer, carboxycellulose, polyvinyl alcohol, polyglycol, polyolefin, silicon and the like. Alternatively, two or more kinds can be appropriately mixed and used. In particular, for the reasons described above, it is preferable to use a water-soluble pressure-sensitive adhesive such as water-soluble acrylic, carboxycellulose, polyvinyl alcohol, polyglycol or the like, or a substance that imparts a pressure-sensitive adhesive effect when used in combination with a water-soluble resin. Examples of these substances include glycerin, polyglycerin, glycerin fatty acid ester, polyethylene glycol and the like, and one kind or two or more kinds can be appropriately mixed and used.
本発明で使用される樹脂シートと金属箔複合樹脂シートの好適な態様である粘着剤の使用方法は、粘着剤そのものを上記樹脂組成物として使用するか、または粘着剤を樹脂組成物に併用する方法がある。これら粘着剤単独または併用樹脂組成物は、金属箔及び/又はフィルムに形成させる樹脂層の全てでも、表層のみでも、使用可能である。具体的には、金属箔及び/又はフィルムの樹脂層が、全て粘着剤層または粘着剤併用樹脂組成物層であるもの、先ず金属箔、及び/又はフィルムに粘着剤を併用していない樹脂組成物層を形成させた後、その表層に粘着剤層または粘着剤併用樹脂組成物層を形成させたものなど、いずれも使用可能である。粘着剤を樹脂組成物に併用する場合、粘着剤の配合量は、特に限定されないが、銅張板とのラミネート接着が室温で可能であり、且つ貫通孔あけ加工後に、銅張板との剥離が、手で可能である程度の粘着性を示すように配合する。金属箔及び/又はフィルムに樹脂組成物層を形成し、更にその表層に粘着剤層または粘着剤併用樹脂組成物層を形成する場合、最初に金属箔及び/又はフィルムに形成させる樹脂層の厚さは特に限定されないが、好適には5〜200μmであり、この上に形成する粘着剤層または粘着剤併用樹脂組成物層の厚さは特に限定されないが、1 〜50μmが好適に使用される。 The method of using the pressure-sensitive adhesive which is a preferred embodiment of the resin sheet and the metal foil composite resin sheet used in the present invention uses the pressure-sensitive adhesive itself as the resin composition, or uses the pressure-sensitive adhesive in combination with the resin composition. There is a way. These pressure-sensitive adhesives alone or in combination can be used for all of the resin layers formed on the metal foil and / or film, or only for the surface layer. Specifically, the resin layer of the metal foil and / or the film is all the pressure-sensitive adhesive layer or the pressure-sensitive adhesive combined resin composition layer, first, the resin composition in which the metal foil and / or the film does not use the pressure-sensitive adhesive in combination. After forming the physical layer, any of those in which a pressure-sensitive adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive combined resin composition layer is formed on the surface layer can be used. When the pressure-sensitive adhesive is used in combination with the resin composition, the amount of the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, but lamination with the copper-clad plate is possible at room temperature, and peeling from the copper-clad plate after through-drilling processing However, it mix | blends so that a certain amount of adhesiveness is possible by hand. When a resin composition layer is formed on a metal foil and / or film and a pressure-sensitive adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive combined resin composition layer is further formed on the surface layer, the thickness of the resin layer first formed on the metal foil and / or film Although the thickness is not particularly limited, it is preferably 5 to 200 μm, and the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer or pressure-sensitive adhesive combined resin composition layer formed thereon is not particularly limited, but 1 to 50 μm is preferably used. .
上記フィルム及び/又は金属箔の片面、もしくは両面に、上記樹脂組成物で構成された樹脂層を形成させることにより、本発明で使用される樹脂シート及び/又は金属箔複合樹脂シートが得られる。フィルム及び/又は金属箔に樹脂層を形成させる方法としては、特に限定されないが、例えば樹脂組成物を水または有機溶剤などに溶解させて、フィルム及び/又は金属箔に塗布、乾燥して樹脂シート及び金属箔複合樹脂シートとする方法や、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどに所定の厚さの樹脂層を形成させた後、これをフィルム及び/又は金属箔と組み合わせ、ラミネートにより一体化して、樹脂シート及び/又は金属箔複合樹脂シートとする方法などが挙げられる。 The resin sheet and / or metal foil composite resin sheet used in the present invention can be obtained by forming a resin layer composed of the resin composition on one side or both sides of the film and / or metal foil. The method for forming the resin layer on the film and / or metal foil is not particularly limited. For example, the resin composition is dissolved in water or an organic solvent, applied to the film and / or metal foil, and dried to obtain a resin sheet. And a method of forming a metal foil composite resin sheet, or after forming a resin layer having a predetermined thickness on a polyethylene terephthalate film or the like, combining this with a film and / or metal foil, and integrating them by lamination, Or the method etc. which are set as a metal foil composite resin sheet are mentioned.
本発明の好適な態様である樹脂シート及び／又は金属箔複合樹脂シートを銅張板に貼り付ける方法は、特に限定されないが、例えば、ラミネーターを使用し、樹脂シート及び／又は金属箔複合樹脂シートの樹脂層面を銅張板と対向するように配置し、室温で、ラミネート接着させることが好適である。このラミネート接着は、加熱下で行うことも可能であるが、銅張板が薄い場合、反りが大きくなる問題がある。 樹脂シート及び／又は金属箔複合樹脂シートを貼り付けた銅張板の反りが大きくなると、レーザーマシンに設置する作業性が低下するとともに、得られる貫通孔形状が悪化するため、室温で貼り付けることが好適である。使用するラミネーターのロールの線圧は一般に1〜30kg/cmであり、好ましくは2〜20kg/cmである。 The method for adhering the resin sheet and / or metal foil composite resin sheet to the copper clad plate, which is a preferred embodiment of the present invention, is not particularly limited. For example, a resin sheet and / or metal foil composite resin sheet using a laminator is used. It is preferable that the resin layer surface is disposed so as to face the copper-clad plate and laminated at room temperature. This laminate bonding can be performed under heating, but there is a problem that warpage becomes large when the copper-clad plate is thin. If the warpage of the copper-clad plate to which the resin sheet and / or metal foil composite resin sheet is attached increases, the workability to be installed in the laser machine is deteriorated and the shape of the obtained through hole is deteriorated. Is preferred. The linear pressure of the laminator roll used is generally 1-30 kg / cm, preferably 2-20 kg / cm.
本発明で使用される銅張板としては、少なくとも２層以上の銅の層を有する銅張板であり、その絶縁層には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、或いはこれらが２種以上配合された銅張板が使用可能であるが、一般的に熱硬化性樹脂銅張板が使用される。熱硬化性樹脂銅張板としては、無機、有機基材の銅張積層板、その多層銅張板、表層に樹脂付き銅箔シートを使用した多層板など、公知の構成の多層銅張板が使用可能である。 The copper-clad plate used in the present invention is a copper-clad plate having at least two copper layers, and the insulating layer contains a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a combination of two or more of these. However, a thermosetting resin copper-clad plate is generally used. As the thermosetting resin copper-clad plate, a multilayer copper-clad plate having a known configuration, such as a copper-clad laminate of inorganic or organic base material, a multilayer copper-clad plate thereof, or a multilayer plate using a resin-coated copper foil sheet as the surface layer, etc. It can be used.
熱硬化性樹脂銅張板に使用される熱硬化性樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂が使用可能である。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などが挙げられ、1種もしくは2種類以上を適宜組み合わせて使用することも可能である。ＵＶレーザー照射による貫通孔あけ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より好適である。 As the thermosetting resin used for the thermosetting resin copper-clad plate, a known thermosetting resin can be used. Specific examples include epoxy resins, polyfunctional cyanate ester resins, polyfunctional maleimide-cyanate ester resins, polyfunctional maleimide resins, unsaturated group-containing polyphenylene ether resins, and the like. It is also possible to use them in appropriate combinations. From the point of the shape of the through hole in the through-hole drilling process by UV laser irradiation, a thermosetting resin having a glass transition temperature of 150 ° C. or higher is preferable, and points such as moisture resistance, migration resistance, and electrical characteristics after moisture absorption To polyfunctional cyanate ester resin compositions are more preferred.
銅張板の基材としては、公知の、有機、無機の織布、不織布が使用可能である。具体的には、無機の繊維としては、Ｅ、Ｓ、Ｄ、ＮＥガラス等の繊維など、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、及びこれらの混抄物などが挙げられる。また、ポリイミドフィルム、液晶ポリエステルフィルム、全芳香族ポリアミドフィルムなどものフィルム基材も使用可能である。 As the base material of the copper-clad plate, known organic and inorganic woven fabrics and non-woven fabrics can be used. Specifically, examples of inorganic fibers include fibers such as E, S, D, and NE glass, and examples of organic fibers include wholly aromatic polyamides, liquid crystal polyesters, and mixed products thereof. Moreover, film base materials, such as a polyimide film, a liquid crystal polyester film, and a wholly aromatic polyamide film, can also be used.
銅張板の製造方法は、特に限定されないが、例えば、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥させてＢステージとしたプリプレグを作成し、このプリプレグを所定枚数重ね、その外側に銅箔を配置して、加熱、加圧下に積層成形し、銅張板とする方法などが挙げられる。この銅箔には公知のものが使用可能であるが、電解銅箔が好適に使用され、銅箔の厚みは、好適には3〜12μmであり、銅箔表面は公知の合金処理が施されていても使用可能である。また、3〜5μmの薄銅箔は、このシャイニー処理面の外側に保護金属を配置し、少なくとも一部を接着させたものも使用可能であり、この場合、ＵＶレーザーを照射する前に保護金属層を除去するか、保護金属層付きのまま孔あけ加工を行うことも可能である。 The method for producing the copper-clad plate is not particularly limited. For example, a prepreg prepared by impregnating and drying a thermosetting resin composition on a base material to form a B stage, stacking a predetermined number of the prepregs, and forming copper prepreg on the outer side. For example, a method of placing a foil, laminating and forming under heat and pressure, and forming a copper-clad plate can be used. A known copper foil can be used, but an electrolytic copper foil is preferably used. The thickness of the copper foil is preferably 3 to 12 μm, and the copper foil surface is subjected to a known alloy treatment. Can be used. In addition, a thin copper foil of 3 to 5 μm can be used in which a protective metal is disposed on the outside of the shiny surface and at least a part thereof is adhered. In this case, the protective metal is used before the UV laser irradiation. It is also possible to remove the layer or perform drilling with the protective metal layer.
本発明で使用されるＵＶレーザーの種類としては、特に限定されないが、公知のものが使用可能であり、ＵＶレーザーの波長は、200〜400nmのものが好適に使用される。ＵＶレーザーの種類としては、例えば、エキシマレーザー、ＵＶ-ＹＡＧレーザー、ＵＶ-Ｖａｎａｄａｔｅレーザー、ＵＶ-ＹＡＧレーザーと炭酸ガスレーザーの併用などが挙げられるが、特にＵＶ-ＹＡＧレーザー、ＵＶ-Ｖａｎａｄａｔｅレーザーの使用が好適である。ＵＶレーザーで貫通させる孔形状については、特に限定されず、入り側の孔径が大きく、出側の孔径が小さいテーパー形状、表裏ほぼ同じ大きさの孔形状など、いずれも適用可能である。 Although it does not specifically limit as a kind of UV laser used by this invention, A well-known thing can be used and the thing of 200-400 nm is suitable for the wavelength of UV laser. Examples of the UV laser include an excimer laser, a UV-YAG laser, a UV-Vanadate laser, and a combined use of a UV-YAG laser and a carbon dioxide gas laser. Particularly, the use of a UV-YAG laser and a UV-Vanadate laser is used. Is preferred. The hole shape penetrating with the UV laser is not particularly limited, and any of a tapered shape having a large hole diameter on the input side and a small hole diameter on the outlet side, and a hole shape having substantially the same size on the front and back sides can be applied.
ＵＶレーザーを使用し、銅張板の貫通孔あけ加工する場合は、樹脂シートの樹脂層面を銅張板の表面と対向させて配置し、金属箔複合樹脂シート樹脂層面を銅張板の裏面と対向させて配置し、樹脂シート面を上に、金属箔複合樹脂シート面を下にしてレーザーマシンのＸＹテーブルに配置し、下面から吸引して密着させた後、樹脂シートの表面からＵＶレーザーを直接照射する。この際、レーザービームが金属箔複合シートを突き抜けるのを防ぐため、エネルギーやショツト数を調節して、貫通孔あけ加工を行う。 When using a UV laser to drill through holes in a copper-clad plate, place the resin layer surface of the resin sheet facing the surface of the copper-clad plate, and place the metal foil composite resin sheet resin layer surface on the back side of the copper-clad plate Place them on the XY table of the laser machine with the resin sheet surface facing up and the metal foil composite resin sheet facing down, and sucking them from the lower surface to make them in close contact. Irradiate directly. At this time, in order to prevent the laser beam from penetrating the metal foil composite sheet, through-hole drilling is performed by adjusting the energy and the number of shots.
ＵＶレーザーのみで孔あけした場合は、貫通孔部にはスミアは発生しないが、炭酸ガスレーザー併用の場合にはスミアが発生するため、例えば過マンガン酸カリ溶液、プラズマ処理など、公知のデスミア処理を実施し、公知のプリント板製造工程を経て、プリント配線板となる。 When drilling only with a UV laser, no smear occurs in the through-hole part, but when using a carbon dioxide laser, smear is generated. For example, a known desmear treatment such as potassium permanganate solution or plasma treatment is used. The printed wiring board is obtained through a known printed board manufacturing process.
以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説明する。『部』は重量部を表す。
実施例１
厚さ 100μmのＰＥＴフィルムとアルミニウム箔の片面に、それぞれ室温で粘着性を有するポリビニルアルコール（分子量：20000）20部を水100部に溶解した水溶液を塗布し、120℃、５分間 乾燥して、粘着剤樹脂層厚さ 50μmの樹脂シートＡと金属箔複合樹脂シートＢを作成した。これとは別に、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン400部、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン 50部を 150℃で4時間反応させ、モノマーとプレポリマーの混合物を得た。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後、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート1001、ジャパンエポキシレジン＜株＞製) 350部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(ESCN-220F、住友化学工業＜株＞製) 200部、オクチル酸亜鉛 0.2部を加え、溶解混合後、タルク(ミクロエースP-2、日本タルク＜株＞製) 1000部を加え、均一撹拌混合してワニスを得た。このワニスを、厚さ 50μmのガラス織布に含浸し、150℃で乾燥して、ゲル化時間(at170℃) 120秒、樹脂組成物含有量 56重量%のプリプレグＣと、及び厚さ 15μmのガラス織布に含浸し、150℃で乾燥して、ゲル化時間(同)148秒、樹脂組成物含有量 81重量%のプリプレグＤを作製した。上記プリプレグＣ １枚の上下に、厚さ 12μmの電解銅箔を配置し、200℃、20kgf/cm２、30mmHg以下の真空下で ２時間積層成形し、絶縁層厚み 60μmの両面銅張積層板Ｅを得た。また上記プリプレグＤを２枚配置し、その上下に予め内層処理を施した両面銅張積層板Ｅを配置し、その上下にプリプレグＤを配置し、更にその上下に厚さ 12μmの電解銅箔を置き、上記と同様なプレス条件で積層成形して、６層銅張積層板Ｆを作製し、この表層の銅箔を厚さ 4μmにエッチングして６層銅張積層板Ｇとした。次に、６層銅張積層板Ｇの表面に上記樹脂シートＡの樹脂層面を、裏面に金属箔複合樹脂シートＢの樹脂層面を対向させ、ラミネーターを使用し、室温で 5kgf/cmの線圧で、ラミネート貼着させ、樹脂シートＡと金属箔複合シートＢを６層銅張積層板Ｇに貼り付けた。この６層銅張積層板Ｇの樹脂シート上から、波長 355nmのＵＶ-ＹＡＧレーザーを直接照射して、入側孔径 60μm、出側孔径 50μmの貫通孔あけ加工を行った。孔あけ加工終了後、６層銅張積層板Ｇから樹脂シートと金属箔複合樹脂シートを手で剥離後、この６層銅張積層板Ｇ全体に無電解銅メッキ 0.5μm、電解銅メッキ 1μmを付着させた後、この上にパターンメッキレジストを厚さ 25μm付着させ、銅メッキにて貫通孔内を充填した。同時に回路用銅メッキの高さを 25〜28μm付着させ、この表面を機械的研磨にて銅メッキ高さ 22μmまで研磨して表面を平滑にした。その後、パターンメッキレジストを剥離除去してから薬液でフラッシュエッチングして回路形成を行った。この表面の導体にニッケルメッキ、金メッキを施し、プリント配線板を作製した。このプリント配線板の評価結果を表１に示す。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. “Part” represents part by weight.
Example 1
On one side of a 100 μm thick PET film and aluminum foil, an aqueous solution in which 20 parts of polyvinyl alcohol (molecular weight: 20000) having adhesiveness at room temperature was dissolved in 100 parts of water was applied and dried at 120 ° C. for 5 minutes. A resin sheet A and a metal foil composite resin sheet B having an adhesive resin layer thickness of 50 μm were prepared. Separately, 400 parts of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane and 50 parts of bis (4-maleimidophenyl) methane were reacted at 150 ° C. for 4 hours to obtain a mixture of a monomer and a prepolymer. After dissolving this in a mixed solvent of methyl ethyl ketone and dimethylformamide, 350 parts of bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 1001, Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), cresol novolac type epoxy resin (ESCN-220F, Sumitomo Chemical Co., Ltd.) ) 200 parts and 0.2 parts of zinc octylate were added, and after dissolution and mixing, 1000 parts of talc (Microace P-2, manufactured by Nihon Talc Co., Ltd.) was added and stirred uniformly to obtain a varnish. This varnish was impregnated into a glass woven fabric having a thickness of 50 μm, dried at 150 ° C., gelation time (at 170 ° C.) for 120 seconds, prepreg C having a resin composition content of 56% by weight, and a thickness of 15 μm. A glass woven fabric was impregnated and dried at 150 ° C. to prepare prepreg D having a gelation time (same as above) of 148 seconds and a resin composition content of 81% by weight. An electrolytic copper foil with a thickness of 12μm is placed on the top and bottom of one prepreg C and laminated for 2 hours under a vacuum of 200 ° C, 20kgf / cm 2 , 30mmHg or less, and a double-sided copper-clad laminate with an insulation layer thickness of 60μm E was obtained. Also, two prepregs D are arranged, a double-sided copper-clad laminate E that has been subjected to inner layer treatment in advance is arranged on the top and bottom, prepreg D is arranged on the top and bottom, and an electrolytic copper foil having a thickness of 12 μm is placed on the top and bottom. Then, a 6-layer copper clad laminate F was produced by laminating under the same press conditions as above, and the surface copper foil was etched to a thickness of 4 μm to obtain a 6-layer copper clad laminate G. Next, the resin layer surface of the resin sheet A is opposed to the surface of the 6-layer copper-clad laminate G, the resin layer surface of the metal foil composite resin sheet B is opposed to the back surface, and a linear pressure of 5 kgf / cm is used at room temperature using a laminator. Then, the laminate sheet was adhered, and the resin sheet A and the metal foil composite sheet B were adhered to the 6-layer copper-clad laminate G. From the resin sheet of the six-layer copper-clad laminate G, a UV-YAG laser with a wavelength of 355 nm was directly irradiated to perform through-hole drilling with an inlet-side hole diameter of 60 μm and an outlet-side hole diameter of 50 μm. After the drilling process is completed, the resin sheet and the metal foil composite resin sheet are manually peeled from the 6-layer copper clad laminate G, and then the electroless copper plating 0.5 μm and the electrolytic copper plating 1 μm are applied to the entire 6-layer copper clad laminate G. After the deposition, a pattern plating resist was deposited thereon with a thickness of 25 μm, and the inside of the through hole was filled with copper plating. At the same time, the height of the copper plating for circuits was adhered to 25 to 28 μm, and this surface was polished to a copper plating height of 22 μm by mechanical polishing to smooth the surface. Thereafter, the pattern plating resist was peeled and removed, and then flash etching was performed with a chemical solution to form a circuit. The surface conductor was plated with nickel and gold to produce a printed wiring board. The evaluation results of this printed wiring board are shown in Table 1.
実施例２
ポリビニルピロリドン（ピッツコールK９０、第一工業薬品＜株＞製）30部にグリセリン 70部、水を 50部加えて均一に攪拌混合した後、厚さ 200μmのポリプロピレンフィルムと厚さ400μmのステンレス箔の片面に、それぞれ塗布し、120℃、５分間乾燥して、粘着剤併用樹脂組成物層厚さ 70μmの樹脂シートＨと金属箔複合樹脂シートＩを作製した。これとは別に、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂(エピコート5045、ジャパンエポキシレジン＜株＞製) 800部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(ESCN220F) 200部、ジシアンジアミド 30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、さらにタルク(ミクロエースP-2)800部を加え、強制撹拌して均一分散し、ワニスを得た。このワニスを、厚さ 100μmのガラス織布に含浸、140℃で乾燥して、ゲル化時間150秒、樹脂組成物含有量 55重量%のプリプレグＪを作製した。このプリプレグＪを２枚配置し、その上下に厚さ 12μmの電解銅箔を配置し、180℃、20kgf/cm２、30mmHg以下の真空下で ２時間積層成形して、絶縁層厚み200μmの両面銅張積層板Ｋを作製した。
次に、両面銅張積層板Ｋの表面に上記樹脂シートＨの樹脂層面を、裏面に金属箔複合樹脂シートＩの樹脂層面を対向させ、ラミネーターを使用し、室温で 8kgf/cmの線圧でラミネート貼着させ、樹脂シートＨと金属箔複合樹脂シートＩを両面銅張積層板Ｋに貼り付けた。 この両面銅張積層板Ｋの樹脂シートＨの上から、波長 355nmのＵＶ-Ｖａｎａｄａｔｅレーザーを、直接照射して、入側孔径 40μm、出側孔径 36μmの貫通孔あけ加工を行った。孔あけ加工終了後、両面銅張積層板Ｋから樹脂シートと金属箔複合樹脂シートを手で剥離後、実施例１と同様にして、回路形成を行い、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
Example 2
After adding 70 parts of glycerin and 50 parts of water to 30 parts of polyvinylpyrrolidone (Pitscol K90, manufactured by Daiichi Kogyo Chemical Co., Ltd.) and stirring and mixing uniformly, a polypropylene film with a thickness of 200 μm and a stainless steel foil with a thickness of 400 μm Each surface was coated and dried at 120 ° C. for 5 minutes to prepare a resin sheet H and a metal foil composite resin sheet I having a pressure-sensitive adhesive combined resin composition layer thickness of 70 μm. Separately, brominated bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 5045, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.) 800 parts, cresol novolac type epoxy resin (ESCN220F) 200 parts, dicyandiamide 30 parts, 2-ethyl-4-methylimidazole 1 part was dissolved in a mixed solvent of methyl ethyl ketone and dimethylformamide, 800 parts of talc (Microace P-2) was further added, and the mixture was forcibly stirred to uniformly disperse to obtain a varnish. This varnish was impregnated into a 100 μm thick glass woven fabric and dried at 140 ° C. to prepare a prepreg J having a gelation time of 150 seconds and a resin composition content of 55% by weight. Two prepregs J are placed, and 12μm thick electrolytic copper foil is placed on the top and bottom of the prepreg J. The two layers are laminated for 2 hours under a vacuum of 180 ° C, 20kgf / cm 2 , 30mmHg, and the insulation layer thickness is 200μm. A copper clad laminate K was produced.
Next, the resin layer surface of the resin sheet H is opposed to the surface of the double-sided copper-clad laminate K, the resin layer surface of the metal foil composite resin sheet I is opposed to the back surface, and a laminator is used at a linear pressure of 8 kgf / cm at room temperature. Lamination was applied, and the resin sheet H and the metal foil composite resin sheet I were attached to the double-sided copper-clad laminate K. On the resin sheet H of the double-sided copper-clad laminate K, a UV-Vanadate laser with a wavelength of 355 nm was directly irradiated to perform through-hole drilling with an inlet-side hole diameter of 40 μm and an outlet-side hole diameter of 36 μm. After completion of the drilling process, the resin sheet and the metal foil composite resin sheet were manually peeled from the double-sided copper-clad laminate K, and then a circuit was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例３
実施例１、２で得られた樹脂シートＡと金属箔複合樹脂シートＩを両面銅張積層板Ｋに貼り付け、この両面銅張積層板Ｋの樹脂シートＡの上から、波長 355nmのＵＶ-Ｖａｎａｄａｔｅレーザーを、直接照射して、入側孔径 40μm、出側孔径 36μmの貫通孔あけ加工を行った。孔あけ加工終了後、両面銅張積層板Ｋから樹脂シートと金属箔複合樹脂シートを手で剥離後、実施例１と同様にして、回路形成を行い、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
Example 3
The resin sheet A and the metal foil composite resin sheet I obtained in Examples 1 and 2 were attached to a double-sided copper-clad laminate K, and UV- with a wavelength of 355 nm was applied from above the resin sheet A of the double-sided copper-clad laminate K. By directly irradiating with a Vanadate laser, through-hole drilling with an inlet-side hole diameter of 40 μm and an outlet-side hole diameter of 36 μm was performed. After completion of the drilling process, the resin sheet and the metal foil composite resin sheet were manually peeled from the double-sided copper-clad laminate K, and then a circuit was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例１
実施例１において、樹脂シートＡ、金属箔複合樹脂シートＢを使用せずに、厚さ2mmのスペーサーをＸＹテーブルの４隅に配置した上に６層銅張積層板Ｇを設置し、６層銅張積層板Ｆの下面を空気層とした状態で、実施例１と同様にして貫通孔あけ加工を行ったところ、上下孔の周囲に、加工塵の付着が確認された。実施例１と同様にして、回路形成を行い、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, without using the resin sheet A and the metal foil composite resin sheet B, a 6-layer copper-clad laminate G is installed on the four corners of the XY table on which spacers having a thickness of 2 mm are disposed. When through-hole drilling was performed in the same manner as in Example 1 with the lower surface of the copper clad laminate F being an air layer, adhesion of machining dust was confirmed around the upper and lower holes. Circuit formation was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例２
実施例２において、樹脂シートＨ、金属箔複合樹脂シートＩを使用せず、替わりに、厚さ 100μmのアルミニウム箔を、両面積層板Ｋの裏面側に配置し、ラミネーターの代わりに、粘着テープで周囲を留める以外は、実施例２と同様にして貫通孔あけ加工を行い、上孔の周囲に、加工塵の付着が確認された。回路形成を行い、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
Comparative Example 2
In Example 2, the resin sheet H and the metal foil composite resin sheet I are not used. Instead, an aluminum foil having a thickness of 100 μm is disposed on the back side of the double-sided laminate K, and an adhesive tape is used instead of the laminator. Except for retaining the periphery, through-hole drilling was performed in the same manner as in Example 2, and adhesion of processed dust was confirmed around the upper hole. Circuit formation was performed to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例３
実施例３において、金属箔複合樹脂シートＩを使用せず、樹脂シートＡのみを、両面銅張積層板Ｋの裏面に貼り付け、実施例３と同様にして貫通孔あけ加工を行ったところ、下孔の周囲に、加工塵の付着が確認された。これに回路形成を行い、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
Comparative Example 3
In Example 3, without using the metal foil composite resin sheet I, only the resin sheet A was attached to the back surface of the double-sided copper-clad laminate K, and through-hole drilling was performed in the same manner as in Example 3, Work dust was found around the pilot hole. A circuit was formed on this to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
表１
項 目 実 施 例 比 較 例
1 2 3 1 2 3
反り（mm） < 1 < 1 < 1 ― ― 10
貫通孔径(μm) 入側 60 40 41 65 44 45
出側 45 32 33 30 20 19
バラツキ 3.3 3.0 3.1 6.4 5.4 7.0
孔形状(個) 円形 100 100 100 78 91 82
非円形 0 0 0 22 9 18
熱衝撃試験 （％） 1.5 3.6 3.4 12.0 11.1 11.5
Table 1
Item Example Comparison example
1 2 3 1 2 3
Warpage (mm) <1 <1 <1 ― ― 10
Through hole diameter (μm) Entry side 60 40 41 65 44 45
Outlet 45 32 33 30 20 19
Variation 3.3 3.0 3.1 6.4 5.4 7.0
Hole shape (pieces) Circular 100 100 100 78 91 82
Non-circular 0 0 0 22 9 18
Thermal shock test (%) 1.5 3.6 3.4 12.0 11.1 11.5
＜測定方法＞
1)反り：サイズ250mm×250mm銅張板に、シートを貼り付けた状態で平面な金属板の上に置き端部の反りを測定した。（ｎ数：５）
2)貫通孔径：サイズ250mm×250mm銅張板に、900孔／ブロックで、１０ブロック貫通孔あけ加工を行った後、１００孔のレーザー入側、出側の直径をマイクロスコープで測定した平均値、及び出側のバラツキ（σ値）。
3)孔形状：サイズ250mm×250mm銅張板に、900孔／ブロックで、１０ブロック貫通孔あけ加工を行った後、出側１００孔の孔形状をマイクロスコープで測定し、一つの孔の最大、最小値の差が１０％以内を円形とし、それ以外を非円形としてカウントした個数。
4)熱衝撃試験：貫通孔あけ加工後の銅張板を使用し、各々900孔を表裏交互に連結したプリント配線板を作成し、各ブロック毎に切り出し、テストピースとした。このテストピースを使用し、1サイクル：260℃/ハンダ・浸せき/30秒 → 室温/空気/5分 で、200サイクル、熱衝撃試験を実施した後の導通抵抗値の変化率の最大値。（ｎ数：４）
<Measurement method>
1) Warpage: The warp of the end portion was measured on a flat metal plate with a sheet attached to a 250 mm × 250 mm copper-clad plate. (N number: 5)
2) Through-hole diameter: Average value of diameter measured on the laser entrance and exit sides of 100 holes with a microscope after drilling 10 blocks at 900 holes / block on a size 250mm x 250mm copper-clad plate , And output side variation (σ value).
3) Hole shape: After drilling 10 blocks at 900 holes / block on a size 250mm x 250mm copper-clad plate, measure the hole shape of 100 holes on the exit side with a microscope, The number of counts that the difference between the minimum values is 10% or less as a circle and the others are non-circular.
4) Thermal shock test: Using a copper-clad board after through-drilling processing, printed wiring boards were created in which 900 holes were connected alternately on the front and back sides, cut out for each block, and used as test pieces. Using this test piece, the maximum rate of change in conduction resistance value after one cycle: 260 ° C / solder / immersion / 30 seconds → room temperature / air / 5 minutes, 200 cycles, thermal shock test. (N number: 4)
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003301139A JP2005072324A (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Method for forming through hole by uv laser |
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|---|---|
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ID=34405847
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005072324A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7665208B2 (en) | 2006-07-04 | 2010-02-23 | Nitto Denko Corporation | Through hole forming method |
-
2003
- 2003-08-26 JP JP2003301139A patent/JP2005072324A/en active Pending
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