JP2584884B2 - 配線基板 - Google Patents

配線基板

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、配線基板に関し、特に、配線基板における
高分子材料や有機物などの選択的な除去や清浄化処理に
適用して有効な技術に関する。
〔従来の技術〕
たとえば、集積回路素子の実装や封止などに用いられ
るセラミック配線基板などにおいては、当該配線基板の
上における多層配線構造の層間絶縁膜や、配線構造など
の保護膜として、たとえばポリイミドなどの高分子材料
の薄膜を用いることが知られている。
ところで、ポリイミドなどの高分子材料の薄膜は、液
状の原料を回転塗布などの方法によって基板全面に塗着
し、熱硬化処理を施すことによって形成されるため、た
とえば配線構造における外部接続端子領域や、パッケー
ジなどにおけるキャップとの封着領域を形成するメタラ
イズパターンなどを覆っているポリイミド膜を、半田メ
ッキ処理などに先立って選択的に除去することが必要と
なる。
従来、このような高分子材料の薄膜の選択的な除去技
術としては、たとえば、ドライエッチング方法が一般に
知られている。
すなわち、たとえば酸素ガスのプラズマに、金属材料
などによって、高分子材料の薄膜をマスキングしたセラ
ミックス基板を置き、プラズマ中のイオンや電子などの
衝撃することによって、高分子材料の薄膜を選択的にエ
ッチング除去するものである。
また、他の方法としては、たとえば特開昭62−145797
号公報などに開示されているように、フレキシブル配線
基板における銅箔パターンを覆うポリエステルフィルム
に紫外線レーザを照射することによって選択的に除去
し、銅箔パターンの端子部位などを外部に露出させるこ
とが行われている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、前者のドライエッチング方法の場合には、
高分子材料の薄膜を選択的にマスキングする金属マスク
の表面も同時にエッチング作用を受けて劣化するため、
当該金属マスクから発生するエッチング生成物や破片な
どが異物となって高分子材料の薄膜のエッチング部位に
付着し、当該エッチング部位から露出する下地の金属パ
ターンの汚染や、酸化などが避けられず、当該金属パタ
ーンのメッキ特性が劣化するという問題がある。
また、このようなドライエッチング時の汚染や酸化な
どの対策として、エッチング作業後に、金属パターン上
の異物や酸化膜などの除去を、機械的、化学的に行う方
法もあるが、金属パターンの表面を劣化させ、その後の
メッキ特性を悪化させるので好ましくない。
さらに、ドライエッチングの場合には、エッチング速
度そのものが比較的小さいとともに、金属マスクの形成
および除去などの余分な工程が必要となり、作業全体の
所要時間が長くなるという問題もある。
また、セラミックス配線基板の切断は、通常、回転砥
石による研削によって行われるが、切断領域に高分子材
料などの薄膜が存在すると、回転砥石の目詰まりの一因
となり、切断作業が阻害される。このため、予めドライ
エッチングによって切断線領域の高分子材料の薄膜を除
去すればよいが、前述のように、ドライエッチングには
多大の工数が必要となり、現実的ではない。
一方、後者の従来技術の場合には、フレキシブル配線
基板の製造工程におけるカバーフィルムの自動被着工程
の途中で、当該カバーテープの不要部位を的確に除去で
きるという効果は得られるものの、露出する銅箔などの
金属パターンにおけるメッキ特性を良好にするための、
レーザの照射条件などについてはなんら言及していな
い。
また、集積回路装の実装においては、効果的な放熱が
重要となり、たとえば、集積回路素子を搭載したセラミ
ックス配線基板に同じくセラミックスなどからなるキャ
ップを封着してなるパッケージの表面に冷却片を接触さ
せて、熱伝導によって放熱を図る構造があるが、パッケ
ージと放熱片との界面に、たとえば当該パッケージの半
田などによる封着工程におけるフラックスなどの有機物
が付着していると、当該界面における伝熱抵抗値が大き
くなり、放熱効果が低下するという問題がある。
そこで、本発明の目的は、金属パターンにおけるメッ
キ領域や、切断領域における高分子材料の薄膜を簡単か
つ的確に除去して、メッキ特性や切断特性を良好にした
配線基板を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明になる配線基板は、少なくとも、セ
ラミックス基板に金属パターンを形成する第1の段階
と、高分子材料からなる薄膜を形成する第2の段階と、
金属パターンのメッキ領域およびセラミック基板の切断
領域の少なくとも一方に被着された薄膜にレーザを照射
して除去する第3の段階とを経て製造されるものであ
る。
〔作用〕
上記した本発明になる配線基板によれば、たとえば、
高分子材料からなる薄膜の除去部位に照射するレーザの
諸元を、たとえば波長を150nm〜400nmの範囲に、エネル
ギ密度を、0.5J/cm2〜3J/cm2の範囲に、パルス幅を1μ
s以下に設定することにより、露出する下地の金属パタ
ーンの損傷や酸化などに起因するメッキ特性の劣化など
を生じることなく、簡便かつ的確に高分子材料からなる
薄膜の除去を行うことができ、メッキ特性や切断特性の
良好な配線基板を得ることができる。
〔実施例1〕 以下、本発明の一実施例である配線基板の一例を図面
を参照しながら詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例である配線基板の製造工
程の一例を模式的に示す説明図であり、第2図は、その
製造工程の一例を示す流れ図である。
また、第3図および第4図は、本実施例における配線
基板の状態の一例を示す断面図である。
まず、セラミックスのグリーンシートの上に、たとえ
ばタングステン(W)やモリブデン(Mo)などの高融点
金属を含む金属ペーストを印刷などの方法によって所望
のパターンに被着させ(ステップ101)、全体を焼成す
る(ステップ102)。
これにより、グリーンシートおよび金属ペーストは硬
化し、高硬度および強度のセラミックス基板1の上に、
金属パターン2が被着形成された状態となる。
次に、こうして金属パターン2が形成されたセラミッ
クス基板1の上を全面にわたって覆うように、たとえば
液状のポリイミド樹脂などからなる高分子樹脂を、回転
塗布などの方法によって塗着し(ステップ103)、所望
の温度に加熱して硬化させることで、高分子材料膜3を
形成する。
なお、説明を簡単にするため、本実施例の場合には特
に図示しないが、上述のようにして形成された高分子材
料膜3の上に、さらに所望の金属パターンおよび高分子
材料膜を交互に被着形成する処理を行うことで、多層配
線構造などを形成してもよいことは言うまでもない。
さらに、第3図の状態のセラミックス基板1の上に、
同じく回転塗布などの方法によってレジスト液を塗布し
(ステップ105)、所定の温度で加熱して硬化させるこ
とにより、レジスト膜4を形成する(ステップ106)。
この状態が第3図である。
このレジスト膜4は、後に、その下の高分子材料膜3
の選択的な除去工程において発生する異物などから当該
高分子材料膜3の残存領域を保護する働きをする。
次に、第1図に示されるような構成のレーザ照射装置
20によって、セラミックス基板1に形成された金属パタ
ーン2を全面にわたって覆っている高分子材料膜3の選
択的な除去処理を行う(ステップ107)。
すなわち、本実施例におけるレーザ照射装置20は、た
とえば、レーザ21を発生する図示しない光源と、このレ
ーザ21がセラミックス基板1の表面にほぼ垂直に入射す
るように導く反射板22などからなる光学系と、セラミッ
クス基板1に照射されるレーザ21の断面形状が、所望の
形状となるように透過させる金属製のマスク23と、セラ
ミックス基板1が載置され、当該セラミックス基板1の
所望の部位にマスク23を透過した所望の形状のレーザ21
が照射されるように相対的な位置決め動作を行うステー
ジ24とを備えている。
そして、ステージ24の光源側に対する相対的な移動動
作と、当該光源からのレーザ21の出射のON/OFFの制御と
を適宜組み合わせることにより、たとえば第1図に示さ
れるように、後に、半田付けによる図示しない電子部品
の実装や、後述のようなキャップなどの半田付けによる
封着などのために所望のメッキ処理が施される、金属パ
ターン2の目的の領域を覆っている高分子材料膜3を、
レーザ21の持つエネルギによって選択的に除去する処理
を行う。
すなわち、高分子材料膜3のレーザ21が照射された領
域は、光化学反応などによって分子間の結合が切断さ
れ、さらに、切断時の個々の分子が大きなエネルギを持
つ状態となるため、いわゆるアブレーション現象によっ
て、レーザ21の照射領域にある高分子材料膜3は、瞬時
に分解/飛散して消失する。
このとき、上記の除去作業中に飛散する異物などは、
高分子材料膜3を覆っているレジスト膜4の上に付着
し、当該高分子材料膜3の残存領域に直接付着して汚染
することはない。
また、瞬間的に高エネルギを与えることによる除去処
理であるため、レーザ21の照射領域の高分子材料膜3
を、残滓などを生じることなく確実に除去できるととも
に、下地の金属パターン2の表面の酸化や損傷を生じる
こともない。
なお、レーザの照射による高分子材料のアブレーショ
ンなどに関しては、たとえば、株式会社新技術コミュニ
ケーションズ1986年7月5日発行「O plus E」1986年7
月号、P59〜P66に詳述されている。
本実施例の場合には、レーザ21の波長として、高分子
材料膜3などの分子結合を切断できる充分なエネルギを
有するように、たとえば波長308nmのエキシマレーザを
用いる。
なお、レーザ21の波長およびパワー(エネルギ密度)
の適値は、金属パターン2や、セラミックス基板1など
の材質や厚さ、さらには金属パターン2の形状などにも
よるが、本発明者らの研究によれば、波長が150〜1100n
m,エネルギ密度が0.5J/cm2〜3J/cm2の条件が好ましいこ
とが認められた。また、レーザ21のパルス幅は、たとえ
ば1μs以下にすることが望ましい。
すなわち、レーザ21の出力が過大な場合には、金属パ
ターン2やセラミックス基板1の損傷や表面のメッキ特
性の劣化などを生じるからである。
こうして、高分子材料膜3を選択的に除去することに
より、下地の金属パターン2の所望の領域を露出させた
後、前述のように、前記レーザ21の照射の際に発生する
異物などから高分子材料膜3を保護していたレジスト膜
4を除去し(ステップ108)、さらに、第4図に示され
るように、露出した金属パターン2に対して、後の半田
付けなどに備えて、半田に対する濡れ性を向上させるな
どの目的で、たとえば金(Au)などのメッキ層5を形成
する(ステップ109)。
このメッキ層5の形成に際して、前述のように、金属
パターン2のメッキ領域の表面は、高分子材料膜3の除
去の際に、酸化や損傷などを受けておらず、清浄で平坦
な状態を呈しているため、メッキ層5の被着性が良好で
あるとともに、汚染異物や表面の凹凸によって、メッキ
層5に欠陥などが発生する懸念がない。
この結果、後の工程における、当該金属パターン2に
対する図示しない電子部品などの半田付けなどにおい
て、十分な接合強度を得ることができる。
〔実施例2〕 第5図は、本発明の他の実施例である配線基板の切断
工程の一例を示す斜視図である。
この実施例2の配線基板の場合には、セラミックス基
板1を覆って被着形成された高分子材料膜3の、切断領
域1bを覆う部分を、前述のようなレーザ照射によって選
択的に除去し、その後、高速に回転するダイサブレード
30の研削作用によって切断作業を行うようにしたもので
ある。
これにより、ダイサブレード30が、切断領域に存在す
る高分子材料膜3の切削屑などによって目詰まりを起こ
し、切断作業に支障をきたしたり、ダイサブレード30の
寿命が短くなるなどの不具合が無くなり、配線基板の切
断作業を効率良く遂行することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものに
よって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。
すなわち、本発明になる配線基板は、少なくとも、セ
ラミックス基板に金属パターンを形成する第1の段階
と、高分子材料からなう薄膜を形成する第2の段階と、
前記金属パターンのメッキ領域および前記セラミックス
基板の切断領域の少なくとも一方に被着された前記薄膜
にレーザを照射して除去する第3の段階とを経て製造さ
れるので、たとえば、高分子材料からなる薄膜の除去部
位に照射するレーザの諸元を、たとえば波長を150nm〜4
00nmの範囲に、エネルギ密度を、0.5J/cm2〜3J/cm2の範
囲に、パルス幅を1μs以下に設定することにより、露
出する下地の金属パターンの損傷や酸化などに起因する
メッキ特性の劣化などを生じることなく、簡便かつ的確
に高分子材料からなる薄膜の除去を行うことができ、メ
ッキ特性や切断特性の良好な配線基板を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例である配線基板の製造工程
の一例を模式的に示す説明図、 第2図は、その製造工程の一例を示す流れ図、 第3図は、本発明の一実施例である配線基板の製造工程
の途中における構造の一例を模式的に示す断面図、 第4図は、同じく、本発明の一実施例である配線基板の
製造工程の途中における構造の一例を模式的に示す断面
図、 第5図は、本発明の他の実施例である配線基板の切断工
程の一例を示す斜視図である。 1……セラミックス基板、1b……切断領域、2……金属
パターン、3……高分子材料膜、4……レジスト膜、5
……メッキ層、20……レーザ照射装置、21……レーザ、
22……反射板、23……マスク、24……ステージ、30……
ダイサブレード、101〜109……配線基板の形成工程の一
例を示すステップ。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、セラミックス基板に金属パタ
    ーンを形成する第1の段階と、高分子材料からなる薄膜
    を形成する第2の段階と、前記金属パターンのメッキ領
    域および前記セラミックス基板の切断領域の少なくとも
    一方に被着された前記薄膜にレーザを照射して除去する
    第3の段階とを経て製造されてなる配線基板。
  2. 【請求項2】前記レーザの波長が150nm〜400nmの範囲に
    設定されることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
  3. 【請求項3】前記レーザのエネルギ密度が、0.5J/cm2
    3J/cm2の範囲に設定されることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の配線基板。
  4. 【請求項4】前記レーザのパルス幅を1μs以下とする
    ことを特徴とする請求項1,2または3記載の配線基板。
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