JP3948624B2 - Multilayer circuit board manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は多層回路基板の製造方法に関し、更に詳しくは、ビルドアップ工法で多層回路基板を製造する際に、レーザ照射で穿設されたビアホールの壁面に信頼性の高いめっき皮膜を形成することができ、同時にスルーホール間におけるマイグレーション現象の発生を防止することができる多層回路基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer circuit board, and more particularly, when a multilayer circuit board is manufactured by a build-up method, a highly reliable plating film can be formed on the wall surface of a via hole drilled by laser irradiation. The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer circuit board capable of preventing the occurrence of a migration phenomenon between through holes at the same time.
多層回路基板の製造方法に関しては、現在、ビルドアップ工法が概ね中心になっている。
このビルドアップ工法においては、まず、ガラス繊維を補強材とし例えばエポキシ樹脂をマトリックスとするガラス繊維強化樹脂基板の表面に、通常は銅から成る導体回路の所定パターンが形成されている回路基板をコア基板として用意する。そして、このコア基板の上に、Ｂステージ状態のガラス繊維強化樹脂基板（ＰＰ材）と銅箔を重ね合わせて全体に熱圧プレスを行い、ＰＰ材を熱硬化させると同時にそれをコア基板に接合して一体化構造の中間材(1)を製造する。
As for the manufacturing method of the multilayer circuit board, the build-up method is mainly at present.
In this build-up method, first, a circuit board in which a predetermined pattern of a conductor circuit usually made of copper is formed on the surface of a glass fiber reinforced resin board using glass fiber as a reinforcing material, for example, an epoxy resin as a matrix is cored. Prepare as a substrate. Then, a glass fiber reinforced resin substrate (PP material) in a B-stage state and a copper foil are superimposed on this core substrate, and the whole is hot-pressed to thermally cure the PP material, and at the same time, use it as a core substrate. The intermediate material (1) having an integrated structure is manufactured by bonding.
ついで、この中間材(1)の表面におけるビアホール穿設予定箇所を、回路形成のプロセス技術を用いてラージウインドとして形成する。
そして、所定箇所に例えば炭酸ガスレーザを照射して、そこに、コア基板の導体回路の表面にまで至る微小口径のビアホールを穿設する。このビアホールの穿設が終了すると、続いて例えばＮＣ施盤を用いて、中間材(1)の所定箇所にその表面から裏面にかけて厚み方向に貫通するスルーホールをドリル研削し、ビアホールとスルーホールが穿設されている中間材(2)を製造する。
Next, a via-hole-scheduled portion on the surface of the intermediate material (1) is formed as a large window by using a circuit forming process technique.
Then, for example, a carbon dioxide laser is irradiated to a predetermined location, and a via hole having a small diameter reaching the surface of the conductor circuit of the core substrate is formed there. When the drilling of the via hole is completed, a through hole penetrating in the thickness direction from the front surface to the rear surface is drilled at a predetermined position of the intermediate material (1) using, for example, an NC lathe to drill the via hole and the through hole. The intermediate material (2) is manufactured.
このようにして製造された中間材(2)に対しては、めっき処理を施して樹脂基板の表面、スルーホールの壁面、ビアホールの内面に一旦めっき皮膜を形成したのち、樹脂基板の表面に前記めっき皮膜から成る導体回路の所定パターンを形成してコア基板の上に２層目の回路基板が組み上げられる。
そして、この２層目の回路基板の上に、更に、３層目、４層目…の回路基板が順次組み上げられて、目的層数の多層回路基板が製造される。
For the intermediate material (2) manufactured in this way, the plating treatment is performed to form a plating film once on the surface of the resin substrate, the wall surface of the through hole, the inner surface of the via hole, and then the surface of the resin substrate. A predetermined pattern of a conductor circuit made of a plating film is formed, and a second-layer circuit board is assembled on the core board.
Then, the third, fourth,... Circuit boards are sequentially assembled on this second layer circuit board to produce a multilayer circuit board having the desired number of layers.
そのとき、各層の回路基板の製造に関しては、下層の回路基板の上に積層されたガラス繊維強化樹脂基板に対してレーザ照射によるビアホールの穿設、ＮＣ旋盤を用いたスルーホールのドリル研削がこの順序で行われるので、この過程で製造される中間材には、ビアホールとスルーホールが同時に形成されていることになる。
その場合、レーザ照射により形成されたビアホールの壁面のうち、主としてコア基板の導体回路の表面にはマトリックス樹脂またはその熱変質物が残存しているので、通常、当業者間にあっては、前記しためっき処理に先立ち、これら樹脂残渣の除去処理が行われている。
At that time, regarding the manufacture of the circuit board of each layer, drilling of a via hole by laser irradiation and drilling of a through hole using an NC lathe is performed on the glass fiber reinforced resin substrate laminated on the lower circuit board. Since the steps are performed in order, the via material and the through hole are simultaneously formed in the intermediate material manufactured in this process.
In that case, among the wall surfaces of the via holes formed by laser irradiation, the matrix resin or its thermally altered material remains mainly on the surface of the conductor circuit of the core substrate. Prior to the treatment, a removal treatment of these resin residues is performed.
このような樹脂残渣を除去しないでめっき処理を行うと、ビアホール内の導体回路の表面にはめっき皮膜が成膜されず、ビアホールは下層に位置するコア基板の導体回路との間で導通がとれず、得られた多層回路基板における層間接続が損なわれるからである。
このような樹脂残渣の除去処理に関しては、例えば、中間材(2)をエーテルやアルコールなどの溶剤と水酸化ナトリウム水溶液との混合溶液へ浸漬して樹脂残渣を膨潤させ、ついで過マンガン酸カリウムのアルカリ水溶液に浸漬して樹脂残渣をエッチング除去し、更にアミン類の還元性酸化水溶液で中和して、ビアホール内の導体回路表面を清浄にする方法が行われている（特許文献１を参照）。
If plating treatment is performed without removing such resin residue, no plating film is formed on the surface of the conductor circuit in the via hole, and the via hole is electrically connected to the conductor circuit of the core substrate located in the lower layer. This is because the interlayer connection in the obtained multilayer circuit board is impaired.
With regard to such a resin residue removal treatment, for example, the intermediate material (2) is immersed in a mixed solution of a solvent such as ether or alcohol and an aqueous sodium hydroxide solution to swell the resin residue, and then potassium permanganate. A method of cleaning the surface of a conductor circuit in a via hole by dipping in an aqueous alkali solution to remove the resin residue by etching and further neutralizing with a reducing oxidizing aqueous solution of amines has been performed (see Patent Document 1). .
なお、この樹脂残渣除去処理の過程で、ビアホールだけではなくスルーホールの壁面も上記した各種の薬液に晒されるのであるが、次工程のめっき処理時にスルーホールに不都合は生じない。
ところで、ビアホールそれ自体に関していえば、最近、ビアホールの細径化が進むなかで次のようなことが問題となっている。すなわち、レーザ照射でビアホールを穿設したときに、当該ビアホールの壁面に突出するガラス繊維の問題である。
In the process of removing the resin residue, not only the via holes but also the wall surfaces of the through holes are exposed to the various chemicals described above. However, there is no problem with the through holes during the plating process in the next step.
By the way, with regard to the via hole itself, the following has become a problem as the diameter of the via hole has recently been reduced. That is, there is a problem of glass fibers protruding on the wall surface of the via hole when the via hole is drilled by laser irradiation.
これを図８を用いて説明する。
樹脂基板３にレーザ照射してコア基板の導体回路１の表面１ａにまで至るビアホール２を穿設すると、樹脂基板３の補強材であるガラス繊維３Ｂはマトリックス樹脂３Ａに比べて熱分解しにくいので、形成されたビアホール２の壁面２ａでは、ガラス繊維３Ｂの一部３ｂが壁面２ａから突出した状態で残存する。
This will be described with reference to FIG.
When the
このような状態になっているビアホール２に無電解めっきと電気めっきを順次行うと、マトリックス樹脂３Ａから成る壁面３ａだけではなく、個々のガラス繊維３Ｂの突出部３ｂにもめっき皮膜が成膜されて、ビアホール２の断面は突出部３ｂの箇所で狭隘となる。そのため、ビアホール２の底部側にめっき液が充分に供給されなくなると同時に、突出部３ｂの陰の部分では極度にめっき液の供給状態が悪くなる。
When electroless plating and electroplating are sequentially performed on the via hole 2 in such a state, a plating film is formed not only on the
その結果、ビアホール２の壁面２ａに成膜されためっき皮膜４は、図８で示したように、厚みは全体として不均一になり、かつ、ビアホール内において、導体回路の表面１ａと樹脂基板３の境界部では非常に薄くなる。
ビアホールがこのような状態になっていると、最終的に製造した多層回路基板は、耐熱試験時や部品のはんだ付け表面実装時、すなわち反復する熱負荷がかかったとき、前記した境界部分でクラックが発生して断線が起こりやすくなり、製品としての信頼性が低下する。
As a result, as shown in FIG. 8, the plating film 4 formed on the
If the via hole is in such a state, the finally manufactured multilayer circuit board will crack at the boundary portion described above during the heat resistance test or when the parts are soldered to the surface, that is, when a repeated thermal load is applied. Will occur and wire breakage will easily occur, reducing the reliability of the product.
上記した問題を解消するためには、ビアホール内におけるガラス繊維の突出部を除去してビアホールの壁面を面一状態にすればよいわけであるが、その方法としては、例えば、レーザ照射でビアホールを穿設したのち、直ちに当該ビアホールの壁面を例えばフッ化アンモニウム水溶液で処理し、壁面に突出しているガラス繊維をエッチング除去する方法が提案されている（特許文献２を参照）。
ところで、上記した特許文献２の方法を、実際の多層回路基板の製造工程に組み込んだ場合には、次のような問題が生じてくる。
まず、ビアホールの壁面に突出しているガラス繊維が必ずしも有効にエッチング除去されないという問題である。
これは、レーザ照射によって溶融したマトリックス樹脂の一部が個々のガラス繊維の突出部に付着して当該ガラス繊維を被覆し、この樹脂被覆により、エッチャント（フッ化物）が直接ガラス繊維と接触しなくなるからである。
By the way, when the above-described method of Patent Document 2 is incorporated in an actual manufacturing process of a multilayer circuit board, the following problems arise.
First, there is a problem that glass fibers protruding from the wall surface of the via hole are not necessarily effectively removed by etching.
This is because part of the matrix resin melted by the laser irradiation adheres to the protrusions of the individual glass fibers to cover the glass fibers, and this resin coating prevents the etchant (fluoride) from coming into direct contact with the glass fibers. Because.
また、一連の多層回路基板の製造工程において、ビアホールとスルーホールが形成されている前記中間体(2)に、特許文献２の方法を適用すると、中間体(2)のビアホールでは上記した問題が発生することもあるが、そのことの外にスルーホールでは次のような問題が発生しやすくなる。
まず、スルーホールは比較的大径であり、その壁面には各層の補強材であるガラス繊維の切削端面が表出している。そして、大径であるため、特許文献２の方法を適用した場合にはスルーホール内におけるエッチャントの液回りはよい。
Further, when the method of Patent Document 2 is applied to the intermediate body (2) in which via holes and through holes are formed in a series of multilayer circuit board manufacturing processes, the above-described problems are caused in the via holes of the intermediate body (2). In some cases, the following problems are likely to occur in the through hole.
First, the through hole has a relatively large diameter, and a cut end surface of glass fiber, which is a reinforcing material of each layer, is exposed on the wall surface. And since it is a large diameter, when the method of patent document 2 is applied, the liquid around the etchant in the through hole is good.
そのため、切削端面からその長手方向におけるガラス繊維の表面溶解が進み、当該ガラス繊維とマトリックス樹脂との界面に微細なクリアランスが生じてきて、めっき処理時にはこのクリアランスにめっき液が滲透していき、ここにもめっき皮膜が生成するようになる。いわゆるウィッキング（wicking）現象が悪化する。
このような状態になると、本来は絶縁状態になければならないスルーホール間で擬似短絡が発生して、いわゆるマイグレーション（migration）が起こりやすくなり、製造された多層回路基板の動作信頼性が著しく低下する。
Therefore, the surface dissolution of the glass fiber in the longitudinal direction proceeds from the cutting end surface, and a fine clearance is generated at the interface between the glass fiber and the matrix resin, and the plating solution penetrates into this clearance during the plating process. In addition, a plating film is formed. The so-called wicking phenomenon gets worse.
In such a state, a pseudo short-circuit occurs between the through holes that should originally be in an insulating state, so that so-called migration is likely to occur, and the operational reliability of the manufactured multilayer circuit board is significantly reduced. .
本発明は、上記したような問題を解決し、ビアホール内に成膜されるめっき皮膜は反復する熱負荷に対する良好な耐性を備え、同時にスルーホール間におけるマイグレーションも発生しづらく、したがって使用時における高い信頼性を有する多層回路基板の製造方法の提供を目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and the plating film formed in the via hole has a good resistance to repeated heat loads, and at the same time, migration between through holes is difficult to occur, and therefore high in use. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a reliable multilayer circuit board.
上記した目的を達成するために、本発明においては、ビルドアップ工法による多層回路基板の製造方法において、下層の回路基板の上に積層されたガラス繊維強化樹脂基板にビアホールとスルーホールを形成する際に、
回路形成のプロセス技術によるラージウインドの形成処理；
レーザ照射によるビアホールの穿設処理；
前記ビアホール内に残存する樹脂残渣の除去処理；
前記ビアホールの壁面から突出するガラス繊維のエッチング除去処理；
スルーホールの穿設処理；および、
前記スルーホール内に残存する樹脂残渣の除去処理；
を順次行う工程を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法が提供される。
In order to achieve the above object, in the present invention, in the method of manufacturing a multilayer circuit board by a build-up method, when forming via holes and through holes in a glass fiber reinforced resin substrate laminated on a lower circuit board, In addition,
Large window formation processing by circuit formation process technology;
Via hole drilling by laser irradiation;
Removal treatment of resin residue remaining in the via hole;
Etching removal treatment of glass fiber protruding from the wall surface of the via hole;
Through-hole drilling process; and
Removal treatment of resin residue remaining in the through hole;
The manufacturing method of the multilayer circuit board characterized by including the process of performing sequentially is provided.
本発明によれば、ビアホール内のガラス繊維のエッチング除去処理時には、いまだスルーホールは穿設されていないので、その後形成されるスルーホール間では、ウィッキング現象に基づくマイグレーションは起こらない。したがって、製造された多層回路基板における擬似短絡を確実に防止することができる。
また、ビアホールの壁面から突出するガラス繊維のエッチング除去処理に関しては、その前段で、レーザ照射時にガラス繊維に付着したマトリックス樹脂を除去するので、壁面に突出しているガラス繊維のエッチング除去を確実に行うことができる。そのことによって、めっき処理時にビアホール内での液回りは良好になってその壁面には厚みが均一なめっき皮膜が成膜され、熱負荷を受けたときの当該めっき皮膜におけるクラックの発生などが有効に防止される。
According to the present invention, at the time of the etching removal processing of the glass fiber in the via hole, since the through hole is not yet drilled, the migration based on the wicking phenomenon does not occur between the through holes formed thereafter. Therefore, the pseudo short circuit in the manufactured multilayer circuit board can be reliably prevented.
In addition, regarding the etching removal processing of the glass fiber protruding from the wall surface of the via hole, the matrix resin attached to the glass fiber at the time of laser irradiation is removed in the preceding stage, so that the glass fiber protruding from the wall surface is reliably removed by etching. be able to. As a result, the liquid flow in the via hole is improved during the plating process, and a plating film with a uniform thickness is formed on the wall surface, and the occurrence of cracks in the plating film when subjected to a thermal load is effective. To be prevented.
このように、本発明によれば、総じて、使用時における信頼性の高い多層回路基板を製造することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a multilayer circuit board having high reliability in use.
本発明方法は、ビルドアップ工法で多層回路基板を製造する一連の工程のうち、ビアホールとスルーホールを形成する工程が後述する処理を後述する順序で配置して構成されているところに最大の特徴を有していて、上記工程に続くめっき処理工程、導体回路の形成工程などは従来と変わることはない。
以下、図面に則して本発明におけるビアホールとスルーホールの形成を詳細に説明する。
The method of the present invention is characterized in that, among a series of steps for manufacturing a multilayer circuit board by a build-up method, the step of forming a via hole and a through hole is configured by arranging the processing described later in the order described later. The plating process following the above process, the process of forming the conductor circuit, etc. are not different from the conventional ones.
The formation of via holes and through holes in the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
まず、図１で示したように、ガラス繊維１１Ａを補強材とし、例えばエポキシ樹脂をマトリックス樹脂１１Ｂとするガラス繊維強化樹脂基板Ａ0の表面に、導体回路１２が所定のパターンで配線されている回路基板がコア基板Ａ0として用意される。
ついで、ガラス繊維１３Ａとマトリックス樹脂１３Ｂから成り、Ｂステージ状態のガラス繊維強化樹脂基板１３、銅箔１４をこの順序でコア基板Ａ0の上面と下面に重ね合わせて全体に熱圧プレスを行い、樹脂基板１３を熱硬化させると同時にそれをコア基板Ａ0に接合して、中間材Ａ1を製造する（図２）。
First, as shown in FIG. 1, the
Then, made of
そして、この中間材Ａ1に対して、以下の処理が順次施される。
（１）ラージウインドの形成処理
まず、中間材Ａ1の銅箔表面１４ａに、フォトリソグラフィーとエッチングなど、通常の回路形成のプロセス技術を適用して、銅箔１４にビアホールの穿設予定箇所を含むラージウインド１５を開け、そこからガラス繊維強化樹脂基板１３の表面１３ａが露出している中間材Ａ2を製造する（図３）。
Then, with respect to the intermediate member A 1, the following processing is sequentially performed.
(1) Large window formation process, first, the
（２）ビアホールの穿設処理
中間材Ａ2のラージウインド内の所定箇所に例えば炭酸ガスレーザを照射して、表面１３ａから導体回路１２の表面１２ａにまで至る所定口径のビアホール１６を穿設して、図４で示した中間材Ａ3を製造する。
このビアホール１６の場合、導体回路１２の表面１２ａには樹脂残渣があり、また壁面１６ａにはガラス繊維１３Ａが突出し、しかもその突出部の表面の全部または一部をレーザ照射時に溶融したマトリックス樹脂１３Ｂ’が被覆または付着している。
(2) Via hole drilling process A predetermined hole in the large window of the intermediate material A 2 is irradiated with, for example, a carbon dioxide gas laser to drill a via
In the case of this via
（３）樹脂残渣の除去処理
この処理では、突出するガラス繊維１３Ａの表面を被覆または付着している樹脂残渣と、導体回路の表面１２ａに残存する樹脂残渣を除去し、壁面１６ａから突出するガラス繊維の表面および導体回路の表面１２ａと清浄化する。
具体的には、特許文献１の方法が適用される。
(3) Resin residue removal treatment In this treatment, the resin residue covering or adhering the surface of the protruding
Specifically, the method of Patent Document 1 is applied.
すなわち、最初に中間材Ａ3を例えばアルコールと水酸化ナトリウム水溶液の熱混合溶液に浸漬して樹脂残渣を膨潤させ、ついで例えば過マンガン酸カリウムのアルカリ水溶液に浸漬して膨潤した樹脂残渣をエッチング除去し、更に例えばアミン化合物の硫酸溶液に浸漬して中和処理を行う。
このようにして、図５で示したように、ビアホール１６内では、壁面１６ａから突出するガラス繊維１３Ａの表面と導体回路の表面１２ａに樹脂残渣が付着していない清浄な表面になっている中間材Ａ4が製造される。
That is, first, the intermediate material A 3 is immersed in, for example, a hot mixed solution of alcohol and sodium hydroxide solution to swell the resin residue, and then immersed in an alkaline aqueous solution of potassium permanganate, for example, to remove the swollen resin residue by etching. Further, for example, it is immersed in a sulfuric acid solution of an amine compound and neutralized.
In this way, as shown in FIG. 5, in the via
（４）ガラス繊維のエッチング除去処理
この処理では、ビアホールの壁面から突出しているガラス繊維の突出部分が除去される。
具体的には、中間材Ａ3を例えばフッ化水素酸溶液、ホウフッ化水素酸溶液などのフッ化物溶液に浸漬すればよい。このとき、用いるフッ化物溶液のフッ化物濃度が高すぎたり、また溶液温度が高すぎたり、更には浸漬処理の時間が長すぎたりすると、ガラス繊維のうち、ビアホールの壁面１６ａから突出している部分だけではなく、マトリックス樹脂内の部分までもエッチング除去されてしまうので、用いるフッ化物溶液の種類に対応して、濃度、温度、処理時間は適切に選択される。
(4) Etching removal processing of glass fiber In this processing, the protruding portion of the glass fiber protruding from the wall surface of the via hole is removed.
Specifically, the intermediate material A 3 may be immersed in a fluoride solution such as a hydrofluoric acid solution or a borohydrofluoric acid solution. At this time, if the fluoride concentration of the fluoride solution to be used is too high, the solution temperature is too high, or the immersion treatment time is too long, the portion of the glass fiber that protrudes from the
このようにして、図６で示したように、ガラス繊維１３Ａが壁面１６ａから突出していないスルーホール１６を有する中間材Ａ5が製造される。
（５）スルーホールの穿設処理
この処理では、以上の一連の処理を経て得られた中間材Ａ5に対してはじめてスルーホールが穿設され、図７で示したような中間材Ａ6が製造される。
In this way, as shown in FIG. 6, the intermediate material A 5 having the through
(5) Through-hole drilling process In this process, a through-hole is first drilled in the intermediate material A 5 obtained through the above-described series of processes, and the intermediate material A 6 as shown in FIG. Manufactured.
具体的には例えばＮＣ旋盤を用いて、中間材Ａ5の銅箔表面１４ａから当該中間材Ａ5の裏面まで貫通するスルーホール１７がドリル研削される。
（６）スルーホール内樹脂残渣の除去処理
中間材Ａ6のスルーホール壁面１７ａには、ドリル研削時に発生するマトリックス樹脂やガラス繊維の切削屑が付着していることがあり、またドリル研削時の熱でマトリックス樹脂が壁面に溶着していることもある。そのため、これらを除去するために、樹脂残渣の除去処理が行われる。
Specifically, for example by using a NC lathe, the through-
(6) The through
具体的には、中間材Ａ6のスルーホールの壁面に対し、ビアホール内の樹脂残渣の除去処理と同じ処理が施される。このようにして中間材Ａ7が得られる（図示しない）。
この中間材Ａ7を、めっき処理工程、導体回路の形成工程に順次移送することにより、２層目の回路基板がコア基板の上に組み上げられ、２層回路基板が製造される。
そして、この２層回路基板をコア基板として、この上に積層されたガラス繊維強化樹脂基板に対し、上記操作を反復することにより、所望する層数の多層回路基板が製造される。
Specifically, the wall of the through hole of the intermediate member A 6 to the same processing is performed and removal treatment of the resin residue in the via hole. In this way, an intermediate material A 7 is obtained (not shown).
By sequentially transferring the intermediate material A 7 to the plating process and the conductor circuit forming process, the second-layer circuit board is assembled on the core substrate, and the two-layer circuit board is manufactured.
A multilayer circuit board having a desired number of layers is manufactured by repeating the above operation on the glass fiber reinforced resin board laminated on the two-layer circuit board as a core board.
その場合、一連の処理によって得られた中間材Ａ7は、ビアホール内には樹脂残渣はなく、また壁面からガラス繊維も突出していない。そして、スルーホールの壁面に対してはガラス繊維のエッチング除去処理（フッ化物処理）が行われていないので、ウィッキング現象は悪化していない。
したがって、この中間材Ａ7にめっき処理を行っても、ビアホールにおいては図８で示したような問題は発生しておらず、また、ウィッキング現象に基づくマイグレーションも起こらない。
In that case, the intermediate material A 7 obtained by a series of treatments has no resin residue in the via hole, and no glass fiber protrudes from the wall surface. And since the glass fiber etching removal treatment (fluoride treatment) is not performed on the wall surface of the through hole, the wicking phenomenon is not deteriorated.
Therefore, even if the intermediate material A 7 is plated, the problem as shown in FIG. 8 does not occur in the via hole, and migration based on the wicking phenomenon does not occur.
このようなことから、製造された多層回路基板は、反復する熱負荷に対する耐性が良好であり、高い使用信頼性を備えている。 For this reason, the manufactured multilayer circuit board has good resistance to repeated heat loads and has high use reliability.
１．２層回路基板の製造
図１で示したコア基板Ａ0の上面と下面に、ガラスクロス１３Ａとエポキシ樹脂１３Ｂから成る厚み０.０６mmのＰＰ材と厚み５mmの銅箔をこの順序で重ね、熱圧プレスして図２で示した中間材Ａ1を製造した。
この中間材Ａ1に対し、以下の条件で各処理を順次施した。
The upper and lower surfaces of the core substrate A 0 shown in 1.2-layer circuit manufacturing diagram 1 of the substrate, overlapping the copper foil PP material and thickness 5mm thickness 0.06mm comprising a
Each treatment was sequentially performed on the intermediate material A 1 under the following conditions.
（１）ラージウインドの形成処理
中間材Ａ1の銅箔表面１４ａに回路形成のプロセス技術を適用して、直径３００μｍのラージウインドを形成し、そこにガラス繊維強化樹脂基板１３の表面を露出させ、図３で示した中間材Ａ2を製造した。
（２）ビアホールの穿設処理
ラージウインド１５の表面に炭酸ガスレーザを照射して、１.６×１０5個／ｍ2の密度でビアホール１６を穿設して図４で示した中間材Ａ3を製造した。各ビアホール１６の上部開口の径は１００μｍ、底面（導体回路の表面１２ａ）の径は８０μｍである。
(1) by applying the process technology of the circuit formed on the large window of the forming process the intermediate material A 1 of the
(2) Drilling process of via hole The surface of the
（３）ビアホール内樹脂残渣の除去処理
中間材Ａ3を、スウェリングディップセキュリガントＰ（商品名、アドテックジャパン（株）製、ジエチレングリコール５０質量％以下、エチレングリコール１０〜２０質量％を含有）４００〜５００ｇ／Ｌと濃度１〜３ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液との混合溶液に、温度７３±５℃で５分間浸漬して膨潤処理を行ったのち引き上げた。
(3) Removal treatment of resin residue in via hole Intermediate material A 3 is treated with Swelling Dip Securigant P (trade name, manufactured by Adtech Japan Co., Ltd., containing 50% by mass or less of diethylene glycol and 10 to 20% by mass of ethylene glycol) 400 It swelled in a mixed solution of ˜500 g / L and a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 to 3 g / L at a temperature of 73 ± 5 ° C. for 5 minutes, and then pulled up.
水洗後、過マンガン酸カリウム（日本化学工業（株）製、純度９９.５％）４５〜６０ｇ／Ｌと濃度３５〜５５ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液との混合溶液に、温度７３±５℃で５分間浸漬して樹脂残渣のエッチング除去処理を行った。
ついで、水洗し、マギュダイザー９２７９（商品名、日本マクダーミッド（株）製、アミン化合物の含有量５〜２０質量％）と０.７５±０.２５Ｎの硫酸との混合溶液（マギュダイザー９２７９の濃度を１０±２mL／Ｌに調整）に、温度４３±３℃で５分間浸漬して中和処理を行い、図５で示した中間材Ａ4を製造した。
After washing with water, a mixture of 45 to 60 g / L potassium permanganate (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., purity 99.5%) and an aqueous sodium hydroxide solution having a concentration of 35 to 55 g / L was added to a temperature of 73 ± 5 ° C. The resin residue was etched away by immersion for 5 minutes.
Next, it was washed with water and mixed solution of Magu dizer 9279 (trade name, manufactured by Nihon McDermid Co., Ltd., amine compound content 5-20% by mass) and sulfuric acid of 0.75 ± 0.25 N (Mug dither 9279 concentration 10). (Adjusted to ± 2 mL / L) for 5 minutes at a temperature of 43 ± 3 ° C. for neutralization to produce intermediate material A 4 shown in FIG.
（４）ガラス繊維のエッチング除去処理
中間材Ａ5を、ガラスエッチアディティブ（製品名、メルテックス（株）製、ホウフッ化水素酸４７質量％を含有）の濃度３０mL／Ｌ水溶液に、温度４５±５℃で７.５分間浸漬した。
そして充分に水洗して図６で示した中間材Ａ5を製造した。
(4) etching removal process intermediate material A 5 of glass fiber, glass etch additive concentration 30 mL / L aqueous solution of (product name, Meltex Co., fluoroboric acid 47 containing mass%), temperature 45 ± It was immersed for 7.5 minutes at 5 ° C.
Then, it was sufficiently washed with water to produce the intermediate material A 5 shown in FIG.
（５）スルーホールの穿設処理
中間材Ａ5の所定箇所にＮＣ旋盤で口径０.３mmのスルーホール１７を穿設して、図７で示した中間材Ａ6を製造した。
（６）スルーホール内樹脂残渣の除去処理
中間材Ａ6を、エッチング処理時の浸漬時間が５分間であったことを除いてはビアホール内の樹脂残渣の除去処理と同じ条件で処理して中間材Ａ7（図示しない）を製造した。
(5) Through hole drilling process A through
(6) Removal process of resin residue in through hole Intermediate material A 6 was processed under the same conditions as the removal process of resin residue in the via hole except that the immersion time during the etching process was 5 minutes. Material A 7 (not shown) was produced.
ついで、この中間材Ａ7に、常用の無電解銅めっき、電気銅めっきを順次行い、更に導体回路を形成して２層回路基板を製造した。
比較のために、中間材Ａ2のラージウインドにレーザ照射してビアホールを穿設し、ついでＮＣ旋盤を用いてスルーホールを穿設し、ついで、実施例と同じ条件で、ガラス繊維のエッチング除去処理、樹脂残渣の除去処理をこの順序で行ってから２層回路基板を製造した。これを比較例１とする。
Then, this intermediate member A 7, electroless copper plating conventional, sequentially performs a copper electroplating to produce two-layer circuit board to form a further conductor circuit.
For comparison, laser irradiation is performed on the large window of the intermediate material A 2 to form a via hole, and then a through hole is formed using an NC lathe, and then the glass fiber is etched and removed under the same conditions as in the example. The two-layer circuit board was manufactured after performing the processing and the resin residue removal processing in this order. This is referred to as Comparative Example 1.
また、中間材Ａ2にビアホールとスルーホールを穿設し、実施例と同じ条件で、樹脂残渣の除去処理、ガラス繊維のエッチング除去処理をこの順序で行ってから２層回路基板を製造した。これを比較例２とする。
２．２層回路基板の評価試験
これら３種類の２層回路基板をそれぞれ１０枚製造し、それぞれから無作為に５枚取り出した。ついで、各基板につき、あるスルーホールの中心とそれに隣接するスルーホールの中心とを結ぶ線で厚み方向に切断して断面を表出させ、またあるビアホールにつきその中心で厚み方向に切断して断面を表出させ、それぞれの断面をレーザ顕微鏡で観察した。観察結果を表１に示す。
Further, bored a hole and a through hole in the intermediate material A 2, under the same conditions as in Example, the removal treatment of the resin residue to produce two-layer circuit board after performing etching removal process of the glass fiber in this order. This is referred to as Comparative Example 2.
2.2 Evaluation Test of Layered Circuit Board Ten of each of these three types of two-layer circuit boards were manufactured, and five sheets were randomly taken from each. Next, for each substrate, cut the cross section in the thickness direction by a line connecting the center of a through hole and the center of the adjacent through hole, and expose the cross section of the via hole in the thickness direction at the center. And each cross section was observed with a laser microscope. The observation results are shown in Table 1.
このように、比較例１、比較例２の場合は、スルーホールに対してガラス繊維のエッチング除去処理が施されるので、ウィッキング現象に基づくマイグレーションが発生する確率が大である。また、比較例２の場合は、ガラス繊維のエッチング除去処理に先立って樹脂残渣の除去処理が行われているので、ビアホールでは成膜されるめっき皮膜の厚みが均一になっている。 Thus, in the case of the comparative example 1 and the comparative example 2, since the glass fiber etching removal process is performed with respect to a through hole, the probability that the migration based on a wicking phenomenon will generate | occur | produce is large. Moreover, in the case of the comparative example 2, since the resin residue removal process is performed prior to the glass fiber etching removal process, the thickness of the plating film formed in the via hole is uniform.
次に、実施例、比較例１、および比較例２で得られた２層回路基板について、以下のようにして熱負荷に対する耐性を調べた。
上記した回路基板につき、定温下で、ビアホール部の導通に関する抵抗値を測定しておき、その後、回路基板に、温度２６０℃で１０秒の加熱−１５秒かけて移送−温度２０℃で２０秒の冷却を１サイクルとする熱負荷を１００サイクル与え、そのときのビアホール部の導通に関する抵抗値を測定した。測定枚数は５枚であった。
Next, with respect to the two-layer circuit boards obtained in the example, the comparative example 1, and the comparative example 2, the resistance to the thermal load was examined as follows.
With respect to the circuit board described above, the resistance value related to the conduction of the via hole portion was measured at a constant temperature, and then transferred to the circuit board at a temperature of 260 ° C. for 10 seconds—transferd over 15 seconds—at a temperature of 20 ° C. for 20 seconds. A thermal load with one cycle of cooling was applied for 100 cycles, and the resistance value related to conduction in the via hole portion at that time was measured. The number of sheets measured was 5.
この抵抗値が増加する回路基板は、上記した熱負荷サイクルの過程で回路の断線などが発生していることを意味する。逆に、この抵抗値が変わらない回路基板は、熱負荷を受けても断線などを起こさず、信頼性が高いことを意味する。結果を表２に示す。 The circuit board having an increased resistance value means that a circuit breakage or the like has occurred in the process of the thermal load cycle described above. Conversely, a circuit board whose resistance value does not change does not cause disconnection or the like even when subjected to a thermal load, meaning that it has high reliability. The results are shown in Table 2.
表２から次のことが明らかである。
（１）比較例１は、ガラス繊維に付着している樹脂残渣のためガラス繊維のエッチング除去が効率よく進まないので、ビアホールの内部は図８で示したような状態になっていて、ビアホールの底部の薄いめっき部分の断線が起こり、試験後の抵抗値が増加しているものと考えられる。
From Table 2, the following is clear.
(1) In Comparative Example 1, etching removal of the glass fiber does not proceed efficiently due to the resin residue adhering to the glass fiber. Therefore, the inside of the via hole is in a state as shown in FIG. It is considered that the thin plated portion at the bottom breaks and the resistance value after the test increases.
（２）実施例と比較例２は、ガラス繊維に付着した樹脂残渣を除去してからガラス繊維のエッチング除去を行っているので、ビアホール内のめっき厚は均一化して、熱負荷に耐えている。
しかし、比較例２の場合は、表１で示したようにマイグレーション発生の確率が大きいので、比較例２の製造工程は採用するわけにはいかない。
(2) In Example and Comparative Example 2, since the glass fiber is etched away after removing the resin residue adhering to the glass fiber, the plating thickness in the via hole is made uniform to withstand the heat load. .
However, in the case of the comparative example 2, since the probability of occurrence of migration is large as shown in Table 1, the manufacturing process of the comparative example 2 cannot be adopted.
本発明方法で製造された多層回路基板は、ビアホールの壁面は均一な厚みでめっきされているので、熱負荷が加わっても断線することがなく、またスルーホール間ではマイグレーションが起こらないので、例えば部品のはんだ付け実装時においても断線事故を起こすことがなく、使用上、信頼性が高い。 In the multilayer circuit board manufactured by the method of the present invention, the wall surface of the via hole is plated with a uniform thickness, so there is no disconnection even when a thermal load is applied, and no migration occurs between through holes. There is no disconnection accident when soldering and mounting parts, and it is highly reliable in use.
１ 導体回路
１ａ 導体回路１の表面
２ ビアホール
２ａ ビアホール２の壁面
３ ガラス繊維強化樹脂基板
３Ａ マトリックス樹脂
３Ｂ ガラス繊維
３ｂ 突出部
１１，１３ ガラス繊維強化樹脂基板
１１Ａ，１３Ａ ガラス繊維
１１Ｂ，１３Ｂ マトリックス樹脂
１２ 導体回路
１２ａ 導体回路１２の表面
１３ａ ガラス繊維強化樹脂基板１３の表面
１４ 銅箔
１４ａ 銅箔表面
１５ ラージウインド
１６ ビアホール
１６ａ ビアホール１６の壁面
１７ スルーホール
１７ａ スルーホール１７の壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductor circuit 1a Surface of conductor circuit 1 2 Via
Claims (1)
回路形成のプロセス技術によるラージウインドの形成処理；
レーザ照射によるビアホールの穿設処理；
前記ビアホール内に残存する樹脂残渣の除去処理；
前記ビアホールの壁面から突出するガラス繊維のエッチング除去処理；
スルーホールの穿設処理；および、
前記スルーホール内に残存する樹脂残渣の除去処理；
を順次行う工程を含むことを特徴とする多層回路基板の製造方法。 In the manufacturing method of the multilayer circuit board by the build-up method, when forming the via hole and the through hole in the glass fiber reinforced resin substrate laminated on the lower circuit board,
Large window formation processing by circuit formation process technology;
Via hole drilling by laser irradiation;
Removal treatment of resin residue remaining in the via hole;
Etching removal treatment of glass fiber protruding from the wall surface of the via hole;
Through-hole drilling process; and
Removal treatment of resin residue remaining in the through hole;
A process for producing a multilayer circuit board comprising the steps of sequentially performing the steps.
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