JP4683736B2

JP4683736B2 - Drilling method

Info

Publication number: JP4683736B2
Application number: JP2001022251A
Authority: JP
Inventors: 周一立野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: JP2002224874A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、多層配線基板及び半導体素子収納用パッケージなどに適した多層配線基板などに用いられるプリプレグに対して、配線層間を接続するための貫通導体を形成するために格子状に配列した貫通孔を穿孔するための製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、半導体素子は処理する情報量の増大につれ、情報（信号）の出し入れを行なう端子数が飛躍的に増大している。このため、シリコンチップに形成されるパッド数（Ｉ／Ｏパッド）は増大し、シリコンチップ下面に多数のパッドを形成する必要が生じている。このため、シリコンチップのＩ／Ｏパッドの密度は増加し、これを受ける配線基板に格子状に配列される垂直導体間の距離（ピッチ）も３００μｍ以下のものが必要になっている。
【０００３】
このような高密度配線の要求に対応するため、ビルドアツプ法と呼ばれる製造方法が用いられている。ビルドアップ法の基本構造としては、ＪＰＣＡ規格では（１）ベース＋ビルドアップ法、（２）全層ビルドアップ法の２種類に分類されている。
（１）ベース＋ビルドアップの製造方法は、ベース基盤の表面及び裏面に感光性樹脂塗布−露光−現像レジスト形成−エッチング−レジストを除去を１サイクルとして、これを工程を繰り返して順次配線層を形成するものである。
【０００４】
従来のベース基板となるプリント配線板は、ガラス繊維で補強したエポキシ樹脂の絶縁基板にドリルで加工し、その孔の内壁に銅メッキを行なって基板の表裏の電気的接続を行なっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、ベース＋ビルドアップ法でもベース基板自体の配線密度、特に貫通導体の形成密度が低く、ベース基板の表面と裏面との必要な数の電気接続ができないという問題が新たに発生している。
【０００６】
ところが、従来のドリル加工時にはミクロに観察すると高い応力と熱が発生するため、加工後の内壁には加工変質層と呼ばれるガラス繊維と樹脂が剥離した部分が生じており、銅メッキの工程でこの剥離部に活性なメッキ液が侵入し、マイグレーションと呼ばれる絶縁不良を発生していた。このため、従来のドリルなどを用いた方法ではビアとビアの間隔を狭くしてビアホール密度を上げることはできなかった。
【０００７】
また、ドリルの代わりに高エネルギーのレーザー光を照射して貫通孔を形成し、その内壁にメッキを行なったり、あるいは貫通孔に導電性ペーストを充填して電気的接続を行なうことも試みられている。しかし、レーザーでも熱による加工変質層が生じており、メッキの場合はドリルと同様にこの部分にメッキ液が侵入し絶縁信頼性を低下させていた。また、導電性ペーストを充填する場合には、加工変質層に沿って導電性金属が拡散し、満足な絶縁信頼性は得られなかった。
一方、（２）全層ビルドアップ法の１つである、ビアホール導体を、導電性ペースト突き当てによって形成する方法ではビアピッチを狭くし、ビアを密集させると、突起の突き当てが難しく、ビア間の絶縁信頼性が低下するためあまり高密度化できないという問題があった。また、アラミド不織布―エポキシ樹脂系の絶縁材料を用いる方法では、レーザーによるビア加工は容易であるが、アラミド樹脂の吸湿性が高いためにエポキシ樹脂も吸湿が進み、吸湿が原因の信頼性低下が生じるため、この方法でも、ビア密度の改善はできていなかった。
【０００８】
また、従来、レーザー光の照射によって貫通孔を略格子状に形成する場合、図４に示すように、例えば、格子配列の上段から下段に向かって順次レーザー光を照射して穿孔していた。ところが、かかる方法では、貫通孔のピッチ間隔が狭くなるに従い、レーザー光の照射時の加工熱の放散が困難となり貫通孔が変形し、それによってこの貫通孔に導体ペーストを充填した際に、隣接する貫通導体間でリークが発生するなどの問題があった。
【０００９】
特に、ガラス繊維の織布中に熱硬化性樹脂を含浸した、いわゆるプリプレグに対して貫通孔を形成する場合、レーザーの照射、特に炭酸ガスレーザーの照射によって形成することは困難であった。なぜならば、貫通孔密集部に加工熱が蓄積され、付近の温度が上昇するために樹脂が炭化したり、部分的に熱膨張が生じて変形し、必要な精度で貫通孔の加工を行なうことができなかった。また、レーザー光の加工熱により貫通孔内壁付近のガラス繊維と樹脂の界面に剥離が生じ、絶縁信頼性が低下するなどの問題もあった。
【００１０】
本発明は、上記のようなシリコンチップのＩ／Ｏパッドの増加に対しても対応可能な、ピッチ間隔の狭い略格子状に配列した貫通孔をレーザー光の照射によって形成するに当たり、加工熱の放散不良に伴うシート材の変形、変質や、貫通孔の変形を防止し、精度の高い貫通孔を形成できる穿孔方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の穿孔方法は、所定のシートに対して、略格子状に配列した複数の穿孔ポイントに順次レーザー光を照射していくことによって、貫通孔を形成する穿孔方法において、一の穿孔ポイントにレーザー光を照射した後、次にレーザー光を照射する他の穿孔ポイントとして、前記複数の穿孔ポイントのうち前記一の穿孔ポイントに最も近接する穿孔ポイントを選択する回数が、総選択数の５０％以下である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の穿孔方法について具体的に図面をもとに説明する。本発明の穿孔方法は、図１に示すように所定のシート１に対してレーザー光源２からミラー３などを経由してシート１表面にレーザー光４を誘導し、シート１の表面に貫通孔５を形成するものである。また、このレーザー光４は、ミラー３などの角度調整によってシート１の任意の場所にレーザー光４を誘導できるように構成されている。そして、レーザー光４のエネルギーによってシート１に貫通孔５を形成するものである。
【００１５】
本発明は、シート１に対して図２に示すように例えば縦ｍ個×横ｎ個の貫通孔５を略格子状に配列形成するのに適している。
【００１６】
本発明によれば、上記のような貫通孔５を形成するにあたり、レーザー光の照射によって、略格子状に配列した貫通孔を形成するにあたり、穿孔ポイントから次に穿孔ポイントに移動しながら穿孔を行うものであるが、例えば、図２（ａ）のｘ軸にａ１〜ａ５，ｙ軸方向にｂ１〜ｂ５の格子配列の穿孔ポイントを穿孔する場合、点（ａ１，ｂ１）を始点とし、レーザー光を移動する際に、点（ａ１，ｂ１）から最短となる穿孔ポイントは、点（ａ２、ｂ１）または（ａ１，ｂ２）である。同様に、点（ａ３，ｂ２）から最短となる穿孔ポイントは（ａ３，ｂ１）、（ａ２，ｂ２）、（ａ４，ｂ２）、（ａ３，ｂ３）である。本発明は、穿孔ポイントから次の穿孔ポイントに移動する場合に、このような最短距離で移動する比率が総移動数の５０％以下、特に４０％以下であることが大きな特徴である。また、前記始点から最短距離の２倍以下の距離への穿孔ポイントの移動の比率が、総移動数の５０〜９９％であることが望ましい。
【００１７】
穿孔ポイント間の移動が、上記を満足する移動方法について、略格子配列の端部に位置する穿孔ポイントｐ１を始点とする場合について図２（ａ）〜（ｄ）に示した。図２（ａ）に示すように穿孔ポイントｐ１から略格子を斜めに横切るようにレーザー光の照射位置を順次移動させる。また、図２（ｂ）、（ｃ）のように斜めの列間の移動を１行以上飛ばして後で飛ばした列を加工するようにレーザー照射位置を移動させても良い。更に、図２（ｄ）のように隣り合う２列間でジグザグにレーザー照射位置を移動させたり、図２（ｅ）のように隣り合う穿孔ポイントを１つ以上飛ばすようにレーザー光を照射するように穿孔ポイントを移動させることもできる。
【００１８】
これらの移動方法による貫通孔を穿孔する方法によれば、図４の従来のレーザー光の照射位置の移動方法に比べて後述する実施例から明らかなように、貫通孔の変形を防止することができる。これは、本発明の方法によれば、レーザー光の照射に伴う加工熱が穿孔過程において均等に拡散し熱のよどみ等を効果的に除去することができるためと考えられる。
（穿孔方法−サイクルショット）
なお、本発明の穿孔方法によれば１パルスのレーザー光の照射によって貫通孔を形成する場合、その穿孔ポイントに大量の加工熱が付与される結果、貫通孔の変形を招くおそれがある。
【００１９】
そこで、１パルスあたりのレーザー光のエネルギーを２パルス以上の照射によって貫通孔が形成する程度の低いエネルギーに設定することが望ましい。これによって、２パルス以上照射することで、１パルスごとの加工熱を放散させながら徐々に加工するために、貫通孔の変形などを防止することができる。
【００２０】
また、上記の場合には、穿孔ポイントに１パルス又は２パルス以上のレーザー光を照射しながら前述したようなレーザー光の照射位置の移動方法によって略格子状に配列した穿孔ポイントのすべてに少なくとも１パルスずつレーザー光を照射した後、これを１サイクルとして再度始点となる穿孔ポイントに戻り同じ方法で穿孔を行なって、複数サイクル繰り返すことにより、すべての穿孔ポイントに貫通孔を形成する。これによって、熱の拡散をより均等にでき、貫通孔の変形なく格子状に貫通孔を形成することができる。
【００２１】
本発明の穿孔方法は、所定のシートに貫通孔を形成する場合に用いられるものであって、シートとしては特に少なくとも熱硬化性樹脂を含有する厚さが２０〜２００μｍのシートが好適である。このようなシートとしては、有機樹脂、あるいは有機樹脂と無機粉末や、無機あるいは有機繊維体との複合体などがあげられる。
【００２２】
本発明の穿孔方法は、特にプリント配線板を作製する場合に最も好適である。具体的には、穿孔するシート中にエポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、イミド樹脂群の中から選ばれる少なくとも１種の未硬化の熱硬化性樹脂が含まれ、更には一般にプリプレグと呼ばれるガラス繊維又はアラミド繊維の織布又は不織布からなる耐熱性繊維に上記の熱硬化性樹脂が含浸されたシートに対して貫通孔を形成する場合に好適である。
【００２３】
とりわけ情報（信号）の出し入れを行なう端子数が飛躍的に増大する中で、半導体素子を実装する配線基板として適用させる場合、配線基板においてピッチ間隔が３００μｍ以下の高密度の貫通孔を穿孔することが必要である。それと同時に貫通孔の直径は１００μｍ以下であることが望まれる。これは、貫通孔の直径が１００μｍを超えると、レーザー光による貫通孔加工時の熱の影響が大きくなるため、加工速度を大きくできなくなる傾向がある。
【００２４】
本発明の穿孔方法によれば、上記のような貫通孔のピッチ間隔（貫通孔の中心と最近接する貫通孔中心との間隔）が３００μｍ以下、特に２５０μｍ以下の場合であっても、加工熱によって樹脂を含有するシートが変形又は変質や貫通孔の変形を防止しつつ貫通孔を形成することができる。
【００２５】
また、上記のプリプレグに穿孔する場合、レーザー光の１パルスあたりの照射量は小さすぎると貫通孔を形成するのに多くの照射が必要となり、逆に大きすぎると加工熱が大きくなり熱のよどみが発生しやすくなり、プリプレグの変形、変質や貫通孔の変形が生じやすくなる。従って、レーザー光の１パルスあたりの照射量は２〜２０ｍＪ、特に３〜１０ｍＪが適当である。
【００２６】
次に上記の穿孔方法を用いた多層プリント配線板の製造方法の一例について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、未硬化樹脂とガラス繊維を含有するプリプレグ１１を用意する。このプリプレグ１０に含まれる未硬化樹脂としては、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドビスマレイミド樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の樹脂が望ましい。
【００２７】
次に、図３（ｂ）に示すように未硬化状態のプリプレグ１１に、前述したような穿孔方法に基づいて、貫通孔１２を穿孔する。このときのレーザーのエネルギーは１パルス当たり２〜２０ｍＪ、特に３〜１０ｍＪが適当である。
【００２８】
次に、図３（ｃ）に示すように、貫通孔１２に銅などの金属粉末と樹脂との混合物からなる導電性ペーストを充填して貫通導体１３を形成する。
【００２９】
次に、このプリプレグ１１の表面及び／又は裏面に配線回路層を形成する。例えば、図３（ｄ）に示すようにフィルム１４上に銅箔を貼り、エッチングして配線回路層１５を形成し、貫通導体１３を形成したプリプレグ１１表面に転写して図３（ｅ）に示すような１層の配線層１６を形成する。
【００３０】
その後、図３（ｆ）に示すように上記と同様にして作製した複数の配線層１７、１８を配線層１６に位置あわせして積層した後に、プリプレグ中の熱硬化性樹脂が完全に硬化する温度に加熱する事によって多層プリント配線板を作製することができる。
【００３１】
上記方法においては、絶縁シートとしてプリプレグを採用しているが、絶縁シートはこれに限らず前記熱硬化性樹脂に対してシリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニアなどを５〜７０体積％の割合で添加したものであっても良く、上記プリプレグとの組み合わせで用いることもできる。
【００３２】
【実施例】
コア基板としてポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）系プリプレグを用意した。このプリプレグに図２（ａ）〜（ｅ）のいずれかの方法でＣＯ₂レーザーで１０ｍｍ角の正方形エリア内に直径１００μｍ、間隔２５０μｍ、２００μｍ、１５０μｍで配列した貫通孔加工を行った。また、貫通孔の状態を観察した。
【００３３】
その後、この貫通孔に銅粉末と有機バインダーを含有する導体ペーストをスクリーン印刷法によって充填し貫通導体を形成した。
【００３４】
一方、１２μｍの厚さの銅箔を接着したポリエチレンテレフタレートからなる樹脂フィルムの銅箔に対してフォトレジスト法によって表面用配線回路層および裏面用配線回路層を形成した。
【００３５】
次に、上記プリプレグに、上記の樹脂フィルムを位置あわせして積層し、１２０℃、３０ｋｇ／ｃｍ²で加熱加圧し、樹脂フィルムを剥し、絶縁層の表面に配線回路層が転写させた。
【００３６】
その後、同様に貫通導体及び配線回路層を形成したプリプレグを３層積層し、真空プレス装置用いて２０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力を加えながら２４０℃で１時間加熱して絶縁層およびコア基板を完全硬化させた。
【００３７】
得られた配線基板に対して、貫通導体部を切断し断面形状の観察を行った。さらに、この配線基板を（ａ）１２１℃、２．１気圧、湿度１００％の雰囲気、（ｂ）１３０℃、湿度８５％、５．５Ｖ印加の条件でそれぞれ３００時間放置し、絶縁信頼性を評価した。その結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１の結果から明らかなように、従来のレーザー光の移動方法で貫通孔の穿孔を行った試料Ｎｏ．１６〜１８では貫通孔の周囲に変色及び貫通孔の変形が認められ、貫通導体においても隣接する導体間で絶縁不良が発生した。
【００４０】
これに対して、本発明に基づき貫通孔を形成した試料は、いずれも貫通孔の周囲に変色及び貫通孔の変形が認められず、信頼性試験においても良好な結果を示した。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の穿孔方法によれば、ピッチ間隔の狭い略格子状に配列した貫通孔をレーザー光の照射によって形成するにあたり、加工熱の熱放散不良に伴うシート材の変質、変形や、貫通孔の変形を防止し、精度の高い貫通孔を形成できる。そのため、シリコンチップのＩ／Ｏパッドの増加に対しても対応可能な配線基板を作製する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における穿孔方法の概略を説明するための図である。
【図２】本発明における穿孔方法のレーザー光の移動方向を説明するための図である。
【図３】多層配プリント板の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】従来の穿孔方法のレーザー光の移動方向を説明するための図である。
【符号の説明】
１シート
２レーザー光源
３ミラー
４レーザー光
５貫通孔
１１プリプレグ
１２貫通孔
１３導体ペースト
１４フィルム
１５配線回路層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, for example, a prepreg used for a multilayer wiring board and a multilayer wiring board suitable for a package for housing a semiconductor element is arranged in a grid pattern to form through conductors for connecting wiring layers. The present invention relates to a manufacturing method for drilling a through hole.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the amount of information to be processed in a semiconductor element has increased, the number of terminals for inputting / outputting information (signals) has increased dramatically. For this reason, the number of pads (I / O pads) formed on the silicon chip is increased, and it is necessary to form a large number of pads on the lower surface of the silicon chip. For this reason, the density of the I / O pads of the silicon chip is increased, and the distance (pitch) between the vertical conductors arranged in a grid pattern on the wiring board receiving the I / O pads is required to be 300 μm or less.
[0003]
In order to meet such a demand for high-density wiring, a manufacturing method called a build-up method is used. The basic structure of the build-up method is classified into two types in the JPCA standard: (1) base + build-up method and (2) full-layer build-up method.
(1) The base + build-up manufacturing method is as follows. The photosensitive resin is applied to the front and back surfaces of the base substrate, exposure, development resist formation, etching, and resist removal as one cycle. To form.
[0004]
A conventional printed wiring board serving as a base substrate is formed by drilling an epoxy resin insulating substrate reinforced with glass fiber, and copper plating is performed on the inner wall of the hole to electrically connect the front and back of the substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, a new problem has arisen that the wiring density of the base substrate itself, especially the formation density of the through conductors, is low even in the base + build-up method, and the required number of electrical connections between the front and back surfaces of the base substrate cannot be made. Yes.
[0006]
However, since high stress and heat are generated when microscopically observed during conventional drilling, a part where the glass fiber and the resin, called a work-affected layer, have peeled off is formed on the inner wall after processing. An active plating solution invaded the peeled portion, resulting in an insulation failure called migration. For this reason, the conventional method using a drill or the like cannot increase the via hole density by narrowing the interval between vias.
[0007]
In addition, instead of a drill, high energy laser light is irradiated to form a through hole, and the inner wall is plated, or the through hole is filled with a conductive paste to make an electrical connection. Yes. However, a process-affected layer is also generated by heat in the laser, and in the case of plating, the plating solution penetrates into this part as in the case of the drill, and the insulation reliability is lowered. When the conductive paste is filled, the conductive metal diffuses along the work-affected layer, and satisfactory insulation reliability cannot be obtained.
On the other hand, (2) In the method of forming via-hole conductors by a conductive paste abutment, which is one of the all-layer build-up methods, if the via pitch is narrowed and the vias are concentrated, it is difficult to abut the protrusions. There is a problem that the density of the insulation cannot be increased because the insulation reliability of the metal is lowered. In the method using an aramid nonwoven fabric-epoxy resin-based insulating material, laser via processing is easy, but the hygroscopic property of the aramid resin increases the moisture absorption of the epoxy resin, leading to a decrease in reliability due to moisture absorption. Therefore, even with this method, the via density has not been improved.
[0008]
Conventionally, when the through holes are formed in a substantially lattice shape by laser light irradiation, as shown in FIG. 4, for example, the laser beam is sequentially irradiated from the top to the bottom to perforate. However, in such a method, as the pitch interval of the through holes becomes narrower, it becomes difficult to dissipate the processing heat during laser light irradiation, and the through holes are deformed. There was a problem such as leakage between the through conductors.
[0009]
In particular, when a through-hole is formed in a so-called prepreg in which a glass fiber woven fabric is impregnated with a thermosetting resin, it is difficult to form the through-hole by laser irradiation, particularly by carbon dioxide laser irradiation. This is because the processing heat is accumulated in the through-hole dense part and the temperature in the vicinity rises, so the resin is carbonized or partly deforms due to thermal expansion, and the through-hole is processed with the required accuracy. I could not. In addition, there is a problem in that insulation reliability is lowered due to peeling at the interface between the glass fiber and the resin near the inner wall of the through hole due to the processing heat of the laser beam.
[0010]
According to the present invention, when forming through holes arranged in a substantially lattice pattern with a narrow pitch interval, which can cope with the increase in the I / O pads of the silicon chip as described above, the processing heat is reduced. It is an object of the present invention to provide a drilling method capable of preventing the deformation and alteration of a sheet material due to poor diffusion and the deformation of a through hole and forming a highly accurate through hole.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The perforation method of the present invention is a perforation method for forming a through hole by sequentially irradiating a predetermined sheet with laser light to a plurality of perforation points arranged in a substantially lattice pattern. After the laser beam is irradiated, the number of times of selecting the drilling point closest to the one drilling point among the plurality of drilling points as another drilling point to be irradiated with the laser beam next time is 50% of the total number of selections. It is as follows.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The drilling method of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the drilling method of the present invention, as shown in FIG. 1, a laser beam 4 is guided from a laser light source 2 to a surface of a sheet 1 via a mirror 3 or the like on a predetermined sheet 1, and a through hole 5 is formed on the surface of the sheet 1. Is formed. Further, the laser light 4 is configured such that the laser light 4 can be guided to an arbitrary place on the sheet 1 by adjusting the angle of the mirror 3 or the like. And the through-hole 5 is formed in the sheet | seat 1 with the energy of the laser beam 4. FIG.
[0015]
As shown in FIG. 2, the present invention is suitable for arranging, for example, m vertical × n horizontal through-holes 5 in a substantially lattice pattern as shown in FIG.
[0016]
According to the present invention, in forming the through-holes 5 as described above, the formation of the through-holes arranged in a substantially lattice pattern by irradiation with laser light is performed while moving from the drilling point to the next drilling point. For example, in the case of drilling the drilling points of the lattice arrangement of b1 to b5 in the x-axis direction of a1 to a5 in the y-axis direction in FIG. 2A, the point (a1, b1) is used as the starting point, and When moving light, the shortest drilling point from the point (a1, b1) is the point (a2, b1) or (a1, b2). Similarly, the shortest drilling points from the point (a3, b2) are (a3, b1), (a2, b2), (a4, b2), (a3, b3). In the present invention, when moving from a piercing point to the next piercing point, the ratio of moving at such a shortest distance is 50% or less, particularly 40% or less of the total number of movements. Moreover, it is preferable that the ratio of the movement of the drilling point to a distance not more than twice the shortest distance from the starting point is 50 to 99% of the total number of movements.
[0017]
FIGS. 2A to 2D show a movement method in which the movement between the piercing points satisfies the above, and the case where the piercing point p1 located substantially at the end of the lattice array is a starting point. As shown in FIG. 2A, the irradiation position of the laser light is sequentially moved so as to obliquely cross the lattice from the punching point p1. Further, as shown in FIGS. 2B and 2C, the laser irradiation position may be moved so that the movement between the oblique columns is skipped by one or more rows and the columns skipped later are processed. Further, the laser irradiation position is moved in a zigzag manner between two adjacent rows as shown in FIG. 2D, or laser light is applied so as to skip one or more adjacent drilling points as shown in FIG. It is also possible to move the drilling point.
[0018]
According to the method of drilling a through-hole by these moving methods, it is possible to prevent deformation of the through-hole, as will be apparent from the embodiment described later, as compared with the conventional method of moving the irradiation position of the laser beam in FIG. it can. This is considered to be because, according to the method of the present invention, the processing heat accompanying the irradiation of the laser light is evenly diffused during the drilling process, and the stagnation of heat can be effectively removed.
(Drilling method-cycle shot)
According to the drilling method of the present invention, when a through-hole is formed by irradiation with one pulse of laser light, a large amount of processing heat is applied to the drilling point, which may cause deformation of the through-hole.
[0019]
Therefore, it is desirable to set the energy of the laser beam per pulse to such a low energy that a through hole is formed by irradiation of two or more pulses. Thus, by irradiating two or more pulses, since the processing is gradually performed while dissipating the processing heat for each pulse, it is possible to prevent deformation of the through hole.
[0020]
In the above case, at least one of the perforation points arranged in a substantially lattice pattern by the laser beam irradiation position moving method as described above while irradiating the perforation points with one or more pulses of laser light. After irradiating the laser beam pulse by pulse, this is taken as one cycle and the drilling point is returned to the starting point again to perform drilling by the same method. By repeating a plurality of cycles, through holes are formed at all the drilling points. As a result, heat diffusion can be made more uniform, and the through holes can be formed in a lattice shape without deformation of the through holes.
[0021]
The perforation method of the present invention is used when forming a through hole in a predetermined sheet, and a sheet having a thickness of 20 to 200 μm containing at least a thermosetting resin is particularly suitable as the sheet. Examples of such sheets include organic resins, organic resins and inorganic powders, and composites of inorganic or organic fiber bodies.
[0022]
The punching method of the present invention is most suitable particularly when a printed wiring board is produced. Specifically, the perforated sheet contains at least one uncured thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, polyphenylene ether resin, and imide resin, and glass fiber or aramid generally called prepreg. This is suitable when a through-hole is formed in a sheet in which the above-mentioned thermosetting resin is impregnated into a heat-resistant fiber made of a woven or non-woven fiber.
[0023]
In particular, when the number of terminals for inputting / outputting information (signals) is dramatically increased, when applying as a wiring board for mounting a semiconductor element, high-density through holes with a pitch interval of 300 μm or less are drilled in the wiring board. is required. At the same time, it is desirable that the diameter of the through hole is 100 μm or less. This is because if the diameter of the through-hole exceeds 100 μm, the influence of heat at the time of processing the through-hole by the laser beam becomes large, so that the processing speed tends not to be increased.
[0024]
According to the drilling method of the present invention, even when the pitch interval of the through holes as described above (the interval between the center of the through hole and the center of the closest through hole) is 300 μm or less, particularly 250 μm or less, The through hole can be formed while the sheet containing the resin prevents deformation or alteration or deformation of the through hole.
[0025]
Also, when drilling in the above prepreg, if the amount of irradiation per pulse of laser light is too small, much irradiation is required to form a through-hole, and conversely if too large, the processing heat increases and the heat stagnation. Are likely to occur, and deformation of the prepreg, alteration, and deformation of the through hole are likely to occur. Therefore, the irradiation amount per pulse of the laser light is 2 to 20 mJ, particularly 3 to 10 mJ.
[0026]
Next, an example of a method for producing a multilayer printed wiring board using the perforation method will be described. First, as shown to Fig.3 (a), the prepreg 11 containing uncured resin and glass fiber is prepared. The uncured resin contained in the prepreg 10 is preferably at least one resin selected from the group consisting of PPE (polyphenylene ether), BT resin (bismaleimide triazine), epoxy resin, polyimide resin, and polyamide bismaleimide resin.
[0027]
Next, as shown in FIG.3 (b), the through-hole 12 is drilled in the uncured prepreg 11 based on the drilling method as described above. The energy of the laser at this time is suitably 2 to 20 mJ per pulse, particularly 3 to 10 mJ.
[0028]
Next, as shown in FIG. 3C, the through-holes 12 are filled with a conductive paste made of a mixture of a metal powder such as copper and a resin to form the through-conductors 13.
[0029]
Next, a wiring circuit layer is formed on the front surface and / or the back surface of the prepreg 11. For example, as shown in FIG. 3D, a copper foil is attached on the film 14, etched to form the wiring circuit layer 15, and transferred to the surface of the prepreg 11 on which the through conductors 13 are formed. A single wiring layer 16 as shown is formed.
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 3 (f), a plurality of wiring layers 17 and 18 produced in the same manner as described above are laminated in alignment with the wiring layer 16, and then the thermosetting resin in the prepreg is completely cured. A multilayer printed wiring board can be produced by heating to a temperature.
[0031]
In the above method, prepreg is adopted as the insulating sheet, but the insulating sheet is not limited to this, and silica, alumina, mullite, zirconia, etc. are added in a proportion of 5 to 70% by volume with respect to the thermosetting resin. It may be a thing, and can also be used in combination with the said prepreg.
[0032]
【Example】
A polyphenylene ether (PPE) prepreg was prepared as a core substrate. Through the prepreg, through holes were arranged by a CO ₂ laser in a 10 mm square area with a diameter of 100 μm, intervals of 250 μm, 200 μm, and 150 μm by any of the methods shown in FIGS. Moreover, the state of the through hole was observed.
[0033]
Then, the through-hole was formed by filling the through-hole with a conductor paste containing copper powder and an organic binder by a screen printing method.
[0034]
On the other hand, a front wiring circuit layer and a back wiring circuit layer were formed by a photoresist method on a copper foil of a resin film made of polyethylene terephthalate to which a copper foil having a thickness of 12 μm was bonded.
[0035]
Next, the resin film was aligned and laminated on the prepreg, heated and pressurized at 120 ° C. and 30 kg / cm ² , the resin film was peeled off, and the wiring circuit layer was transferred onto the surface of the insulating layer.
[0036]
After that, three prepregs with through conductors and wiring circuit layers formed in the same way are laminated and heated at 240 ° C. for 1 hour while applying a pressure of 20 kgf / cm ² using a vacuum press device to completely cure the insulating layer and the core substrate. I let you.
[0037]
The through conductor part was cut | disconnected with respect to the obtained wiring board, and cross-sectional shape was observed. Furthermore, this wiring board is left for 300 hours under the conditions of (a) 121 ° C., 2.1 atm, 100% humidity, (b) 130 ° C., 85% humidity, 5.5 V applied, respectively, and insulation reliability is improved. evaluated. The results are shown in Table 1.
[0038]
[Table 1]

[0039]
As is clear from the results in Table 1, the sample No. 1 in which the through hole was drilled by the conventional laser beam moving method was used. In 16 to 18, discoloration and deformation of the through hole were recognized around the through hole, and insulation failure occurred between adjacent conductors in the through conductor.
[0040]
On the other hand, none of the samples in which the through holes were formed according to the present invention showed any discoloration and deformation of the through holes around the through holes, and showed good results in the reliability test.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the drilling method of the present invention, in forming through holes arranged in a substantially lattice shape with a narrow pitch interval by laser light irradiation, the sheet material is altered due to poor heat dissipation of processing heat. Therefore, deformation and deformation of the through hole can be prevented, and a highly accurate through hole can be formed. Therefore, it is possible to manufacture a wiring board that can cope with an increase in I / O pads of a silicon chip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a drilling method according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a moving direction of a laser beam in a drilling method according to the present invention.
FIG. 3 is a process diagram for explaining a method for producing a multilayer printed board.
FIG. 4 is a diagram for explaining a moving direction of laser light in a conventional drilling method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sheet 2 Laser light source 3 Mirror 4 Laser light 5 Through-hole 11 Prepreg 12 Through-hole 13 Conductive paste 14 Film 15 Wiring circuit layer

Claims

For a given sheet, by sequentially irradiating the laser light into a plurality of perforations points arranged in a substantially lattice shape, in drilling process for forming a through hole,
After irradiating one piercing point with laser light, the number of times of selecting the piercing point closest to the first piercing point among the plurality of piercing points as the other piercing point to be irradiated with laser light next is the total number of times . A perforation method characterized by being 50% or less of the selected number.

In a case where a drilling point that is closest to the one drilling point is selected as another drilling point to which the laser beam is irradiated next after the laser beam is irradiated to the one drilling point, at least once The drilling method according to claim 1 , wherein a drilling point arranged diagonally across the substantially lattice is selected from the drilling points .

In the case where a drilling point arranged obliquely across the substantially lattice from the one drilling point is selected as another drilling point to be irradiated with the laser beam next after irradiating the one drilling point with laser light. And at least once, the one drilling point and the drilling point arranged in a line with the other drilling point are selected as the drilling points to be irradiated with laser light next to the other drilling points. The drilling method according to claim 2 .

In a case where a drilling point that is closest to the one drilling point is selected as another drilling point to which the laser beam is irradiated next after the laser beam is irradiated to the one drilling point, at least once 2. The drilling method according to claim 1 , wherein a drilling point spaced from the drilling point via at least one drilling point is selected .

After irradiating one piercing point with laser light, as another piercing point to be irradiated with laser light next, among the plurality of piercing points, the distance from the one piercing point is the one piercing point and the one piercing point. more than 2 times the distance between the perforations point closest to one of the drilling point, the number of times to select the drilling point, claims 1 to 4, characterized in that 50 to 99% of the total selection number The drilling method according to any one of the above.

The perforation method according to claim 1, wherein the sheet contains an organic resin .

The drilling method according to any one of claims 1 to 6, wherein the through-holes are drilled in a substantially lattice shape at intervals of a shortest pitch of 300 µm or less.

The perforation method according to claim 6, wherein the organic resin is at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyphenylene ether resin, and an imide resin group.

The perforation method according to claim 6, wherein the sheet includes heat-resistant fibers made of a woven or non-woven fabric of glass fibers or aramid fibers.