JP4826033B2

JP4826033B2 - Backup sheet for through-hole formation by carbon dioxide laser

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Publication number: JP4826033B2
Application number: JP2001187660A
Authority: JP
Inventors: 信之池口; 禎啓加藤
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP2003008173A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも２層以上の銅の層を有する銅張板の銅箔表面に炭酸ガスレーザーを直接照射して孔形状が良好で信頼性の優れた貫通孔を形成するのに適したバックアップシートに関するものであり、両面銅張板、多層板の孔あけでは、主としてスルーホール用貫通孔を形成するためのものであり、得られた銅張板、多層板は、小径の孔を有する、高密度の小型プリント配線板として、新規な半導体プラスチックパッケージ、マザーボード用等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体プラスチックパッケージ等に用いられる高密度のプリント配線板は、スルーホール用の貫通孔をドリルであけていた。近年、ますますドリルの径は小径となり、孔径が0.15mmφ以下となってきており、このような小径の孔をあける場合、ドリル径が細いため、孔あけ時にドリルが曲がる、折れる、加工速度が遅い等の欠点があり、生産性、信頼性等に問題のあるものであった。また、スルーホール用貫通孔をあける場合、上下の銅箔にあらかじめ所定の方法で同じ大きさの孔をあけておき、炭酸ガスレーザーで上下を貫通する貫通孔を形成しようとすると、上下の孔の位置にズレがあるために、ランドが形成しにくい等の欠点があった。更に、高出力の炭酸ガスレーザーで貫通孔を形成した場合、下側は空気層を使用していたが、加工塵が孔下の銅箔付近に付着し、その後の加工に支障をきたしていた。加えて、裏面の銅箔の孔の形状が円形でない等の欠点が見られた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点を解決した、孔形状の良好な小径のスルーホール用貫通孔を形成するための炭酸ガスレーザー孔あけ用バックアップシートを提供するものである。
【０００４】
【発明が解決するための手段】
銅張板の下面に、熱伝導性の低い層を配置し、銅箔と接着させて、銅張板の表面銅箔上に炭酸ガスレーザーの出力5〜60mJから選ばれる1つのエネルギーを照射して、特に裏面の孔形状の良好な貫通孔を形成することが可能となる。表裏面、内層の銅箔に炭酸ガスレーザーを照射して貫通孔を形成した場合、銅箔の厚さが厚いと銅箔にバリが発生するため、銅メッキの前にこの銅箔のバリを除去する必要がある。この表裏の銅箔バリは機械的研磨でとることも可能であるが、完全にバリを取るためには銅箔の両表面を厚さ方向に平面的にもとの銅箔の一部の厚さをエッチング除去すると同時に、孔部に張り出した銅箔バリもエッチング除去することが好ましく、孔周囲の銅箔が残存した貫通孔を形成することによって、接続信頼性にも優れ、スルーホールは上下曲がることもなく形成でき、且つ、表層銅箔が薄くなるために、その後の金属メッキでメッキアップして得られた表裏銅箔の細線の回路形成において、ショートやパターン切れ等の不良の発生もなく、高密度のプリント配線板を作成することができた。また、加工速度はドリルであける場合に比べて格段に速く、生産性も良好で、経済性にも優れているものが得られた。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、炭酸ガスレーザーを用いて、２層以上の銅の層を有する銅張板に小径の良好な形状の貫通孔をあけるためのバックアップシートに関し、孔あけの際に銅張板の裏面の銅箔側に熱伝導性の低い層を接着配置し、炭酸ガスレーザーを直接銅箔上に照射して貫通孔あけすることにより、裏面の銅箔の加工性に優れ、形状の良好な貫通孔が形成される。銅箔が厚い場合、形成した孔部に銅箔のバリが発生するが、このバリを薬液でエッチング除去すると同時に表裏の銅箔の厚さ方向の一部をエッチング除去する。この薬液による薄銅化、バリ取りにより、その後の銅メッキにおいて、孔部のメッキによる張り出しもなく、表裏の銅箔のメッキ後の総厚さも薄く保持でき、細密パターン形成に適したものが得られ、高密度のプリント配線板が作製できる。銅箔が1〜5μmと薄い場合、バリは殆ど無く、このまま銅メッキ可能である
【０００６】
銅張板の炭酸ガスレーザーによる孔あけにおいて、レーザーを照射する表面に、融点900℃で、且つ原子の結合エネルギー300kJ/mol 以上の酸化金属粉、カーボン、又は金属粉と水溶性樹脂等の樹脂とを混合した塗料を、銅箔表面に塗布、乾燥して塗膜とするか、熱可塑性フィルムの片面に、付着させて得られる孔あけ用補助シートを配置し、好適には銅箔面に接着させて、その上から炭酸ガスレーザーを直接金属表面に照射し、銅箔を加工除去する。また、銅箔のシャイニー面に、ニッケル金属層、コバルト金属層、それらの合金層を形成した銅箔を用いて銅張板を作製し、この上から直接炭酸ガスレーザーを照射することにより小径の貫通孔を形成できる。更には、一般の銅箔を張った銅張板の銅箔表面を、黒色酸化銅処理で処理するか、薬液によって銅箔表面を処理して微細な凹凸を形成する等を行い、その後直接炭酸ガスレーザーを照射することにより貫通孔を形成できる。銅箔が5μm以下のものを使用する場合、銅箔表面に何の処理をしなくても、直接炭酸ガスレーザーを照射することにより銅箔に孔があく。しかしながら、貫通孔を形成する場合には、裏面の銅箔にバックアップシートを接着させて貫通孔を形成しないと、裏面銅箔の加工塵による汚染、X-Yテーブルの損傷が発生するため、バックアップシートの使用は必須である。
【０００７】
本発明で使用する補助材料の中の、融点900℃以上で、且つ、結合エネルギー300kJ/mol 以上の金属化合物としては、一般に公知のものが使用できる。具体的には、酸化物としては、酸化チタン等のチタニア類、酸化マグネシウム等のマグネシア類、酸化鉄等の鉄酸化物、酸化ニッケル等のニッケル酸化物、二酸化マンガン、酸化亜鉛等の亜鉛酸化物、二酸化珪素、酸化アルミニウム、希土類酸化物、酸化コバルト等のコバルト酸化物、酸化錫等のスズ酸化物、酸化タングステン等のタングステン酸化物、等が挙げられる。非酸化物としては、炭化珪素、炭化タングステン、窒化硼素、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、硫酸バリウム、希土類酸硫化物等、一般に公知のものが挙げられる。その他、カーボンも使用できる。更に、その酸化金属粉の混合物である各種ガラス類が挙げられる。又、カーボン粉が挙げられ、更に銀、アルミニウム、ビスマス、コバルト、銅、鉄、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、アンチモン、ケイ素、錫、チタン、バナジウム、タングステン、亜鉛等の単体、或いはそれらの合金の金属粉が使用される。これらは一種或いは二種以上が組み合わせて使用される。平均粒子径は、特に限定しないが、1μm以下が好ましい。
【０００８】
炭酸ガスレーザーの照射で分子が原子に解離するために、金属が孔壁等に付着して、半導体チップ、孔壁密着性等に悪影響を及ぼさないようなものが好ましい。Ｎａ，Ｋ，Ｃｌイオン等は、特に半導体の信頼性に悪影響を及ぼすため、これらの成分を含むものは好適でない。配合量は、3〜97容積%、好適には5〜95容積%が使用され、水溶性樹脂に配合され、均一に分散される。
【０００９】
補助材料中の樹脂は特に限定はしないが、加工後に付着した場合に除去する場合、水溶性樹脂が好ましい。この水溶性樹脂としては、特に制限はしないが、混練して銅箔表面に塗布、乾燥した場合、或いはシート状とした場合、剥離欠落しないものを選択する。例えばポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエーテルポリオール、ポリエチレンオキサイド、澱粉等、一般に公知のものが使用される。
【００１０】
金属化合物粉、カーボン粉、又は金属粉と樹脂からなる組成物を作成する方法は、特に限定しないが、ニーダー等で無溶剤にて高温で練り、熱可塑性フィルム上にシート状に押し出して付着する方法、水又は水溶性有機溶剤に水溶性樹脂を溶解させ、これに上記粉体を加え、均一に攪拌混合して、これを用い、塗料として熱可塑性フィルム上に塗布、乾燥して膜を形成する方法等、一般に公知の方法が使用できる。厚みは、特に限定はしないが、塗布する場合、20〜200μm、熱可塑性フィルムに塗布する場合、総厚み30〜200μmとして使用する。
【００１１】
本発明の炭酸ガスレーザー貫通孔あけにおいて、下（裏）面にはレーザービームが貫通した時に加工された粉塵が付着しないように、更には貫通した孔形状が良好になるようにバックアップシートとして熱伝導性の低い層を接着配置する。これは炭酸ガスレーザービームが裏面の銅箔に照射された場合、裏面に空気層が介在すると熱拡散がなされ、銅箔の熱の分布が不均一となるために、孔形状が不定形となり易い。ところが熱伝導性の低い層を裏面の銅箔と接着させておくと、裏面の銅箔に炭酸ガスレーザービームが照射された時点で熱は下面のバックアップシートに蓄積されてその部分が温度が高く、次の照射で銅箔の孔があき易く、良好な孔が形成される結果となる。この場合、裏面のバックアップシートはできるだけ熱伝導性の低い方が好ましい。バックアップシートは、熱伝導性の低い層のみで使用できる。炭酸ガスレーザーを照射する場合、バックアップシートが接着した銅張板を空中に浮かした状態で炭酸ガスレーザーを照射する方法、レーザー装置のXYテーブルに下から吸引して銅張板と接着したバックアップシートをXYテーブルに密着させ、この上から炭酸ガスレーザーを照射する方法等があるが、一般には後者が使用される。この場合、バックアップシートをレーザービームが突き抜けないように、例えばバックアップシートの厚さを厚くしてバックアップシートの途中でレーザービームが止まるようにするのが好ましい。もちろん、低熱伝導率の層が薄い場合は、その外側にXYテーブルを保護する目的で金属板を置くことも可能である。
【００１２】
熱伝導性の低い層としては、一般に公知の絶縁層が挙げられる。具体的には、各種樹脂組成物が挙げられる。この樹脂組成物は、特に限定はなく、熱硬化性樹脂単体、熱可塑性樹脂単体、これらの混合物、及びこれらの樹脂に無機充填剤等、一般に公知の添加剤を添加した樹脂組成物が挙げられる。これらは、水溶性でない、有機溶剤に溶解可能な樹脂組成物も使用可能である。しかしながら、炭酸ガスレーザー照射で、孔周辺に樹脂が付着することがあり、この樹脂の除去が、水ではなく有機溶剤を必要とする場合には加工が煩雑であり、又、後工程の汚染等の問題も生じるため、好ましくなく、好適には水溶性樹脂を使用する。これらの水溶性樹脂は特に限定はなく、一般に公知の樹脂類が使用できるが、好適にはポリビニルアルコール、ポリエステル、澱粉、ポリエーテルポリオール、ポリエチレンオキサイド等が単独又は２種以上配合して使用される。厚さは特に限定はなく、好適には50〜200μmである。これらは単独で銅張板裏面銅箔上に塗布するかラミネートして接着させる。又、フイルム、有機板或いはセラミック板の片面に塗布して一体化してバックアップシートとする。有機板は特に限定はなく、熱可塑性樹脂板、熱硬化性樹脂板、積層板等、一般に公知のものが使用できる。更に、木、石膏ボード等の片面に塗布して一体化したバックアップボードでも良い。一体化した総厚みは特に限定はないが、好適には100〜500μmである。
【００１３】
これらの樹脂類は、水又は有機溶剤に溶解させて銅張板の裏面に塗布、乾燥してバックアップシートとするか、ポリエチレンテレフタレートフィルム、有機板等の片面に樹脂組成物層を塗布して一体型のシートとしてから、樹脂組成物面を銅箔側に向けて加熱、加圧下に樹脂を溶融して銅箔にラミネート接着する。又、高温で無溶剤にて溶融させてシート状に押し出してバックアップシートとする。これも一体化することが可能である。
【００１４】
銅箔面に加熱、加圧下にホットメルト型のバックアップシートをラミネート接着する場合、ホットメルト型樹脂シートを銅張板の裏面に配置し、その外側にフイルム、有機板、セラミック板、又は金属板等を置いてロールにて、温度は一般に40〜150℃、好ましくは60〜120℃で、線圧は一般に1〜30kg/cm、好ましくは5〜20kg/cmの圧力でラミネートし、樹脂層を溶融させて銅箔面と密着させる。温度の選択は使用する樹脂の融点で異なり、又、線圧、ラミネート速度等によっても異なるが、一般には、水溶性樹脂の融点より5〜20℃高くなる温度でラミネートする。
【００１５】
本発明で使用する銅張板は、２層以上の銅の層を有する銅張板であり、熱硬化性樹脂銅張積層板としては、無機、有機基材の公知の熱硬化性銅張積層板、その多層銅張板、表層に樹脂付き銅箔シートを使用した多層板等、一般に公知の構成の多層銅張板、また、ポリイミドフィルム、液晶ポリエステルフィルム、ポリパラバン酸フィルム等の基材の銅張板が挙げられる。
【００１６】
基材補強銅張積層板は、まず補強基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥させてBステージとし、プリプレグを作成する。次に、このプリプレグを所定枚数重ね、その外側に銅箔を配置して、加熱、加圧下に積層成形し、銅張積層板とする。銅箔の厚みは、好適には3〜12μmである。この銅箔のシャイニー面はニッケル金属、コバルト金属、これらの合金処理が施されていても良い。又、3〜5μm銅箔は、このシャイニー処理面の外側に保護金属を配置し、少なくとも一部を接着させたものも使用できる。もちろん孔あけする場合には、レーザを照射する前に保護金属層を取り除くことが必要である。
【００１７】
基材としては、一般に公知の、有機、無機の織布、不織布が使用できる。具体的には、無機の繊維としては、Ｅ、Ｓ、Ｄ、ＮＥガラス等の繊維等が挙げらる。又、有機繊維としては、全芳香族ポリアミド、液晶ポリエステル等一般に公知の繊維等が挙げられる。これらは、混抄でも良い。また、フィルム基材も挙げられる。
【００１８】
本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物の樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用される。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エステル樹脂、多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以上が組み合わせて使用される。出力の高い炭酸ガスレーザー照射による加工でのスルーホール形状の点からは、ガラス転移温度が150℃以上の熱硬化性樹脂組成物が好ましく、更に無機充填剤を、好適には10〜80重量％配合することにより、炭酸ガスレーザー孔あけによる孔内の凹凸を小さくできる。耐湿性、耐マイグレーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性シアン酸エステル樹脂組成物が好適である。
【００１９】
本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に2個以上のシアナト基を有する化合物である。具体的に例示すると、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロパン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、およびノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られるシアネート類などである。これらの公知のBr付加化合物も挙げられる。
【００２０】
これらのほかに特公昭41-1928、同43-18468、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及び特開昭51-63149等に記載の多官能性シアン酸エステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シアン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000 のプレポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の多官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ルイス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級アミン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒として重合させることにより得られる。このプレポリマー中には一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーとプレポリマーとの混合物の形態をしており、このような原料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶な有機溶剤に溶解させて使用する。
【００２１】
エポキシ樹脂としては、一般に公知のものが使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂;ブタジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシクロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポリエポキシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジル化合物類等が挙げられる。また、これらの公知のBr付加樹脂が挙げられる。これらは1種或いは2種類以上が組み合わせて使用され得る。
【００２２】
ポリイミド樹脂としては、一般に公知のものが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406 に記載の末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
【００２３】
これらの熱硬化性樹脂は、単独でも使用されるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用するのが良い。
【００２４】
本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の添加物を配合することができる。これらの添加物としては、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキシ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジエン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、アクリルゴム、これらのコアシェルゴム、ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使用される。また、その他、公知の有機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わせて用いられる。必要により、反応基を有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合される。
【００２５】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それ自体は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量部に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部である。
【００２６】
炭酸ガスレーザーを、出力5〜60mJでパルス発振にて銅張板の銅箔上に直接照射して貫通孔を形成した場合、孔周辺はバリが発生する。そのため、炭酸ガスレーザー照射後、銅箔の両表面を平面的に厚さ方向を、好適には薬液でエッチングし、もとの銅箔の一部の厚さを除去することにより、同時にバリも除去し、且つ、得られた薄くなった銅箔は細密パターン形成に適しており、高密度のプリント配線板に適した孔周囲の銅箔が残存した貫通孔を形成する。この場合、機械研磨よりはエッチングの方が、孔部のバリ除去、研磨による寸法変化等の点から好適である。
【００２７】
本発明の孔部に発生した銅のバリをエッチング除去する方法としては、特に限定しないが、例えば、特開平02-22887、同02-22896、同02-25089、同02-25090、同02-59337、同02-60189、同02-166789、同03-25995、同03-60183、同03-94491、同04-199592、同04-263488で開示された、薬品で金属表面を溶解除去する方法(ＳＵＥＰ法と呼ぶ）による。エッチング速度は、0.02〜1.0μm/秒で行う。
【００２８】
炭酸ガスレーザーは、赤外線波長域にある9.3〜10.6μmの波長が一般に使用される。エネルギーは5〜60mJ、好適には7〜45mJ にてパルス発振で銅箔を加工し、孔をあける。エネルギーは表層の銅箔上の処理、銅箔の厚さによって適宜選択する。又、YAGレーザー等のUVレーザーでも本発明のバックアップシートは使用できる。
【００２９】
【実施例】
以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表す。
実施例１
2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン900部、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン100部を150℃に熔融させ、撹拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。これをメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解した。これにビスフェノールA型エポキシ樹脂(商品名:エピコート1001、ジャパンエポキシレジン＜株＞製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名:ESCN-220F、住友化学工業＜株＞製)600部を加え、均一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成タルク、日本タルク＜株＞製)2000部を加え、均一撹拌混合してワニスAを得た。このワニスを厚さ100μmのガラス織布に含浸し150℃で乾燥して、ゲル化時間(at170℃)120秒、ガラス布の含有量が56重量%のプリプレグ(プリプレグB)を作成した。厚さ12μmの電解銅箔を、上記プリプレグＢ 4枚の上下に配置し、200℃、20kgf/cm²、30mmHg以下の真空下で2時間積層成形し、絶縁層厚み400μmの両面銅張積層板Ｃを得た。
【００３０】
一方、金属粉として黒色酸化銅粉（平均粒子径：0.8μm）800部に、ポリビニルアルコール粉体を水に溶解したワニスに加え、均一に攪拌混合した（ワニスＤ）。これを厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム片面上に、厚さ60μｍとなるように塗布し、110℃で30分間乾燥して、金属化合物含有量65容積％の補助材料Ｅを形成した。また、厚さ200μｍのポリエチレンテレフタレート板の片面に上記ポリビニルアルコール粉体を水に溶解した溶液を、樹脂層厚さ100μｍとなるように塗布、乾燥して総厚み300μｍのバックアップシートＦを作製した。上記銅張積層板Ｂの上に補助材料Ｅを、下にバックアップシートＦを、樹脂面が銅箔側を向くように配置し、温度100℃のロールにて、線圧5kgf/cmでラミネートし、接着させた。間隔1mmで、孔径100μmの孔を900個直接炭酸ガスレーザーで、パルスエネルギー25mJで6ショツト照射して、70ブロックのスルーホール用貫通孔をあけた。デスミア処理後、ＳＵＥＰ法にて、孔周辺の銅箔バリを溶解除去すると同時に、表面の銅箔も4μmまで溶解した。この板に通常の方法にて銅メッキを15μm(総厚み:19μm)施した。この孔周辺のランド用の銅箔は全て残存していた。この表裏に、既存の方法にて回路(ライン/スペース＝50/50μmを200個)、ハンダボール用ランド等を形成し、少なくとも半導体チップ搭載部、ボンディング用パッド部、ハンダボールパッド部を除いてメッキレジストで被覆し、ニッケル、金メッキを施し、プリント配線板を作成した。このプリント配線板の評価結果を表1に示す。
【００３１】
実施例２
エポキシ樹脂(商品名:エピコート5045、ジャパンエポキシレジン<株>製)700部、及びエポキシ樹脂(商品名:ESCN220F)300部、ジシアンジアミド35部、2-エチル-4-メチルイミダゾール1部をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解し、さらに実施例１の焼成タルクを800部を加え、強制撹拌して均一分散し、ワニスを得た。これを厚さ100μmのガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間150秒、ガラス布含有量55重量%のプリプレグ(プリプレグＧ)を作成した。このプリプレグＧを2枚使用し、銅箔シャイニー面をコバルト金属処理を施した厚さ12μmの電解銅箔を両面に置き、190℃、20kgf/cm²、30mmHg以下の真空下で2時間積層成形して両面銅張積層板Ｈを作成した。絶縁層の厚みは200μmであった。この両面銅張積層板Ｈの裏面に、実施例１のポリビニルアルコール溶液を塗布、乾燥して厚さ50μmの樹脂層を形成しバックアップシートとした。この外側に厚さ1mmのアクリル板を置き、両面銅張板の端部をテープでXYテーブルに固定し、この上から炭酸ガスレーザーのパルスエネルギー20mJにて4ショット照射し、孔径100μmの貫通孔を実施例と同様にあけた。バックアップシートを溶解除去し、この表裏面を実施例１と同様にＳＵＥＰで処理してから、同様にプリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１
実施例1の両面銅張積層板Ｃを用い、下面にバックップシートを使用せず、銅張板を少し浮かして下面を空気層とし、炭酸ガスレーザーで同様に孔あけを行なったが、下孔の周囲に加工屑が付着した。SUEP処理を行い、同様にプリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３３】
比較例２
実施例１の両面銅張積層板Ｃを用い、バックアップシートとして、樹脂層のないアルミニウム単独を配置し、炭酸ガスレーザーを同様に照射したが、貫通孔が37%あかなかった。あいた下孔も一部はレーザーの金属からの反射で形状が円形とならなかった。SUEP処理を行い、同様にプリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３４】
比較例３
実施例１の両面銅張積層板Ｃの銅箔表面に間隔300μｍにて、孔径100μｍの孔を900個、銅箔をエッチングしてあけた。同様に裏面にも同じ位置に孔径100μｍの孔を900個あけ、１パターン900個を70ブロック、合計63,000の孔を、表面から炭酸ガスレーザーで、パルスエネルギー25mJにて６ショットかけ、貫通孔をあけた。デスミア処理を施し、SUEP処理を行い、銅メッキを15μｍ施し、表裏に回路を形成し、同様にプリント配線板を作成した。評価結果を表１に示す。
【００３５】

【００３６】
＜測定方法＞
1)表裏孔位置のズレ : ワークサイズ250mm角内に、孔径100μmの孔を、900孔/ブロックとして70ブロック（孔計63,000孔）炭酸ガスレーザーで孔あけを行ない、１枚の銅張積層板に63,000孔をあけたものについて表裏の孔位置のズレの最大値を示した。
2)孔形状 : 銅箔をエッチング除去し、孔の形状を観察した。
3)貫通孔あけ率 : 63,000孔のうち、上下貫通した孔の割合を％で表示した。
4)パターン切れ、及びショート : 実施例、比較例で、作製した孔のあいている銅張板に銅メッキを15μm付着させたものを用い、ライン/スペース＝50/50μmのパターンを作成した後、拡大鏡でエッチング後の200パターンを目視にて観察し、パターン切れ、及びショートしているパターンの合計を分子に示した。
5)ガラス転移温度 : JIS C6481のＤＭＡ法にて測定した。
6)スルーホール・ヒートサイクル試験 : 各スルーホールにランド径200μmを作成し、900孔を表裏交互につなぎ、1サイクルが、260℃・ハンダ・浸せき30秒→室温・5分で、200サイクル実施し、抵抗値の変化率の最大値を示した。
7)ランド周辺銅箔切れ : 孔周辺に径500μmのランドを形成した時の、ランド部分の銅箔欠けを観察した。
【００３７】
【発明の効果】
少なくとも２層以上の銅の層を有する銅張板の銅表面に直接１つのエネルギーの炭酸ガスレーザーを照射して銅箔を貫通孔あけする際に、炭酸ガスレーザーが貫通する下面の銅箔面に、孔あけバックアップシートとして、熱伝導性の低い層を銅箔と接着させて、この上から炭酸ガスレーザーを直接照射して貫通孔あけを行なうことにより、事前に銅箔をエッチング除去する必要もなく、銅張板の表裏の孔位置のズレもなく良好な形状の貫通孔が加工可能であり、且つ、後処理で銅箔の両表面を平面的にエッチングし、もとの銅箔の一部の厚さをエッチング除去することにより、同時に孔部に発生した銅箔のバリをエッチング除去でき、その後の銅メッキでメッキアップして得られた表裏銅箔の回路形成においても、ショートやパターン切れ等の不良発生もなく高密度のプリント配線板を作成でき、信頼性に優れたものを得ることができた。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention provides a backup suitable for forming a through-hole having a good hole shape and excellent reliability by directly irradiating a carbon dioxide laser on the copper foil surface of a copper-clad plate having at least two copper layers. It relates to a sheet, double-sided copper-clad plate, in the drilling of a multilayer plate, mainly for forming through-holes for through holes, the obtained copper-clad plate, multilayer plate has a small-diameter hole, As a high-density small printed wiring board, it is used for new semiconductor plastic packages, motherboards and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, high-density printed wiring boards used for semiconductor plastic packages or the like have drilled through holes for through holes. In recent years, the diameter of drills has become smaller and the hole diameter has become smaller than 0.15 mmφ. When drilling such small diameters, the drill diameter is thin, so the drill bends, breaks, and processing speed increases. There were drawbacks such as slowness, and there were problems in productivity, reliability, and the like. In addition, when opening a through hole for a through hole, if a hole of the same size is previously made in a predetermined method in upper and lower copper foils and a through hole penetrating vertically with a carbon dioxide gas laser is formed, There is a disadvantage that the land is difficult to be formed due to the misalignment. Furthermore, when a through hole was formed with a high-power carbon dioxide laser, an air layer was used on the lower side, but processing dust adhered to the copper foil near the hole, hindering subsequent processing. . In addition, defects such as the shape of the hole in the copper foil on the back surface being not circular were observed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a backup sheet for forming a carbon dioxide laser hole for forming a through hole for a small-diameter through hole having a good hole shape and solving the above-described problems.
[0004]
[Means for Solving the Invention]
A layer with low thermal conductivity is placed on the lower surface of the copper-clad plate, bonded to the copper foil, and the surface copper foil of the copper-clad plate is irradiated with one energy selected from a carbon dioxide laser output of 5-60 mJ. In particular, it is possible to form a through-hole having a favorable hole shape on the back surface. When the through-holes are formed by irradiating the front and back and inner copper foil with carbon dioxide laser, if the copper foil is thick, burrs will be generated on the copper foil. Need to be removed. The copper foil burrs on the front and back sides can be removed by mechanical polishing. However, in order to completely remove the burrs, both the surfaces of the copper foil are flattened in the thickness direction on a part of the thickness of the original copper foil. It is preferable to remove the copper foil burrs protruding from the hole at the same time as etching, and to form a through hole in which the copper foil around the hole remains. Since it can be formed without bending and the surface copper foil becomes thin, in the formation of thin wire circuits on the front and back copper foils obtained by plating up with subsequent metal plating, defects such as shorts and pattern breaks may occur. And a high-density printed wiring board could be created. In addition, the machining speed was much faster than when drilling, the productivity was good, and the economy was excellent.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a backup sheet for making a through hole having a small diameter in a copper-clad plate having two or more copper layers using a carbon dioxide gas laser, and the back surface of the copper-clad plate at the time of drilling. A layer with low thermal conductivity is bonded and placed on the copper foil side, and a carbon dioxide laser is directly irradiated onto the copper foil to form a through hole, so that the copper foil on the back side has excellent workability and a good shape. A hole is formed. When the copper foil is thick, burrs of the copper foil are generated in the formed holes, and the burrs are removed by etching with a chemical solution, and at the same time, portions of the front and back copper foils in the thickness direction are removed by etching. By thinning and deburring with this chemical solution, in subsequent copper plating, there is no overhang due to plating of the hole, and the total thickness after plating of the copper foil on the front and back sides can be kept thin, and it is suitable for fine pattern formation Thus, a high-density printed wiring board can be produced. When the copper foil is as thin as 1 to 5 μm, there are almost no burrs, and copper plating is possible as it is.
Resin such as metal oxide powder, carbon, or metal powder and water-soluble resin with a melting point of 900 ° C and an atomic binding energy of 300 kJ / mol or more on the surface to be irradiated with a carbon dioxide laser in a copper-clad plate The paint mixed with is applied to the copper foil surface and dried to form a coating film, or an auxiliary sheet for drilling obtained by adhering to one side of the thermoplastic film is disposed, preferably on the copper foil surface After bonding, the metal surface is directly irradiated with a carbon dioxide laser to remove the copper foil. In addition, a copper clad plate is produced using a copper foil in which a nickel metal layer, a cobalt metal layer, and an alloy layer thereof are formed on the shiny surface of the copper foil, and a carbon dioxide laser is directly irradiated on the copper foil to reduce the diameter. A through hole can be formed. Furthermore, the copper foil surface of a copper-clad plate with a general copper foil is treated with black copper oxide treatment, or the copper foil surface is treated with a chemical solution to form fine irregularities, and then directly carbonized. Through holes can be formed by irradiation with a gas laser. When a copper foil having a thickness of 5 μm or less is used, the copper foil is perforated by direct irradiation with a carbon dioxide laser, without any treatment on the surface of the copper foil. However, when forming the through hole, if the backup sheet is not bonded to the copper foil on the back side to form a through hole, contamination of the back side copper foil due to processing dust and damage to the XY table will occur. Use is mandatory.
[0007]
Among the auxiliary materials used in the present invention, generally known compounds can be used as the metal compound having a melting point of 900 ° C. or higher and a binding energy of 300 kJ / mol or higher. Specifically, the oxide includes titania such as titanium oxide, magnesia such as magnesium oxide, iron oxide such as iron oxide, nickel oxide such as nickel oxide, zinc oxide such as manganese dioxide and zinc oxide. , Silicon dioxide, aluminum oxide, rare earth oxide, cobalt oxide such as cobalt oxide, tin oxide such as tin oxide, tungsten oxide such as tungsten oxide, and the like. Examples of the non-oxide include generally known ones such as silicon carbide, tungsten carbide, boron nitride, silicon nitride, titanium nitride, aluminum nitride, barium sulfate, and rare earth oxysulfide. In addition, carbon can be used. Furthermore, various glasses which are the mixture of the metal oxide powder are mentioned. In addition, carbon powder may be mentioned, and silver, aluminum, bismuth, cobalt, copper, iron, magnesium, manganese, molybdenum, nickel, palladium, antimony, silicon, tin, titanium, vanadium, tungsten, zinc, etc. An alloy metal powder is used. These may be used alone or in combination of two or more. The average particle size is not particularly limited, but is preferably 1 μm or less.
[0008]
Since the molecules dissociate into atoms upon irradiation with the carbon dioxide laser, a metal that adheres to the hole wall or the like and does not adversely affect the semiconductor chip, the hole wall adhesion, or the like is preferable. Since Na, K, Cl ions and the like adversely affect the reliability of the semiconductor, those containing these components are not suitable. The blending amount is 3 to 97% by volume, preferably 5 to 95% by volume, blended in the water-soluble resin, and uniformly dispersed.
[0009]
The resin in the auxiliary material is not particularly limited, but a water-soluble resin is preferable when it is removed when it adheres after processing. Although there is no restriction | limiting in particular as this water-soluble resin, When knead | mixing and apply | coating and drying on the copper foil surface, or making it into a sheet form, the thing which does not lose | separate is selected. For example, generally known materials such as polyvinyl alcohol, polyester, polyether polyol, polyethylene oxide, and starch are used.
[0010]
The method of preparing a composition comprising metal compound powder, carbon powder, or metal powder and resin is not particularly limited, but kneaded at high temperature without solvent with a kneader or the like, and extruded and adhered to a thermoplastic film in a sheet form Method: Dissolve water-soluble resin in water or water-soluble organic solvent, add the above powder to this, stir and mix uniformly, and use this as a paint on a thermoplastic film and dry to form a film In general, a known method such as a method can be used. The thickness is not particularly limited, but is 20 to 200 μm when applied, and 30 to 200 μm in total thickness when applied to a thermoplastic film.
[0011]
In the carbon dioxide laser through-hole drilling of the present invention, the lower (back) surface is heated as a backup sheet so that the processed dust does not adhere to the lower (back) surface and further the shape of the through-hole is improved. A low conductivity layer is adhered and placed. This is because when a carbon dioxide laser beam is applied to the copper foil on the back surface, if an air layer is interposed on the back surface, heat diffusion is performed, and the heat distribution of the copper foil becomes non-uniform, so the hole shape tends to be indefinite. . However, if a layer with low thermal conductivity is bonded to the copper foil on the back surface, heat is accumulated in the back-up sheet on the bottom surface when the copper foil on the back surface is irradiated with the carbon dioxide laser beam, and the temperature of that portion is high. In the next irradiation, the copper foil is easily perforated, resulting in the formation of good holes. In this case, it is preferable that the back-up backup sheet has as low a thermal conductivity as possible. The backup sheet can be used only in a layer having low thermal conductivity. When irradiating a carbon dioxide laser, a method of irradiating a carbon dioxide laser with the copper-clad plate to which the backup sheet is adhered floating in the air, a backup sheet that is sucked from below into the XY table of the laser device and adhered to the copper-clad plate There is a method in which a carbon dioxide laser is irradiated from above, and the latter is generally used. In this case, it is preferable to increase the thickness of the backup sheet so that the laser beam stops in the middle of the backup sheet so that the laser beam does not penetrate the backup sheet. Of course, when the low thermal conductivity layer is thin, a metal plate can be placed on the outside for the purpose of protecting the XY table.
[0012]
As a layer having low thermal conductivity, generally known insulating layers can be mentioned. Specific examples include various resin compositions. The resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin alone, a thermoplastic resin alone, a mixture thereof, and a resin composition in which generally known additives such as inorganic fillers are added to these resins. . A resin composition that is not water-soluble and can be dissolved in an organic solvent can also be used. However, carbon dioxide laser irradiation may cause resin to adhere to the periphery of the pores, and if the removal of this resin requires an organic solvent instead of water, the processing is complicated, and contamination of the post-process, etc. This is also undesirable, and a water-soluble resin is preferably used. These water-soluble resins are not particularly limited, and generally known resins can be used. However, polyvinyl alcohol, polyester, starch, polyether polyol, polyethylene oxide and the like are preferably used alone or in combination of two or more. . The thickness is not particularly limited, and is preferably 50 to 200 μm. These are individually applied on the copper foil on the back side of the copper-clad plate or laminated and bonded. Moreover, it is applied to one side of a film, an organic plate or a ceramic plate and integrated into a backup sheet. The organic plate is not particularly limited, and generally known ones such as a thermoplastic resin plate, a thermosetting resin plate, and a laminated plate can be used. Furthermore, it may be a backup board that is applied and integrated on one side of wood, gypsum board or the like. The total thickness integrated is not particularly limited, but is preferably 100 to 500 μm.
[0013]
These resins are dissolved in water or an organic solvent and applied to the back side of a copper clad plate and dried to form a backup sheet, or a resin composition layer is applied to one side of a polyethylene terephthalate film, an organic plate, etc. After forming the body-shaped sheet, the resin composition surface is heated toward the copper foil side, and the resin is melted under pressure and laminated and bonded to the copper foil. Also, it is melted without solvent at a high temperature and extruded into a sheet to obtain a backup sheet. This can also be integrated.
[0014]
When laminating and bonding a hot-melt type backup sheet under heat and pressure to the copper foil surface, place the hot-melt type resin sheet on the back side of the copper-clad plate, and the film, organic plate, ceramic plate, or metal plate on the outside The temperature is generally 40 to 150 ° C, preferably 60 to 120 ° C, and the linear pressure is generally 1 to 30 kg / cm, preferably 5 to 20 kg / cm. Melt and adhere to the copper foil surface. The selection of the temperature differs depending on the melting point of the resin used, and also varies depending on the linear pressure, the lamination speed, etc., but in general, the lamination is performed at a temperature that is 5 to 20 ° C. higher than the melting point of the water-soluble resin.
[0015]
The copper-clad plate used in the present invention is a copper-clad plate having two or more copper layers. As the thermosetting resin copper-clad laminate, a known thermosetting copper-clad laminate of inorganic and organic substrates is used. Board, multilayer copper-clad board, multilayer board using resin-coated copper foil sheet as the surface layer, etc., commonly used multilayer copper-clad board, and copper of base material such as polyimide film, liquid crystal polyester film, polyparabanic acid film, etc. A tension board is mentioned.
[0016]
In the base material reinforced copper clad laminate, first, a reinforced base material is impregnated with a thermosetting resin composition and dried to form a B stage to prepare a prepreg. Next, a predetermined number of the prepregs are stacked, a copper foil is disposed on the outside thereof, and laminated and formed under heating and pressure to obtain a copper-clad laminate. The thickness of the copper foil is preferably 3 to 12 μm. The shiny surface of the copper foil may be treated with nickel metal, cobalt metal, or an alloy thereof. Further, as the 3 to 5 μm copper foil, a protective metal disposed at the outside of the shiny surface and at least a part thereof can be used. Of course, when drilling, it is necessary to remove the protective metal layer prior to laser irradiation.
[0017]
As the substrate, generally known organic and inorganic woven fabrics and nonwoven fabrics can be used. Specifically, examples of the inorganic fiber include fibers such as E, S, D, and NE glass. Examples of organic fibers include generally known fibers such as wholly aromatic polyamides and liquid crystal polyesters. These may be mixed papers. Moreover, a film base material is also mentioned.
[0018]
As the resin of the thermosetting resin composition used in the present invention, generally known thermosetting resins are used. Specific examples include an epoxy resin, a polyfunctional cyanate ester resin, a polyfunctional maleimide-cyanate ester resin, a polyfunctional maleimide resin, an unsaturated group-containing polyphenylene ether resin, and the like. Are used in combination. From the viewpoint of the shape of the through-hole in processing with high-power carbon dioxide laser irradiation, a thermosetting resin composition having a glass transition temperature of 150 ° C. or higher is preferable, and an inorganic filler is preferably 10 to 80% by weight. By blending, the irregularities in the holes due to carbon dioxide laser drilling can be reduced. A polyfunctional cyanate ester resin composition is preferred from the viewpoint of moisture resistance, migration resistance, electrical properties after moisture absorption, and the like.
[0019]
The polyfunctional cyanate ester compound which is a preferred thermosetting resin component of the present invention is a compound having two or more cyanato groups in the molecule. Specific examples include 1,3- or 1,4-dicyanatobenzene, 1,3,5-tricyanatobenzene, 1,3-, 1,4-, 1,6-, 1,8-, 2 , 6- or 2,7-dicyanatonaphthalene, 1,3,6-tricyanatonaphthalene, 4,4-dicyanatobiphenyl, bis (4-dicyanatophenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanato Phenyl) propane, 2,2-bis (3,5-dibromo-4-cyanatophenyl) propane, bis (4-cyanatophenyl) ether, bis (4-cyanatophenyl) thioether, bis (4-cyanatophenyl) ) Sulfone, tris (4-cyanatophenyl) phosphite, tris (4-cyanatophenyl) phosphate, and cyanates obtained by reaction of novolac with cyanogen halide. These known Br addition compounds are also mentioned.
[0020]
Besides these, multifunctional cyanic acid described in JP-B-41-1928, JP-A-43-18468, JP-A-44-4791, JP-A-45-11712, JP-A-46-41112, JP-A-51-63149, etc. Ester compounds can also be used. Further, a prepolymer having a molecular weight of 400 to 6,000 having a triazine ring formed by trimerization of cyanate groups of these polyfunctional cyanate ester compounds is used. This prepolymer polymerizes the above-mentioned polyfunctional cyanate ester monomers using, for example, acids such as mineral acids and Lewis acids; bases such as sodium alcoholates and tertiary amines; salts such as sodium carbonate and the like as catalysts. Can be obtained. This prepolymer also includes a partially unreacted monomer, which is in the form of a mixture of the monomer and the prepolymer, and such a raw material is suitably used for the application of the present invention. Generally, it is used after being dissolved in a soluble organic solvent.
[0021]
As the epoxy resin, generally known epoxy resins can be used. Specifically, liquid or solid bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin; butadiene, pentadiene, vinylcyclohexene, dicyclopentyl ether, etc. And polyglycidyl compounds obtained by reaction of polyols, hydroxyl group-containing silicon resins and epohalohydrin, and the like. Moreover, these well-known Br addition resin is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
[0022]
As the polyimide resin, generally known resins can be used. Specific examples include reaction products of polyfunctional maleimides and polyamines and terminal triple bond polyimides described in JP-B-57-005406.
[0023]
These thermosetting resins may be used alone, but may be used in appropriate combination in consideration of balance of characteristics.
[0024]
In the thermosetting resin composition of the present invention, various additives can be blended as desired within a range where the original properties of the composition are not impaired. These additives include polymerizable double bond-containing monomers such as unsaturated polyesters and prepolymers thereof; polybutadiene, epoxidized butadiene, maleated butadiene, butadiene-acrylonitrile copolymer, polychloroprene, butadiene-styrene copolymer. Low molecular weight liquid to high molecular weight elastic rubber such as polymer, polyisoprene, butyl rubber, fluoro rubber, natural rubber; polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-4-methylpentene, polystyrene, AS resin, ABS resin, MBS resin , Styrene-isoprene rubber, acrylic rubber, core-shell rubber, polyethylene-propylene copolymer, 4-fluoroethylene-6-fluoroethylene copolymers; polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyester, polyphenylene sulfide, etc. High molecular weight prepolymer or oligomer; polyurethane and the like are exemplified, are appropriately used. In addition, other known organic fillers, dyes, pigments, thickeners, lubricants, antifoaming agents, dispersants, leveling agents, photosensitizers, flame retardants, brighteners, polymerization inhibitors, thixotropic agents Various additives such as are used in appropriate combination as desired. If necessary, the compound having a reactive group is appropriately mixed with a curing agent and a catalyst.
[0025]
Although the thermosetting resin composition of the present invention itself is cured by heating, the curing rate is slow and the workability, economy and the like are inferior, so that a known thermosetting catalyst can be used for the thermosetting resin used. . The amount used is 0.005 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermosetting resin.
[0026]
When a through hole is formed by directly irradiating a carbon dioxide laser on a copper foil of a copper clad plate by pulse oscillation at an output of 5 to 60 mJ, burrs are generated around the hole. Therefore, after carbon dioxide laser irradiation, both surfaces of the copper foil are planarly etched in the thickness direction, preferably with a chemical solution, and part of the original copper foil is removed to remove burrs simultaneously. The thinned copper foil that has been removed is suitable for forming a fine pattern, and forms a through-hole in which the copper foil around the hole suitable for a high-density printed wiring board remains. In this case, etching is more preferable than mechanical polishing in terms of removing burrs from the hole, dimensional change due to polishing, and the like.
[0027]
The method for etching and removing the copper burrs generated in the holes of the present invention is not particularly limited. For example, JP-A-02-22887, 02-22896, 02-25089, 02-25090, 02-02 59337, 02-60189, 02-166789, 03-25995, 03-60183, 03-94491, 04-199592, 04-263488, a method for dissolving and removing metal surfaces with chemicals (Referred to as the SUEP method). The etching rate is 0.02 to 1.0 μm / sec.
[0028]
A carbon dioxide laser generally has a wavelength of 9.3 to 10.6 μm in the infrared wavelength region. A copper foil is processed by pulse oscillation at an energy of 5 to 60 mJ, preferably 7 to 45 mJ, and a hole is made. The energy is appropriately selected depending on the treatment on the surface copper foil and the thickness of the copper foil. The backup sheet of the present invention can also be used with a UV laser such as a YAG laser.
[0029]
【Example】
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. Unless otherwise specified, “parts” represents parts by weight.
Example 1
900 parts of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane and 100 parts of bis (4-maleimidophenyl) methane were melted at 150 ° C. and reacted for 4 hours with stirring to obtain a prepolymer. This was dissolved in a mixed solvent of methyl ethyl ketone and dimethylformamide. 400 parts of bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat 1001, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and 600 parts of cresol novolac type epoxy resin (trade name: ESCN-220F, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) are added. , Uniformly dissolved and mixed. Furthermore, 0.4 parts of zinc octylate as a catalyst was added, dissolved and mixed, and 2000 parts of an inorganic filler (trade name: calcined talc, manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.) was added thereto, followed by uniform stirring and mixing to obtain varnish A. This varnish was impregnated into a 100 μm thick glass woven fabric and dried at 150 ° C. to prepare a prepreg (prepreg B) having a gelation time (at 170 ° C.) of 120 seconds and a glass fabric content of 56% by weight. Electrolytic copper foil with a thickness of 12μm is placed above and below the above four prepregs B and laminated for 2 hours under a vacuum of 200 ° C, 20kgf / cm ² , 30mmHg or less, and a double-sided copper-clad laminate with an insulation layer thickness of 400μm C was obtained.
[0030]
On the other hand, 800 parts of black copper oxide powder (average particle size: 0.8 μm) as a metal powder was added to a varnish obtained by dissolving polyvinyl alcohol powder in water, and the mixture was uniformly stirred and mixed (varnish D). This was coated on one side of a 25 μm thick polyethylene terephthalate film so as to have a thickness of 60 μm, and dried at 110 ° C. for 30 minutes to form an auxiliary material E having a metal compound content of 65 vol%. Further, a solution obtained by dissolving the polyvinyl alcohol powder in water on one side of a 200 μm thick polyethylene terephthalate plate was applied to a resin layer thickness of 100 μm and dried to prepare a backup sheet F having a total thickness of 300 μm. The auxiliary material E is placed on the copper-clad laminate B, the backup sheet F is placed underneath, and the resin surface faces the copper foil, and is laminated at a linear pressure of 5 kgf / cm with a roll at a temperature of 100 ° C. And glued. A through hole for 70 blocks of through-holes was made by irradiating 900 holes with a diameter of 1 μm and 900 holes with a diameter of 100 μm directly with a carbon dioxide laser at a pulse energy of 25 mJ for 6 shots. After the desmear treatment, the copper foil burrs around the holes were dissolved and removed by the SUEP method, and at the same time, the copper foil on the surface was dissolved to 4 μm. This plate was plated with copper by 15 μm (total thickness: 19 μm) by an ordinary method. All of the land copper foil around this hole remained. On this front and back, circuits (200 lines / space = 50 / 50μm), solder ball lands, etc. are formed by existing methods, excluding at least the semiconductor chip mounting part, bonding pad part, and solder ball pad part. A printed wiring board was prepared by coating with a plating resist and applying nickel and gold plating. Table 1 shows the evaluation results of this printed wiring board.
[0031]
Example 2
Epoxy resin (trade name: Epicoat 5045, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 700 parts, epoxy resin (trade name: ESCN220F) 300 parts, dicyandiamide 35 parts, 2-ethyl-4-methylimidazole 1 part methyl ethyl ketone and dimethyl After dissolving in a mixed solvent of formamide, 800 parts of the calcined talc of Example 1 was added, and the mixture was forcibly stirred and uniformly dispersed to obtain a varnish. This was impregnated into a glass woven cloth having a thickness of 100 μm and dried to prepare a prepreg (prepreg G) having a gel time of 150 seconds and a glass cloth content of 55% by weight. Two pieces of this prepreg G are used, and a copper foil shiny surface is coated with cobalt metal treated 12μm thick electrolytic copper foil on both sides and laminated for 2 hours under a vacuum of 190 ° C, 20kgf / cm ² , 30mmHg or less. Thus, a double-sided copper-clad laminate H was prepared. The thickness of the insulating layer was 200 μm. On the back surface of this double-sided copper-clad laminate H, the polyvinyl alcohol solution of Example 1 was applied and dried to form a resin layer having a thickness of 50 μm to obtain a backup sheet. Place an acrylic plate with a thickness of 1 mm on the outside, fix the end of a double-sided copper-clad plate to the XY table with tape, and irradiate 4 shots with a carbon dioxide laser pulse energy of 20 mJ from above, through holes with a hole diameter of 100 μm Was opened in the same manner as in the example. The backup sheet was dissolved and removed, and the front and back surfaces were treated with SUEP in the same manner as in Example 1 to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
[0032]
Comparative Example 1
The double-sided copper-clad laminate C of Example 1 was used, the back sheet was not used on the lower surface, the copper-clad plate was slightly lifted and the lower surface was used as an air layer, and a hole was similarly formed with a carbon dioxide laser. Processing debris adhered to the surroundings. SUEP treatment was performed to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
[0033]
Comparative Example 2
The double-sided copper-clad laminate C of Example 1 was used and aluminum alone without a resin layer was placed as a backup sheet and irradiated with a carbon dioxide laser in the same manner, but 37% of the through holes were not found. Some of the prepared holes were not circular due to the reflection of the laser from the metal. SUEP treatment was performed to obtain a printed wiring board. The evaluation results are shown in Table 1.
[0034]
Comparative Example 3
The copper foil surface of the double-sided copper-clad laminate C of Example 1 was etched by opening the copper foil with 900 holes having a hole diameter of 100 μm at an interval of 300 μm. Similarly, 900 holes with a diameter of 100 μm are drilled at the same position on the back side, and 900 blocks of 1 pattern are 70 blocks. A total of 63,000 holes are shot from the front surface with a carbon dioxide laser with 6 shots at a pulse energy of 25 mJ. Opened. A desmear process was performed, a SUEP process was performed, copper plating was applied to 15 μm, circuits were formed on the front and back sides, and a printed wiring board was similarly prepared. The evaluation results are shown in Table 1.
[0035]

[0036]
<Measurement method>
1) Displacement of front and back hole positions: Holes with a diameter of 100μm in a workpiece size of 250mm square, 900 holes / block and 70 blocks (total hole 63,000 holes) are drilled with carbon dioxide laser, one copper clad laminate The maximum deviation of the hole positions on the front and back sides of the 63,000 holes was shown.
2) Hole shape: The copper foil was removed by etching, and the hole shape was observed.
3) Through-hole drilling ratio: Of 63,000 holes, the ratio of the through-holes was displayed in%.
4) Pattern cuts and shorts: After creating a pattern of line / space = 50 / 50μm using the copper clad plate with 15μm attached to the copper plate with holes prepared in Examples and Comparative Examples. The 200 patterns after etching were visually observed with a magnifying glass, and the total of the pattern cut and shorted patterns was shown in the molecule.
5) Glass transition temperature: Measured by JIS C6481 DMA method.
6) Through-hole / heat cycle test: Land diameter 200μm is created in each through-hole, 900 holes are connected alternately on the front and back, and one cycle is 200 cycles at 260 ℃, solder, immersion 30 seconds → room temperature, 5 minutes The maximum change rate of the resistance value was shown.
7) Copper foil breakage around the land: When a land having a diameter of 500 μm was formed around the hole, the copper foil chipping in the land portion was observed.
[0037]
【The invention's effect】
The copper foil surface on the lower surface through which the carbon dioxide laser penetrates when the copper foil of the copper clad plate having at least two copper layers is directly irradiated with a carbon dioxide gas laser of one energy to pierce the copper foil. In addition, as a drilling backup sheet, a layer with low thermal conductivity is bonded to the copper foil, and the copper foil is etched away in advance by directly irradiating a carbon dioxide laser from this layer to make a through hole. There is no gap between the front and back holes of the copper-clad plate, and through holes with a good shape can be processed, and both surfaces of the copper foil are etched planarly in post-processing, By removing a part of the thickness by etching, the burrs of the copper foil generated in the hole can be removed by etching at the same time, and even in the circuit formation of the front and back copper foils obtained by plating up with subsequent copper plating, Pattern cut etc. Failure without any create a high-density printed wiring board, it was possible to obtain excellent reliability.

Claims

Using one energy selected from 5 to 60 mJ sufficient to remove the copper foil with a carbon dioxide laser, the carbon dioxide laser is directly irradiated onto the copper foil by the pulse oscillation of the carbon dioxide laser, and at least two layers or more In forming holes for forming through holes in the copper-clad plate, a low thermal conductive through-hole forming backup sheet characterized by being used by adhering to the copper foil on the back side of the copper-clad plate , the backup sheet, A backup sheet, wherein the resin composition alone or the resin composition is applied and integrated on one side of a film, an organic plate or a ceramic .

The backup sheet for forming a low thermal conductive through hole according to claim 1, wherein the backup sheet is a hot-melt water-soluble resin composition.

3. The low thermal conductive through-hole formation according to claim 1 or 2 , wherein the backup sheet is disposed on the copper foil back side of the copper-clad plate, and is laminated and bonded to the copper foil under heating and pressure. Backup sheet.