JP2016009810A - Wiring board manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂絶縁層などの基材に、複数の貫通孔が形成される配線基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board in which a plurality of through holes are formed in a base material such as a resin insulating layer.
コンピュータのマイクロプロセッサ等として使用される半導体集積回路素子(ICチップ)は、近年ますます高速化、高機能化しており、これに付随して端子数が増え、端子間ピッチも狭くなる傾向にある。また、ICチップの底面には、一般的に、多数の端子が密集してアレイ状に配置されている。よって、このICチップを検査するためには、専用の検査装置、例えば、電子部品検査用配線基板を備えた検査装置等が必要である。 In recent years, semiconductor integrated circuit elements (IC chips) used as computer microprocessors and the like have become increasingly faster and more functional, with an accompanying increase in the number of terminals and a tendency to narrow the pitch between terminals. . In general, a large number of terminals are densely arranged in an array on the bottom surface of the IC chip. Therefore, in order to inspect this IC chip, a dedicated inspection device, for example, an inspection device provided with a wiring board for electronic component inspection is required.
なお、電子部品検査用配線基板としては、例えば、複数のセラミック絶縁層及び複数の導体層を積層してなるセラミック基板部の上層側に、複数の樹脂絶縁層及び複数の配線層を積層してなる樹脂絶縁部を形成した配線基板が実用化されている。セラミック絶縁層や樹脂絶縁層などの基材には複数の貫通孔が形成され、各貫通孔内には貫通導体(ビア導体)が形成されている。なお、貫通孔は、例えば、基材に対してレーザーを照射することにより形成される(例えば、特許文献1参照)。 As an electronic component inspection wiring board, for example, a plurality of resin insulating layers and a plurality of wiring layers are laminated on the upper layer side of a ceramic substrate portion formed by laminating a plurality of ceramic insulating layers and a plurality of conductor layers. A wiring board on which a resin insulating portion is formed has been put into practical use. A plurality of through holes are formed in a base material such as a ceramic insulating layer or a resin insulating layer, and a through conductor (via conductor) is formed in each through hole. In addition, a through-hole is formed by irradiating a laser with respect to a base material (for example, refer patent document 1).
以下、上記の樹脂絶縁層(基材)に貫通孔を形成する方法を説明する。まず、樹脂材料からなる基材103を準備する(図12参照)。なお、基材103の表面102には、配線層となる金属層101が形成されている。次に、アクリル樹脂からなる下治具104の支持面105に裏面106を向けた状態で、支持面105上に基材103を載置するとともに、難燃性の繊維からなる紙107を、基材103と下治具104との間に介在させる(図12参照)。そして、基材103に対してレーザー(一般的には炭酸ガスレーザー)を照射することにより、基材103に複数の貫通孔108が形成される(図12参照)。
Hereinafter, a method for forming a through hole in the resin insulating layer (base material) will be described. First, a
ところで、近年、ICチップの小型化の流れを受けて、電子部品検査用配線基板側の貫通孔108の内径も小さくなる傾向にある。しかしながら、炭酸ガスレーザーの出力は強すぎるため、貫通孔108の内径が例えば60μm以下になると、基材103または金属層101がレーザーの加工熱の影響を受けて溶け出してしまう。その結果、形成される貫通孔108の内径にバラツキが生じてしまい、貫通孔108を正確に形成できなくなるため、不良品発生率が高くなって歩留まりが低下するという問題がある。
Incidentally, in recent years, in response to the trend toward miniaturization of IC chips, the inner diameter of the
なお、炭酸ガスレーザーを用いる代わりに、比較的低出力のUVレーザーを用いて貫通孔108を形成することも提案されている。しかし、貫通孔108の内径が50μm以下になると、たとえUVレーザーであったとしても、基材103または金属層101がレーザーの加工熱の影響を受けて溶け出してしまい、貫通孔108の内径にバラツキが生じる可能性がある。よって、この場合も、貫通孔108を正確に形成できないため、不良品発生率が高くなって歩留まりが低下するという問題がある。
In addition, it has also been proposed to form the through-
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、貫通孔の内径が小さい場合であっても、貫通孔を正確に形成可能とすることにより、歩留まりを向上させることができる配線基板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is to improve the yield by enabling the through-hole to be accurately formed even when the through-hole has a small inner diameter. The object is to provide a method of manufacturing a wiring board.
上記課題を解決するための手段(手段1)としては、第1面と前記第1面の反対側に位置する第2面とを有する板状に形成された基材に、前記基材を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が形成される配線基板の製造方法であって、前記基材を準備する基材準備工程と、金属材料からなる支持部材の支持面に前記第1面を向けた状態で、前記支持面上に前記基材を載置するとともに、光透過性を有する材料からなる保護層を前記基材と前記支持部材との間に介在させる基材載置工程と、前記基材において前記支持部材側とは反対側からレーザーを照射することにより、前記基材に前記複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを含み、前記基材載置工程に用いられる前記支持部材において、形成すべき前記複数の貫通孔と対応する位置に複数の孔部が設けられ、前記孔部の内径の大きさが、前記貫通孔の内径以上であって、隣接する前記貫通孔間のピッチ未満に設定されていることを特徴とする配線基板の製造方法がある。 As means (means 1) for solving the above-mentioned problems, the base material is thickened on a base material formed in a plate shape having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface. A method of manufacturing a wiring board in which a plurality of through holes penetrating in a vertical direction is formed, the base material preparing step for preparing the base material, and the first surface facing a support surface of a support member made of a metal material In this state, the base material is placed on the support surface, and a base material placement step of interposing a protective layer made of a light-transmitting material between the base material and the support member; The support used in the substrate placing step, including a through hole forming step of forming the plurality of through holes in the substrate by irradiating a laser from the side opposite to the support member side in the substrate In the member, a plurality of holes at positions corresponding to the plurality of through holes to be formed There is provided a method of manufacturing a wiring board, wherein the size of the inner diameter of the hole is equal to or larger than the inner diameter of the through hole and less than the pitch between the adjacent through holes. .
従って、手段1に記載の発明では、基材載置工程において、複数の孔部が設けられた支持部材の支持面上に基材を載置している。その結果、貫通孔形成工程において基材にレーザーを照射したとしても、基材に加わるレーザーの加工熱が、金属材料からなる支持部材を介して拡散されるとともに、孔部を通過して外部に放出される。しかも、基材載置工程では、光透過性を有する材料からなる保護層を基材と支持部材との間に介在させている。その結果、基材に照射されたレーザーが保護層内を直進するため、基材内においてレーザーが散乱しにくくなる。以上のことから、貫通孔の内径が小さい場合であっても、レーザーの加工熱やレーザーの散乱に起因する貫通孔の内径のバラツキが生じにくくなり、貫通孔を正確に形成できるようになる。ゆえに、不良品発生率が低く抑えられ、製造される配線基板の歩留まりが高くなる。
Therefore, in the invention described in the
以下、上記手段1に係る配線基板の製造方法について説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the wiring board according to the
基材準備工程では、第1面と第1面の反対側に位置する第2面とを有する板状に形成された基材を準備する。基材の種類としては特に限定されず任意であるが、例えば、樹脂絶縁層となる樹脂絶縁材であることが好適である。基材が樹脂絶縁材である場合、レーザーの加工熱によって基材が溶け出すという本願特有の問題が起こりやすいため、上記手段1を採用する意義が大きくなる。なお、他の基材としては、例えば各種のセラミックからなる絶縁層を選択することもできる。 In the base material preparation step, a base material formed in a plate shape having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface is prepared. Although it does not specifically limit as a kind of base material and is arbitrary, For example, it is suitable for it to be the resin insulating material used as a resin insulating layer. When the base material is a resin insulating material, a problem peculiar to the present application that the base material is melted by the processing heat of the laser tends to occur. In addition, as another base material, the insulating layer which consists of various ceramics, for example can also be selected.
また、樹脂絶縁材は、絶縁性、耐熱性、耐湿性等を考慮して適宜選択することができる。樹脂絶縁材を形成するための高分子材料の好適例としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。 The resin insulating material can be appropriately selected in consideration of insulation, heat resistance, moisture resistance, and the like. Preferable examples of the polymer material for forming the resin insulating material include epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin, bismaleimide-triazine resin, and polyphenylene ether resin.
なお、基材準備工程では、配線層となる金属層が第1面及び第2面の少なくとも一方に形成された基材を準備することがよい。このようにすれば、配線基板に配線層からなる電気回路を形成できるため、配線基板の高機能化を図ることができる。さらに、金属層は銅箔であることがよい。この場合、一般的に使用される汎用の材料である銅箔付きフィルムを用いることができるため、配線基板の製造コストを低く抑えることができる。 In the base material preparation step, it is preferable to prepare a base material in which a metal layer to be a wiring layer is formed on at least one of the first surface and the second surface. In this way, since an electric circuit composed of a wiring layer can be formed on the wiring board, the functionality of the wiring board can be enhanced. Furthermore, the metal layer is preferably a copper foil. In this case, since a film with copper foil, which is a general-purpose material that is generally used, can be used, the manufacturing cost of the wiring board can be kept low.
続く基材載置工程では、金属材料からなる支持部材の支持面に基材の第1面を向けた状態で、支持面上に基材を載置する。ここで使用する支持部材は、基材に形成すべき複数の貫通孔と対応する位置に複数の孔部が設けられた構造を有している。支持部材を構成する金属材料としては、例えば、ステンレス(SUS303、SUS304等)、銅、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。 In the subsequent substrate placing step, the substrate is placed on the support surface with the first surface of the substrate facing the support surface of the support member made of a metal material. The support member used here has a structure in which a plurality of holes are provided at positions corresponding to the plurality of through holes to be formed in the base material. Examples of the metal material constituting the support member include stainless steel (SUS303, SUS304, etc.), copper, aluminum, nickel, and the like.
また、基材載置工程では、光透過性を有する材料からなる保護層を基材と支持部材との間に介在させる。保護層を形成する材料は、光透過性、耐熱性、耐圧性、離型性等に加えて、基材や支持部材へのダメージが少ないこと、安価であることなどを考慮して適宜選択される。よって、保護層としては、例えば、樹脂材料やガラスなどが好適に使用される。ここで、保護層に使用される樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などがある。特に、保護層は、樹脂材料の中でも比較的離型性に優れたポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されていることがよい。 In the substrate placing step, a protective layer made of a light transmissive material is interposed between the substrate and the support member. The material for forming the protective layer is appropriately selected in consideration of light transmittance, heat resistance, pressure resistance, releasability, etc., as well as low damage to the base material and support member, and low cost. The Therefore, for example, a resin material or glass is preferably used as the protective layer. Here, examples of the resin material used for the protective layer include polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and acrylic resin. In particular, the protective layer is preferably formed of a polyethylene terephthalate resin that is relatively excellent in releasability among resin materials.
なお、保護層は、基材の第1面上に形成されていてもよいし、支持部材の支持面上に形成されていてもよい。また、保護層は、第1面上及び第2面上の両方に形成されていることがよい。このようにした場合、レーザーが、第2面上に形成された保護層(即ち、基材において支持部材側とは反対側に形成された保護層)の内部を直進した後、第2面上に形成された保護層(即ち、基材において支持部材側に形成された保護層)の内部を直進するため、基材内においてレーザーがよりいっそう散乱しにくくなる。その結果、レーザーの散乱に起因する貫通孔の内径のバラツキがよりいっそう生じにくくなり、貫通孔をより正確に形成できるようになるため、不良品発生率がより低く抑えられ、製造される配線基板の歩留まりがよりいっそう高くなる。 In addition, the protective layer may be formed on the 1st surface of a base material, and may be formed on the support surface of a support member. The protective layer is preferably formed on both the first surface and the second surface. In this case, after the laser goes straight through the inside of the protective layer formed on the second surface (that is, the protective layer formed on the side opposite to the support member side in the base material), Since the inside of the protective layer (that is, the protective layer formed on the support member side in the substrate) goes straight, the laser becomes more difficult to scatter in the substrate. As a result, variations in the inner diameter of the through-hole due to laser scattering are more unlikely to occur, and the through-hole can be formed more accurately. Yield is even higher.
続く貫通孔形成工程では、基材において支持部材側とは反対側からレーザーを照射することにより、基材に複数の貫通孔を形成する。ここで、レーザーとしては周知の技術を採用することができ、具体例としては、UVレーザー、炭酸ガスレーザー、YAGレーザーなどが挙げられる。なお、従来は、炭酸ガスレーザーが主流であるが、内径が例えば40μm以下の貫通孔を形成する場合には、出力が強すぎるために貫通孔の形成が困難である。よって、レーザーは例えばUVレーザーであり、貫通孔形成工程では、貫通孔の開口縁となる仮想円に沿ってレーザーを複数回に分けて照射することにより、貫通孔を形成することがよい。UVレーザーは比較的低出力であるため、複数回に分けてレーザーを照射すると、基材へのレーザーの加工熱によるダメージを回避しつつ貫通孔を確実に形成することができる。 In the subsequent through-hole forming step, a plurality of through-holes are formed in the base material by irradiating the base material with laser from the side opposite to the support member side. Here, a well-known technique can be adopted as the laser, and specific examples include a UV laser, a carbon dioxide gas laser, and a YAG laser. Conventionally, a carbon dioxide laser is the mainstream, but when a through hole having an inner diameter of, for example, 40 μm or less is formed, the output is too strong, making it difficult to form the through hole. Therefore, the laser is, for example, a UV laser, and in the through-hole forming step, it is preferable to form the through-hole by irradiating the laser several times along a virtual circle serving as an opening edge of the through-hole. Since the UV laser has a relatively low output, when the laser is irradiated in a plurality of times, the through-hole can be reliably formed while avoiding damage to the base material due to the processing heat of the laser.
なお、貫通孔の内径は40μm以下に設定され、隣接する貫通孔間のピッチは100μm以下に設定されていることがよい。このようにした場合、製造される配線基板において、配線の微細化や高密度化を図ることができる。また、レーザーの加工熱によって基材が溶け出すという本願特有の問題や、100μm以下のファインピッチの場合に隣接する貫通孔同士が繋がってしまうという本願特有の問題が起こりやすくなるため、上記手段1を採用する意義が大きくなる。
The inner diameter of the through holes is preferably set to 40 μm or less, and the pitch between adjacent through holes is preferably set to 100 μm or less. In such a case, it is possible to make the wiring finer and higher in density in the manufactured wiring board. Further, the
また、貫通孔形成工程後、貫通孔内に導電性ペーストを充填して貫通導体を形成する貫通導体形成工程を行うことがよい。このようにすれば、複数の基材と複数の金属層(配線層)とを積層してなる絶縁部を形成する場合に、貫通導体を介して各基材に形成された金属層を確実に接続することができる。 Moreover, it is good to perform the through-conductor formation process which fills a conductive paste in a through-hole, and forms a through-conductor after a through-hole formation process. In this way, when forming an insulating portion formed by laminating a plurality of base materials and a plurality of metal layers (wiring layers), the metal layers formed on the base materials are surely formed through the through conductors. Can be connected.
以上のプロセスを経て、配線基板が製造される。なお、かかる配線基板の構造としては特に限定されないが、例えばコア基板の片面または両面にビルドアップ層を有するビルドアップ多層配線基板や、コア基板を有さないコアレス配線基板などを挙げることができる。また、配線基板は、基材からなる複数の樹脂絶縁層と複数の配線層とが積層された樹脂絶縁部と、樹脂絶縁部の下層側に設けられ、複数のセラミック絶縁層と複数の導体層とが積層されたセラミック基板部とを備える電子部品検査用配線基板であってもよい。 A wiring board is manufactured through the above processes. The structure of the wiring board is not particularly limited, and examples thereof include a build-up multilayer wiring board having a build-up layer on one side or both sides of the core board, and a coreless wiring board having no core board. The wiring board is provided with a resin insulating portion in which a plurality of resin insulating layers made of a base material and a plurality of wiring layers are laminated, a lower layer side of the resin insulating portion, and a plurality of ceramic insulating layers and a plurality of conductor layers May be a wiring board for inspection of electronic components.
以下、本発明を電子部品検査用配線基板に具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electronic component inspection wiring board will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、本実施形態の電子部品検査用配線基板10(以下「配線基板10」という)は、ICチップ(電子部品)の電気検査を行うための検査装置の一部に使用される部品である。配線基板10は、樹脂絶縁部20と、樹脂絶縁部20の下層側に設けられたセラミック基板部30とを備える。配線基板10は、縦横の長さが10cm程度、厚さが4mm程度の配線基板であり、使用時において配線基板10の主面11(樹脂絶縁部20の表面)が検査対象であるICチップに向けて配置される。
As shown in FIG. 1, an electronic component inspection wiring board 10 (hereinafter referred to as “wiring
セラミック基板部30は、セラミック絶縁層31,32,33と導体層34とを交互に積層した構造を有している。各セラミック絶縁層31〜33は、例えばアルミナの焼結体であり、導体層34は、例えば、タングステン、モリブデン、または、これらの合金からなるメタライズ層である。各セラミック絶縁層31〜33には厚さ方向に貫通する貫通孔36が形成され、貫通孔36内には導体層34に接続される貫通導体37が形成されている。各貫通孔36は、断面円形状をなし、内径が60μm程度に設定されている。各貫通導体37は、断面円形状をなし、外径が60μm程度に設定されている。貫通導体37は、導体層34と同様の材料、即ち、タングステン、モリブデン、または、これらの合金からなるメタライズ層である。さらに、配線基板10の裏面12(セラミック基板部30の裏面)には、複数の裏面側端子38がほぼ全域に亘ってアレイ状に形成されている。各裏面側端子38は、断面円形状をなし、直径が1.0mm程度に設定されている。
The
図1に示されるように、樹脂絶縁部20は、樹脂絶縁層21,22と配線層23とを交互に積層した構造を有している。各樹脂絶縁層21,22は、例えばポリイミド系樹脂からなる絶縁層である。具体的に言うと、樹脂絶縁層21,22は、ポリイミド系の熱硬化性樹脂からなる第1樹脂層24と、第1樹脂層24の両面に形成され、ポリイミド系の熱可塑性樹脂からなる第2樹脂層25とにより構成されている。本実施形態では、第1樹脂層24の厚さが20μm程度に設定され、第2樹脂層25の厚さが5μm程度に設定されている。よって、樹脂絶縁層21,22の厚さは30μm程度となる。また、配線層23は、例えば銅からなる導体層であり、厚さが5μm程度に設定されている。
As shown in FIG. 1, the
図1,図2に示されるように、各樹脂絶縁層21,22には、樹脂絶縁層21,22及び配線層23を厚さ方向に貫通する貫通孔26が形成され、貫通孔26内には配線層23に接続される貫通導体27が形成されている。各貫通孔26は、断面円形状をなし、内径A1が30μmに設定されている。隣接する貫通孔26間のピッチA3(図8参照)は60μmに設定されている。また、各貫通導体27は、断面円形状をなし、外径が30μmに設定されている。貫通導体27は、配線層23とは異なる材料である銅からなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, each
さらに、配線基板10の主面11(樹脂絶縁部20の表面)上の中央部分には、配線層23である複数の主面側端子28がアレイ状に形成されている。各主面側端子28は、断面円形状をなし、直径が例えば50μm程度に設定されている。よって、図1に示される配線基板10では、各主面側端子28が、貫通導体27を介して内層側の配線層23に接続され、さらにセラミック基板部30の導体層34や貫通導体37を介して裏面側端子38に接続される。
Furthermore, a plurality of main
次に、配線基板10の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、アルミナ粉末を主成分とするセラミック材料を用いてグリーンシート41を複数枚形成する(図3参照)。そして、複数枚のグリーンシート41に対して、レーザー加工、パンチング加工、ドリル加工等による孔あけを行い、所定位置に貫通孔36を多数形成する(図3参照)。その後、従来周知のペースト印刷装置(図示略)を用いて、各貫通孔36内に導電性ペースト(例えばタングステンペースト)を充填し、未焼成の貫通導体37を形成する(図4参照)。さらに、ペースト印刷装置を用いて、各グリーンシート41の表面及び裏面に導電性ペーストを印刷し、未焼成の導体層34や未焼成の裏面側端子38を形成する(図4参照)。なお、導電性ペーストの充填及び印刷の順序は逆であってもよい。
First, a plurality of
そして、導電性ペーストの乾燥後、各グリーンシート41を積層し、シート積層方向に押圧力を付与する。その結果、各グリーンシート41が一体化され、セラミック積層体43が形成される(図5参照)。次に、セラミック積層体43を脱脂し、さらに所定温度で所定時間焼成を行う。その結果、グリーンシート41のアルミナ及びペースト中のタングステンが同時焼結し、セラミック基板部30が形成される。
Then, after the conductive paste is dried, the
また、樹脂絶縁部20を構成する樹脂絶縁層21,22を以下の手法で作製する。具体的には、まず、基材準備工程を行い、樹脂絶縁層21,22となる樹脂絶縁材45(基材)を準備する(図6参照)。なお、樹脂絶縁材45は、第1面46と第1面46の反対側に位置する第2面47とを有する板状に形成され、配線層23となる厚さ5μmの銅箔48(金属層)が第2面47(図6では上面)に貼付された銅箔付き樹脂フィルムである。また、樹脂絶縁材45は、第1樹脂層24と、第1樹脂層24の両面に配設された第2樹脂層25とにより構成されている。
Moreover, the resin insulation layers 21 and 22 which comprise the
続く基材載置工程では、まず、従来周知のラミネーターを用いて、樹脂絶縁材45の第1面46上に厚さ50μm以下の保護フィルム51(保護層)を貼付する(図7参照)。同様に、樹脂絶縁材45の第2面47上(具体的には、銅箔48の表面上)にも、厚さ50μm以下の保護フィルム52(保護層)を貼付する。その結果、互いに共通の厚さを有する保護フィルム51,52が、第1面46上及び第2面47上の両方に形成されるようになる。なお、本実施形態の保護フィルム51,52は、光透過性を有する材料であるポリエチレンテレフタレート樹脂によってシート状に形成されている。即ち、保護フィルム51,52は、互いに共通の材料からなっている。
In the subsequent substrate mounting step, first, a protective film 51 (protective layer) having a thickness of 50 μm or less is pasted on the
そして、支持治具49(支持部材)の支持面50に樹脂絶縁材45の第1面46を向けた状態で、貫通孔26(図8参照)を形成すべき樹脂絶縁材45を支持面50上に載置する(図7参照)。このとき、保護フィルム51は、樹脂絶縁材45と支持治具49との間に介在するようになる。なお、基材載置工程に用いられる支持治具49は、金属材料であるステンレス(SUS303)によって板状に形成され、厚さが80μmに設定されている。また、支持治具49において、形成すべき複数の貫通孔26と対応する位置には、支持治具49を厚さ方向に貫通する複数の孔部53が設けられている。孔部53の内径A2の大きさは、貫通孔26の内径A1(30μm)以上であって、隣接する貫通孔26間のピッチA3(60μm)未満であり、本実施形態では35μmに設定されている(図7,図8参照)。
Then, the
続く貫通孔形成工程では、樹脂絶縁材45において支持治具49側とは反対側(具体的には第2面47側)からレーザーL1(本実施形態ではUVレーザー)を照射することにより、樹脂絶縁材45を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔26を形成する(図8参照)。具体的には、レーザー照射装置(図示略)を貫通孔26の開口縁となる仮想円C1(図9参照)に沿って平面方向(本実施形態では時計回り方向)に移動させながら、レーザーL1を複数回に分けて照射する。その結果、1個の貫通孔26が形成される。そして、残りの貫通孔26に関しても同様のレーザー照射を行うことにより、全ての貫通孔26が形成される。その後、保護フィルム51,52を剥離する。
In the subsequent through-hole forming step, the
そして、貫通孔形成工程後の貫通導体形成工程では、ペースト印刷装置(図示略)を用いて、樹脂絶縁材45の第2面47側から貫通孔26内に導電性ペースト(具体的には、銀ペースト)を充填する。そして、180℃程度の温度で1時間加熱することにより、貫通導体27が形成される(図10参照)。
Then, in the through conductor forming step after the through hole forming step, a conductive paste (specifically, in the through
その後、配線層形成工程を行い、樹脂絶縁材45の銅箔48をサブトラクティブ法でパターニングし、樹脂絶縁層21上に主面側端子28(配線層23)を形成する(図11参照)。具体的には、樹脂絶縁材45の第1面46上及び第2面47上のそれぞれにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行う。その結果、樹脂絶縁層21の第1面46の全面を覆うようにエッチングレジストが形成されるとともに、樹脂絶縁層21の第2面47に所定パターンのエッチングレジストが形成される。この状態で、銅箔48に対してエッチングによるパターニングを行うことにより、樹脂絶縁層21上に主面側端子28を形成する。その後、剥離液に接触させることにより、主面側端子28上に残存するエッチングレジストを除去するとともに、第1面46側のエッチングレジストを除去する。
Thereafter, a wiring layer forming step is performed, and the
以上の工程を経て、主面側端子28と主面側端子28に接続される貫通導体27とを有する樹脂絶縁層21が形成される。また、上述した基材準備工程〜配線層形成工程を同様に行うことにより、配線層23と配線層23に接続される貫通導体27とを有する樹脂絶縁層22が形成される。
Through the above steps, the
次に、セラミック基板部30の上層側に、樹脂絶縁層21及び樹脂絶縁層22を積層配置し、300〜400℃程度の温度に加熱した状態で30〜100kgf/cm2程度の圧力で加圧する。その結果、樹脂絶縁部20とセラミック基板部30とが一体化した配線基板10が製造される(図1参照)。なお、上記製造工程において、樹脂絶縁層21及び樹脂絶縁層22を加圧積層した後、セラミック基板部30に積層した配線基板10を製造してもよい。
Next, the
次に、樹脂絶縁材45の評価方法及びその結果を説明する。
Next, the evaluation method of the
まず、測定用サンプルを次のように準備した。本実施形態と同じ樹脂絶縁材45、具体的には、銅箔48が第2面47に形成され、かつ、第1面46上及び第2面47上の両方に保護フィルム51,52が貼付された樹脂絶縁材45を準備し、これを実施例とした。また、銅箔は形成されるものの、保護フィルム51,52が貼付されていない樹脂絶縁材を準備し、これを比較例とした。
First, a measurement sample was prepared as follows. The same
次に、各測定用サンプル(実施例、比較例)の銅箔側からレーザーを照射することにより、各測定用サンプルに複数の貫通孔を形成した。そして、各測定用サンプルのレーザーの入射面(銅箔側の面)において、X方向(図9参照)及びY方向(図9参照)における貫通孔の内径を測定した。さらに、入射面における全ての内径の平均値、最大値、最小値を算出するとともに、入射面における内径の標準偏差を算出した。また、各測定用サンプルのレーザーの出射面(樹脂絶縁材側の面)において、X方向及びY方向における貫通孔の内径を測定し、出射面における全ての内径の平均値、最大値、最小値を算出するとともに、出射面における内径の標準偏差を算出した。そして、各測定サンプルに対して、{(出射面における内径の平均値)/(入射面における内径の平均値)}×100の式から導出されるテーパ率を算出した。以上の結果を表1に示す。なお、各測定用サンプルは、それぞれ9個ずつ準備した。
その結果、比較例では、入射面における内径の平均値が37.7μm、最大値が40μm、最小値が35μmとなり、入射面における内径の標準偏差が1.7となった。また、比較例では、出射面における内径の平均値が30.9μm、最大値が32μm、最小値が30μmとなり、出射面における内径の標準偏差が0.7となった。さらに、比較例では、テーパ率が81.80%となった。 As a result, in the comparative example, the average value of the inner diameter on the incident surface was 37.7 μm, the maximum value was 40 μm, the minimum value was 35 μm, and the standard deviation of the inner diameter on the incident surface was 1.7. In the comparative example, the average value of the inner diameter on the exit surface was 30.9 μm, the maximum value was 32 μm, the minimum value was 30 μm, and the standard deviation of the inner diameter on the exit surface was 0.7. Furthermore, in the comparative example, the taper rate was 81.80%.
一方、実施例では、入射面における内径の平均値が27.9μm、最大値が31μm、最小値が26μmとなり、入射面における内径の標準偏差が1.5となった。また、実施例では、出射面における内径の平均値が27.4μm、最大値が30μm、最小値が26μmとなり、出射面における内径の標準偏差が1.2となった。さらに、実施例では、テーパ率が98.20%となった。 On the other hand, in the example, the average value of the inner diameter at the incident surface was 27.9 μm, the maximum value was 31 μm, the minimum value was 26 μm, and the standard deviation of the inner diameter at the incident surface was 1.5. In the example, the average value of the inner diameter on the exit surface was 27.4 μm, the maximum value was 30 μm, the minimum value was 26 μm, and the standard deviation of the inner diameter on the exit surface was 1.2. Furthermore, in the Example, the taper rate became 98.20%.
以上のことから、樹脂絶縁材の両面(第1面及び第2面)に保護フィルムを貼付した状態で貫通孔を形成すれば、入射面における内径が大きくなり過ぎず、テーパが生じにくい貫通孔を形成できることが確認された。 From the above, if the through hole is formed with the protective film pasted on both surfaces (first surface and second surface) of the resin insulating material, the inner diameter on the incident surface does not become too large, and the through hole is less likely to be tapered. It was confirmed that can be formed.
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の配線基板10の製造方法では、基材載置工程において、複数の孔部53が設けられた支持治具49の支持面50上に樹脂絶縁材45を載置している。その結果、貫通孔形成工程において樹脂絶縁材45にレーザーL1を照射したとしても、樹脂絶縁材45に加わるレーザーL1の加工熱が、金属材料(本実施形態ではステンレス)からなる支持治具49を介して拡散されるとともに、孔部53を通過して外部に放出される。しかも、基材載置工程では、光透過性を有する材料(本実施形態ではポリエチレンテレフタレート樹脂)からなる保護フィルム51を樹脂絶縁材45と支持治具49との間に介在させている。その結果、樹脂絶縁材45に照射されたレーザーL1が保護フィルム51内を直進するため、樹脂絶縁材45内においてレーザーL1が散乱しにくくなる。以上のことから、貫通孔26の内径A1が小さい場合であっても、レーザーL1の加工熱やレーザーL1の散乱に起因する貫通孔26の内径A1のバラツキが生じにくくなり、貫通孔26を正確に形成できるようになる。ゆえに、不良品発生率が低く抑えられ、製造される配線基板10の歩留まりが高くなる。
(1) In the manufacturing method of the
(2)従来の製造方法では、レーザーの照射によって基材103に貫通孔108を形成しているが、レーザーの加工熱の影響を受けて基材103または金属層101が溶け出すおそれがある(図12参照)。特に、レーザーの入射面(図12では上面)には過剰な加工熱が加わるため、入射面における貫通孔108の内径が大きくなったり、貫通孔108の入射面側の端部が盛り上がったりしやすくなる。この場合、形成される貫通孔108に大きなテーパが生じてしまう(即ち、テーパ率が小さくなる)ため、貫通孔108を正確に形成できないという問題がある。
(2) In the conventional manufacturing method, the through-
そこで、本実施形態では、樹脂絶縁材45の第1面46上に保護フィルム51を形成するだけではなく、樹脂絶縁材45の第2面47上にも保護フィルム52を貼付した状態で、貫通孔26を形成している。この場合、レーザーL1は、保護フィルム52の内部を直進した後、そのままの向きで第2面47側から樹脂絶縁材45内に進入するため、樹脂絶縁材45の第2面47付近においてレーザーL1が散乱しにくくなる。その結果、レーザーの入射面である第2面47に過剰な加工熱が加わりにくくなるため、入射面における貫通孔108の内径が大きくなることや、貫通孔108の入射面側の端部が盛り上がることが抑制されるようになる。ゆえに、貫通孔26に生じるテーパが小さくなり、複数の貫通孔26をファインピッチで形成できるようになるため、不良品発生率がより低く抑えられ、製造される配線基板10の歩留まりがよりいっそう高くなる。
Therefore, in the present embodiment, not only the
(3)本実施形態の貫通孔26は、貫通孔26の開口縁となる仮想円C1(図9参照)に沿ってレーザーL1を複数回に分けて照射することにより形成される。このように、複数回に分けてレーザーL1を照射すると、樹脂絶縁材45の加工部分に与える累積熱量が減るため、樹脂絶縁材45への加工熱によるダメージを回避しつつ貫通孔26を確実に形成することができる。
(3) The through-
(4)本実施形態の配線基板10では、樹脂絶縁層21,22が、ポリイミド系の熱硬化性樹脂からなる第1樹脂層24と、第1樹脂層24の両面に形成され、ポリイミド系の熱可塑性樹脂からなる第2樹脂層25とにより構成されている。この場合、各樹脂絶縁層21,22を積層する工程で加熱及び加圧を行うことにより、第2樹脂層25が接着層として機能するため、各樹脂絶縁層21,22が一体化された樹脂絶縁部20を有する配線基板10を確実に製造することができる。
(4) In the
なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
・上記実施形態の基材載置工程では、シート状の保護フィルム51が第1面46上に貼付された樹脂絶縁材45を、支持治具49の支持面50上に載置していた。しかし、基材載置工程では、支持治具49の支持面50に貼付されたシート状の保護フィルム51上に、樹脂絶縁材45を載置するようにしてもよい。
In the substrate placing process of the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1面46上に保護フィルム51が貼付されるとともに、第2面47上に保護フィルム52が貼付された樹脂絶縁材45が用いられていた。しかし、第1面46上のみに保護フィルムが貼付された樹脂絶縁材を用いてもよい。即ち、第2面47上に貼付される保護フィルムは省略されていてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、基材準備工程において準備される基材として、銅箔48が第2面47のみに形成された樹脂絶縁材45が用いられていた。しかし、銅箔48が第1面46のみに形成された樹脂絶縁材を用いてもよいし、銅箔48が第1面46及び第2面47の両方に形成された樹脂絶縁材45を用いてもよい。
-In the said embodiment, the
・上記実施形態では、貫通導体形成工程において貫通孔26内に充填される導電性ペーストとして、銀ペーストが用いられていた。しかし、これに限定されるものではなく、銅ペーストや、銀と銅とを含むペーストなどの他の導電性ペーストを用いてもよい。
-In the said embodiment, the silver paste was used as an electrically conductive paste with which the through-
・上記実施形態では、セラミック絶縁層31〜33としてアルミナの焼結体を用いたが、これに限定される訳ではない。アルミナではなく、例えばガラスセラミックでもよい。ガラスセラミックを用いる場合、ビア導体34及び貫通導体37としては、銀、銅、またはこれらの合金が用いられる。
-In the said embodiment, although the sintered compact of the alumina was used as the ceramic insulating layers 31-33, it is not necessarily limited to this. For example, glass ceramic may be used instead of alumina. When glass ceramic is used, as the via
・上記実施形態では、樹脂絶縁部20とセラミック基板部30とを備える電子部品検査用配線基板10に本発明を具体化したが、他の用途で使用される配線基板に本発明を具体化してもよい。例えば、複数の樹脂絶縁層からなる多層配線基板に本発明を具体化してもよい。
In the above embodiment, the present invention is embodied in the electronic component
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1)上記手段1において、前記保護層は、前記第1面上及び前記第2面上の両方に形成されており、前記第1面上に形成された保護層、及び、前記第2面上に形成された保護層が、共通の材料からなることを特徴とする配線基板の製造方法。
(1) In the
(2)上記手段1において、前記保護層は、前記第1面上及び前記第2面上の両方に形成されており、前記第1面上に形成された保護層、及び、前記第2面上に形成された保護層が、共通の厚さを有することを特徴とする配線基板の製造方法。 (2) In the above means 1, the protective layer is formed on both the first surface and the second surface, the protective layer formed on the first surface, and the second surface A method for manufacturing a wiring board, wherein the protective layer formed thereon has a common thickness.
(3)上記手段1において、前記基材載置工程では、シート状の前記保護層が前記第1面上に貼付された前記基材を前記支持面上に載置することを特徴とする配線基板の製造方法。 (3) In the above means 1, in the base material placing step, the base material having the sheet-like protective layer stuck on the first surface is placed on the support surface. A method for manufacturing a substrate.
(4)上記手段1において、前記基材載置工程では、前記支持部材に貼付されたシート状の前記保護層上に前記基材を載置することを特徴とする配線基板の製造方法。 (4) In the said means 1, the said base material mounting process WHEREIN: The said base material is mounted on the said sheet-like protective layer affixed on the said supporting member, The manufacturing method of the wiring board characterized by the above-mentioned.
(5)上記手段1において、前記保護層は、厚さ50μm以下の保護フィルムであることを特徴とする配線基板の製造方法。
(5) In the said means 1, the said protective layer is a
(6)上記手段1において、前記支持部材は、前記貫通孔を形成すべき前記基材が前記支持面上に載置され、前記複数の孔部が厚さ方向に貫通する板状の治具であることを特徴とする配線基板の製造方法。 (6) In the above means 1, the support member is a plate-like jig in which the base material on which the through hole is to be formed is placed on the support surface, and the plurality of holes penetrates in the thickness direction. A method for manufacturing a wiring board, wherein:
(7)上記手段1において、前記配線基板は、前記基材からなる複数の樹脂絶縁層と複数の配線層とが積層された樹脂絶縁部と、前記樹脂絶縁部の下層側に設けられ、複数のセラミック絶縁層と複数の導体層とが積層されたセラミック基板部とを備える電子部品検査用配線基板であることを特徴とする配線基板の製造方法。 (7) In the above means 1, the wiring board is provided on a lower side of the resin insulation part, a resin insulation part in which a plurality of resin insulation layers made of the base material and a plurality of wiring layers are laminated, A method of manufacturing a wiring board, comprising: an electronic component inspection wiring board comprising: a ceramic substrate layer on which a ceramic insulating layer and a plurality of conductor layers are laminated.
10…配線基板(電子部品検査用配線基板)
21,22…樹脂絶縁層
23…配線層
26…貫通孔
27…貫通導体
45…基材としての樹脂絶縁材
46…第1面
47…第2面
48…金属層としての銅箔
49…支持部材としての支持治具
50…支持面
51,52…保護層としての保護フィルム
53…孔部
A1…貫通孔の内径
A2…孔部の内径
A3…貫通孔間のピッチ
C1…仮想円
L1…レーザー
10. Wiring board (wiring board for electronic component inspection)
21, 22 ...
Claims (8)
前記基材を準備する基材準備工程と、
金属材料からなる支持部材の支持面に前記第1面を向けた状態で、前記支持面上に前記基材を載置するとともに、光透過性を有する材料からなる保護層を前記基材と前記支持部材との間に介在させる基材載置工程と、
前記基材において前記支持部材側とは反対側からレーザーを照射することにより、前記基材に前記複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と
を含み、
前記基材載置工程に用いられる前記支持部材において、形成すべき前記複数の貫通孔と対応する位置に複数の孔部が設けられ、
前記孔部の内径の大きさが、前記貫通孔の内径以上であって、隣接する前記貫通孔間のピッチ未満に設定されている
ことを特徴とする配線基板の製造方法。 A wiring board in which a plurality of through holes penetrating the base material in the thickness direction are formed in a base material formed in a plate shape having a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface A manufacturing method of
A substrate preparation step of preparing the substrate;
With the first surface facing the support surface of a support member made of a metal material, the base material is placed on the support surface, and a protective layer made of a light-transmitting material is disposed on the base material and the base material. A substrate placing step to be interposed between the support member,
A through hole forming step of forming the plurality of through holes in the base material by irradiating a laser from the side opposite to the support member side in the base material;
In the support member used in the substrate placing step, a plurality of holes are provided at positions corresponding to the plurality of through holes to be formed,
The method of manufacturing a wiring board, wherein the size of the inner diameter of the hole is equal to or larger than the inner diameter of the through hole and less than the pitch between the adjacent through holes.
前記貫通孔形成工程では、前記貫通孔の開口縁となる仮想円に沿ってレーザーを複数回に分けて照射することにより、前記貫通孔を形成する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。 The laser is a UV laser;
The said through-hole formation process forms the said through-hole by irradiating a laser in multiple times along the virtual circle used as the opening edge of the said through-hole in the said through-hole formation process. A method for manufacturing a wiring board according to claim 1.
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