JP4519297B2

JP4519297B2 - ビアホール形成方法

Info

Publication number: JP4519297B2
Application number: JP2000286629A
Authority: JP
Inventors: 雅也西川
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP2002100866A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビアホール形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板に使用される絶縁性基板として、ガラス繊維を補強材とした樹脂基板が多用されている。この樹脂基板は一般的に、ガラス繊維糸を製織して布状に形成したガラス布に樹脂を含浸し、乾燥、硬化して板状に形成させたものである。この絶縁性基板の片面または両面に銅箔を積層した後、銅箔をエッチングして所定の導体回路を形成させることによって、プリント基板が製造される。
【０００３】
このようなプリント基板を多層化した多層回路基板を製造する場合において、内部に導電性物質を充填したビアホールによって絶縁性基板の表裏の導体回路を電気的に接続する技術が知られている。図３には、絶縁性基板１０１の所定の位置にビアホール１０２が形成された片面銅張積層板１０３を示した。このビアホール１０２内には、銅箔１０４を一方の電極として使用した電気メッキ法によって、メッキ金属１０５が充填されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各ビアホール１０２内に金属めっきを行う際に、メッキ金属１０５のメッキ高さＬにばらつきが生じる場合がある。このような場合には、メッキ高さＬが不足したビアホール１０２においては、隣接するプリント基板の導体回路との接触性が低下するおそれがあり、一方、メッキ高さＬが過剰となれば、多層回路基板の厚さ精度に狂いが生ずるおそれがあった。
【０００５】
本発明者は、上記した問題を解決すべく鋭意研究してきたところ、全く意外にも、レーザによって形成されたビアホール１０２の形状にばらつきが存在するためにメッキ高さＬにばらつきが生じるという、当業者にも一考もされていなかった問題点があることを見出した。
【０００６】
すなわち、絶縁性基板１０１において、樹脂１０６部分はレーザのエネルギーによって容易に溶融、蒸発するために穴あけを容易に行うことができる。しかし、ガラス布１０７の存在する部分は樹脂１０６部分に比較して穴あけ速度が遅くなるため、ガラス繊維糸１０８が残留して孔内に突出する。このために、ビアホール１０２は、厚さ方向の中央部分が狭まった略鼓型の形状となってしまう。このようなビアホール１０２に電気メッキを行えば、メッキ液の流れが悪くなるためにメッキ金属１０５は均一に成長することができず、メッキ高さＬにばらつきが生じてしまう。
【０００７】
また、一般的にガラス布１０７はガラス繊維糸１０８を緯糸１０８Ａと経糸１０８Ｂがそれぞれ１本おきに上下しながら交差するように製織されているため、緯糸１０８Ａと経糸１０８Ｂの交差する部分は特にガラス繊維の密度が高くなる。この交差位置にビアホール１０２が位置する場合には、さらに穴あけ速度が遅くなるために、ビアホール１０２の内径がさらに狭まってしまう。このようなビアホール１０２においてはメッキ金属１０５の成長速度が遅くなるため、メッキ高さＬにばらつきが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、メッキ金属を充填する際にメッキ高さのばらつきを低減することのできるビアホール形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明に係るビアホール形成方法は、ガラス布に樹脂を含浸させてなる絶縁性基板にレーザ照射を行ってビアホールを形成するビアホール形成方法であって、レーザ照射後に前記ビアホール内に残留し孔内に突出するガラス繊維のみを除去するガラス除去処理を行い、前記ガラス除去処理後の前記ビアホール内にメッキにより金属を充填するものであって、前記ガラス除去処理が、レーザ照射後の前記絶縁性基板をフッ化アンモニウム水溶液に浸漬することによって行われるものであって、前記フッ化アンモニウム水溶液におけるフッ化アンモニウム濃度が０．１％〜２０％であり、浸漬時間が１分間〜１０分間であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に用いられる絶縁性基板とは、プリント基板用の絶縁性基板に通常用いられる基板であって、ガラス布に樹脂を含浸して板状に形成させたものである。ここで、ガラス布とは、ガラス繊維糸を製織して布状に形成させたものであってもよく、ガラス不織布であってもよい。また、ガラス布に含浸させる樹脂の種類は、プリント基板用の絶縁性基板に通常使用されるものであれば特に制限はなく、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が使用できる。この樹脂には、必要に応じて硬化促進剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線不透過剤、還元剤、充填剤等が添加されていてもよい。また、絶縁性基板の片面もしくは両面には導体層となる銅箔があらかじめ貼り付けられていてもよい。
【００１１】
また、ビアホールの形成手段であるレーザとしては、プリント基板の加工に通常使用されるレーザであれば特に制限はなく、例えば炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が使用できる。
【００１２】
また、ガラス除去処理としては、ガラスを選択的に溶解する作用を持つ化合物による処理等が使用できる。
【００１３】
また、前記ガラス除去処理がフッ化物処理であることを特徴とする。
【００１４】
ここで、フッ化物としては、フッ化アンモニウムが使用できる。また、処理方法としては、例えばフッ化物水溶液に絶縁性基板を浸漬することにより行うことができる。このとき、フッ化物水溶液の濃度は、使用するフッ化物の種類により変動し、一概に限定されないが、ガラス除去が充分に行われ、かつ、ガラス布が過剰に腐食されない濃度であることが好ましい。また、浸漬時間は使用するフッ化物の種類や濃度によって変動し、一概に限定されないが、ビアホール内に突出したガラスが充分に除去され、かつ、ガラス布が過剰に腐食されない範囲であることが好ましい。
【００１５】
【発明の作用、および発明の効果】
請求項１の発明によれば、ビアホール形成後に、ビアホール内に残留するガラス繊維を除去するためのガラス除去処理を行う。これにより、ビアホールの内壁を略垂直に形成することができる。このため、ビアホール内のめっき液の流れを良好にすることができ、めっき金属を均一に成長させることができる。また、ビアホールの形状が均一化され、めっき高さのばらつきを低減することができる。
【００１６】
また、ガラス除去処理としてはフッ化物処理を行う。フッ化物は、ガラスを溶解する性質を有しているため、ビアホール内に残留するガラス繊維を良好に除去することができる。また、フッ酸やフッ化アンモニウム等のフッ化物は安価に入手することができるため、低コストでガラス除去処理を行うことができる。さらに、多数のビアホールについてのガラス除去処理を一度に行うことが可能なため、ガラス除去処理を短時間で簡便に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態の絶縁性基板１は、ガラス繊維糸２（本発明のガラス繊維に該当する）を平織りに製織して布状としたガラス布３を、エポキシ樹脂４の入ったワニスタンクで樹脂含浸し、熱風式乾燥機で乾燥させて板状に形成させたガラス布基材エポキシ樹脂である。この絶縁性基板１の片面に全面に銅箔５を貼りつけて、片面銅張積層板６を形成させる（図１Ａ）。
【００１９】
この片面銅張積層板６の所定の位置に、絶縁性基板１の銅箔５とは反対側の面（図１において上面側）からレーザ照射を行い、絶縁性基板１の厚さ方向に貫通して銅箔５に到達するビアホール７を形成する（図１Ｂ）。レーザ加工は、例えばパルス発振型炭酸ガスレーザ加工装置によって行うことが可能であり、その場合には、パルスエネルギーが２．０ｍＪ〜１０．０ｍＪ、パルス幅が１μｓ〜１００μｓ、パルス間隔が０．５ｍｓ以上、ショット数が３〜５０という条件で形成することが望ましい。
【００２０】
このとき、絶縁性基板１においてガラス繊維糸２が存在する部分は、樹脂４部分に比較して穴あけ速度が遅くなるため、ガラス繊維糸２が残留して孔内に突出する。このために、ビアホール７は、厚さ方向の中央部分が狭まった略鼓型の形状となっている。
【００２１】
次いで、形成されたビアホール７について、ガラス除去処理を行う。ガラス除去処理は、例えばフッ化アンモニウム水溶液に片面銅張積層板６を浸漬することによって行う。これにより、ビアホール７内に突出したガラス繊維糸２が溶解されて除去され、ビアホール７の内壁が略垂直に形成される（図１Ｃ）。ここで、フッ化アンモニウムの濃度は０．１％〜２０％であることが好ましく、また、浸漬時間は１分間〜１０分間であることが好ましい。濃度および浸漬時間がこの範囲よりも低ければ、ガラス除去が充分に行われず、またこの範囲よりも高ければ、ガラス布が過剰に腐食されるおそれがあるからである。
【００２２】
その後、銅箔５をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の保護フィルム（図示せず）で保護しておき、銅箔５を一方の電極として電気メッキ法によってビアホール７内にメッキ金属８を充填する（図１Ｄ）。ここで、ビアホール７の内壁が略垂直に形成されているため、ビアホール７内のめっき液の流れを良好にすることができ、メッキ金属８を均一に成長させることができる。また、ビアホール７の形状が均一化されているため、メッキ高さＬのばらつきを低減することができる。
【００２３】
＜本実施形態による実施例＞
片面銅張積層板６として、ガラス布エポキシ樹脂により形成された厚さ１３０μｍの絶縁性基板１の片面に全面に厚さ１２μｍの銅箔５を貼り付けたものを用い、絶縁性基板１にレーザ照射により内径１００μｍのビアホール７を形成した。
【００２４】
形成されたビアホール７について、フッ化物処理を行った。５０ｇのフッ化アンモニウムを水に溶解して１０００ｍｌとし、これに硫酸５０ｇを加えてフッ化アンモニウム水溶液を調製した。このフッ化アンモニウム水溶液に、ビアホール７が形成された片面銅張積層板６を浸漬し、室温で３分間放置した。
【００２５】
その後、この片面銅張積層板６を水洗後、銅箔５を一方の電極とした電気メッキ法により、ビアホール７内にメッキ金属８を充填した。このメッキ金属８のメッキ高さＬを測定した。
【００２６】
メッキ高さＬの分布を示すグラフを、図２に示した。４５個のビアホール７について測定を行い、メッキ高さＬの平均値は１２２．８μｍ、標準偏差は５．０μｍであった。また、比較としてフッ化物処理を行わないビアホール７についてメッキ金属８を充填し、メッキ高さを測定したところ、その標準偏差は１７．３μｍであった。これらの結果より、フッ化物処理を行うことによってメッキ高さＬのばらつきが低減されていることがわかった。
【００２７】
以上のように本実施形態によれば、ビアホール７形成後に、ビアホール７内に残留するガラス繊維糸２を除去するためのガラス除去処理を行う。これにより、ビアホール７の内壁を略垂直に形成することができる。このため、ビアホール７内のメッキ液の流れを良好にすることができ、メッキ金属８を均一に成長させることができる。また、ビアホール７の形状が均一化され、メッキ高さＬのばらつきを低減することができる。
【００２８】
また、フッ化アンモニウム等のフッ化物を用いてガラス除去処理を行えば、ビアホール７内に残留するガラス繊維糸２を良好に除去することができる。また、フッ化物は安価に入手することができるため、低コストでガラス除去処理を行うことができる。さらに、フッ化物の水溶液に絶縁性基板１を浸漬することにより、多数のビアホール７についてのガラス除去処理を一度に行うことが可能なため、ガラス除去処理を短時間で簡便に行うことができる。
【００２９】
なお、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
（１）本実施形態では、メッキ金属８は電気メッキ法によってビアホール７内に充填したが、本発明によればメッキ金属の充填方法は本実施形態の限りではなく、例えば無電解メッキ法によってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のビアホール形成方法を示す断面図
（Ａ）片面銅張積層板の断面図
（Ｂ）片面銅張積層板にビアホールを形成させた断面図
（Ｃ）ビアホールにガラス除去処理を施した断面図
（Ｄ）ビアホールにメッキ金属を充填した断面図
【図２】メッキ金属のメッキ高さの分布を示すグラフ
【図３】従来のビアホールにメッキ金属を充填した断面図
【符号の説明】
１…絶縁性基板
２…ガラス繊維糸（ガラス繊維）
３…ガラス布
４…エポキシ樹脂（樹脂）
７…ビアホール

Claims

ガラス布に樹脂を含浸させてなる絶縁性基板にレーザ照射を行ってビアホールを形成するビアホール形成方法であって、
レーザ照射後に前記ビアホール内に残留し孔内に突出するガラス繊維のみを除去するガラス除去処理を行い、
前記ガラス除去処理後の前記ビアホール内にメッキにより金属を充填するものであって、
前記ガラス除去処理が、レーザ照射後の前記絶縁性基板をフッ化アンモニウム水溶液に浸漬することによって行われるものであって、前記フッ化アンモニウム水溶液におけるフッ化アンモニウム濃度が０．１％〜２０％であり、浸漬時間が１分間〜１０分間であることを特徴とするビアホール形成方法。