JP5495002B2 - Printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、IVHやフィルドビアの形成が容易なプリント配線板、およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a printed wiring board on which IVH and filled via can be easily formed, and a method for manufacturing the same.

従来、IVH(インタースティシャルバイヤホール)やフィルドビアなどの層間導通体を形成する場合、フォトプロセスによって上層の金属配線層にエッチング穴を設けた後、このエッチング穴の直径よりも大きなレーザー光を照射して、エッチング穴の下の樹脂層部分だけを除去して上下の層間を接続する穴を形成し、レーザー加工残差の有機物であるスミアを除去するデスミア処理をおこなってからこの穴内に層間導通体を形成していた。フィルドビアとは、層間接続のために設けた穴内に、めっきを充填して形成した層間接続のことである。   Conventionally, when an interlayer conductor such as an IVH (interstitial via hole) or filled via is formed, an etching hole is provided in an upper metal wiring layer by a photo process, and then a laser beam larger than the diameter of the etching hole is irradiated. Then, only the resin layer part under the etching hole is removed to form a hole that connects the upper and lower layers, and after the desmear process that removes smear, which is an organic substance in the laser processing residual, is performed, interlayer conduction in this hole Formed a body. A filled via is an interlayer connection formed by filling a hole provided for interlayer connection with plating.

ところで、この層間導通用穴の底である内層銅は、熱伝導係数が大きいので、レーザーでスミア熱分解できず、層間導通用の穴底の内層銅表面に残りやすい。この穴内のスミアを除去しようとしてデスミア処理を強化しようとすると、側壁の樹脂が浸食されて、この穴の入り口が狭いタル形状となってしまい、その後にフィルドビアを形成しようとすると、穴内部をめっきで埋めることが困難になってしまう。   By the way, since the inner layer copper which is the bottom of the hole for interlayer conduction has a large thermal conductivity coefficient, it cannot be smear pyrolyzed with a laser and tends to remain on the surface of the inner layer copper at the bottom of the hole for interlayer conduction. If the desmear treatment is reinforced to remove the smear in the hole, the resin on the side wall is eroded and the entrance of the hole becomes a narrow tall shape. It becomes difficult to fill with.

そのため、デスミア処理をより完全に行うために、特許文献1に開示された技術によれば、デスミア処理後、さらにアルカリ溶液中で電解処理を施すことが記載されている。
また、デスミア処理をより効果的に行うために、特許文献2に開示された技術によれば、プラズマクリーニングによりデスミア処理を行っていた。
特開平2−241082号公報 特開2001−168498号公報
Therefore, in order to perform desmear treatment more completely, according to the technique disclosed in Patent Document 1, it is described that after desmear treatment, electrolytic treatment is further performed in an alkaline solution.
In order to perform the desmear process more effectively, according to the technique disclosed in Patent Document 2, the desmear process is performed by plasma cleaning.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-241082 JP 2001-168498 A

しかしながら、上記の従来技術のように、デスミア処理後さらにアルカリ溶液中で電解処理をするような液中処理を行うと、層間導通用穴内に異物が混入するなど別の問題が生じやすい。また、プラズマクリーニングなどのデスミア処理では設備経費がかさむことになってしまう。   However, when a submerged process such as an electrolytic process in an alkaline solution is further performed after the desmear process as in the above-described prior art, another problem such as foreign matters entering the interlayer conduction hole is likely to occur. Also, the desmear process such as plasma cleaning increases the equipment cost.

本発明は、上記の問題を解決するものであり、層間導通用穴内のレーザー加工残渣の有機物であるスミアの発生を抑制することにより、IVHやフィルドビアの形成を容易にするプリント配線板、およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problem, and suppresses the generation of smears, which are organic substances of laser processing residues in the hole for interlayer conduction, thereby facilitating the formation of IVH and filled vias, and its An object is to provide a manufacturing method.

本発明は、以下のものに関する。
(1) 内層銅と、この内層銅上に設けられた絶縁層と、この絶縁層を貫通し前記内層銅表面まで達するレーザー照射によって形成された層間接続穴と、この層間接続穴内に形成された導通体と、を有するプリント配線板であって、前記レーザー照射及びデスミア処理がなされる内層銅表面に、表面粗さが3μmから20μmの凹凸及びこの凹凸の凹部の面積と同等以上の面積とした凸部頂上付近に凹部よりも集中して銅粒を設けたプリント配線板。
(2) 上記(1)において、凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成したプリント配線板。
(3) 上記(1)又は(2)において、内層銅表面に設けた表面粗さが3μmから20μmの凹凸の先端を平らとした部の面積が、凹部の面積と同等以上であるプリント配線板。
(4) 内層銅と、この内層銅上に設けられた絶縁層と、この絶縁層を貫通し前記内層銅表面まで達するレーザー照射及びデスミア処理によって形成された層間接続穴と、この層間接続穴内に形成された導通体と、を有するプリント配線板の製造方法であって、前記内層銅表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸を設ける工程と、前記凹凸の凹部の面積と同等以上の面積とした凸部頂上付近に凹部よりも集中して銅粒を設ける工程と、前記凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成する工程と、を有するプリント配線板の製造方法。
The present invention relates to the following.
(1) Inner layer copper, an insulating layer provided on the inner layer copper, an interlayer connection hole formed by laser irradiation penetrating the insulating layer and reaching the inner layer copper surface, and formed in the interlayer connection hole A printed wiring board having a conductor, wherein the surface roughness of the inner layer copper surface subjected to the laser irradiation and desmear treatment is 3 μm to 20 μm, and the surface area is equal to or greater than the area of the recesses of the unevenness . A printed wiring board in which copper grains are concentrated near the top of the convex portion rather than the concave portion.
(2) A printed wiring board in which a thin film of copper plating is formed so as to fill the copper grains provided on the convex portion in (1) above.
(3) In the above (1) or (2), the area of the projection of surface roughness provided on the inner layer copper surface has a flat tip of 20μm of irregularities from 3μm is the area of the recess equal to or higher than the print Wiring board.
(4) Inner layer copper, an insulating layer provided on the inner layer copper, an interlayer connection hole formed by laser irradiation and desmearing that penetrates the insulating layer and reaches the inner layer copper surface, and in the interlayer connection hole A printed wiring board having a formed conductor, a step of providing irregularities having a surface roughness of 3 μm to 20 μm on the surface of the inner layer copper, and an area equal to or greater than the area of the concave portions of the irregularities ; A method of manufacturing a printed wiring board, comprising: a step of providing copper grains concentrated near the top of the convex portion than a concave portion; and a step of forming a thin film of copper plating so as to fill the copper grains provided on the convex portion .

本発明によれば、層間接続穴内のレーザー加工残渣の有機物であるスミアの発生を抑制することにより、IVHやフィルドビアの形成を容易にするプリント配線板、およびその製造方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a printed wiring board that facilitates the formation of IVH and filled vias, and a method for manufacturing the same, by suppressing the generation of smears, which are organic substances of laser processing residues in interlayer connection holes. Become.

本発明の対象となるプリント配線板は、層間接続穴として、IVHやフィルドビアを有するプリント配線板である。   The printed wiring board which is the subject of the present invention is a printed wiring board having IVH and filled vias as interlayer connection holes.

本発明における内層銅とは、プリント配線板の内層に設けられた銅導体を言う。内層銅の形成方法としては、例えば、一般的に補強基材に樹脂組成物を含浸した樹脂含浸基材の必要枚数の上面及び又は下面に、銅箔を積層一体化し、この銅箔をエッチング等により回路形成する方法が挙げられる。銅箔の材料としては、プリント配線板の内層銅として使用されるものであればよく、特に制限はない。   The inner layer copper in this invention means the copper conductor provided in the inner layer of the printed wiring board. As a method for forming the inner layer copper, for example, a copper foil is laminated and integrated on the upper surface and / or the lower surface of a required number of resin-impregnated base materials in which a reinforcing base material is impregnated with a resin composition, and this copper foil is etched. Can be used to form a circuit. The material of the copper foil is not particularly limited as long as it is used as the inner layer copper of the printed wiring board.

本発明における絶縁層とは、内層銅と他の内層銅、または、内層銅と表層の銅導体との間の電気的絶縁を図るものを言う。絶縁層の材料としては、プリント配線板の絶縁層として使用されるものであればよく、特に制限はない。絶縁層の形成方法としては、例えば、補強基材に樹脂組成物を含浸した樹脂含浸基材の必要枚数の上面及び又は下面に、銅箔を積層一体化することで、銅箔と銅箔との間に形成される。   The insulating layer in the present invention refers to an electrical insulation between the inner layer copper and another inner layer copper, or between the inner layer copper and the surface copper conductor. The material for the insulating layer is not particularly limited as long as it is used as an insulating layer for a printed wiring board. As a method for forming the insulating layer, for example, the copper foil is laminated and integrated on the upper surface and / or the lower surface of the required number of the resin-impregnated base materials in which the resin composition is impregnated into the reinforcing base material. Formed between.

本発明で使用するレーザーとしては、CO、CO、エキシマ等の気体レーザーや、YAG等の固体レーザーがある。COレーザーは、容易に大出力を得られることから、φ50μm以上のIVHの加工に適している。φ50μm以下の微細なIVHを加工する場合は、より短波長で集光性のよいYAGレーザーが適している。 Examples of the laser used in the present invention include gas lasers such as CO 2 , CO, and excimer, and solid lasers such as YAG. Since the CO 2 laser can easily obtain a large output, it is suitable for processing IVH of φ50 μm or more. When processing a fine IVH of φ50 μm or less, a YAG laser with a shorter wavelength and good condensing property is suitable.

本発明におけるレーザー照射とは、層間接続のための穴(層間接続穴)を形成するための手段であり、例えばIVHやフィルドビアのような層間接続をめっきによって行う場合に、必要な層間接続穴を形成するための手段である。使用するレーザーは、COレーザー穴あけ機などプリント配線板に使用される一般的なものであればよく、特に制限はない。また、照射条件は、プリント配線板を構成するものの材質、厚さ等を考慮して設定する。レーザー照射エネルギー量を大きくしたり、あるいはパルス幅を大きくしたりすれば、内層銅により大きな熱がかかりスミアも除去されやすいが、過剰な熱で内層銅に穴があいたり、IVH形状が樽型になってしまうため、少なくともパルス幅は20〜30μsec以下には抑えるのが望ましい。 Laser irradiation in the present invention is means for forming a hole for interlayer connection (interlayer connection hole). For example, when interlayer connection such as IVH or filled via is performed by plating, a necessary interlayer connection hole is formed. It is a means for forming. The laser to be used is not particularly limited as long as it is a general one used for printed wiring boards such as a CO 2 laser drilling machine. Irradiation conditions are set in consideration of the material, thickness, etc. of what constitutes the printed wiring board. If the laser irradiation energy is increased or the pulse width is increased, the inner layer copper will generate a large amount of heat and smear will be easily removed. However, excessive heat will cause holes in the inner layer copper and the IVH shape will be barrel-shaped. Therefore, it is desirable to suppress at least the pulse width to 20 to 30 μsec or less.

本発明における層間接続孔とは、内層銅と他の内層銅、または内層銅と表層の銅導体との間の電気的導通を得るものを言う。この層間接続穴は、絶縁層を貫通し内層銅表面まで達するようにレーザーを照射することにより形成される。一例として、絶縁層を挟んで、内層銅と表層の銅導体を有するプリント配線板の場合は、フォトプロセス等によって表層の銅導体を部分的に除去して銅導体に開口を設けた後、この開口を狙ってレーザー光を照射する。開口は、絶縁層が露出しているため、レーザーが絶縁層に直接照射され、容易に穴が形成される。この穴が、内層銅表面まで達すると、絶縁層を貫通して表層から内層銅に到る層間接続穴が形成される。このとき、レーザーが内層銅表面に達するように照射されることになる。つまり、レーザーが内層銅表面まで達するように照射されることにより、表層から内層銅に到る層間接続穴が形成される。また、同時に、内層銅表面には、レーザー加工残差の有機物であるスミアが生成するが、後述するように、レーザー照射がなされる内層銅表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸を設けることにより、このスミアが熱分解される。なお、使用するレーザーの種類や、レーザーの照射条件によっては、表層の銅導体に開口を設ける必要はなく、表層の銅導体上から、その下の絶縁層を貫通して内層銅表面まで達するように、レーザーを照射することによって、層間接続穴を形成することも可能である。   The interlayer connection hole in the present invention refers to a hole that obtains electrical continuity between the inner layer copper and another inner layer copper, or between the inner layer copper and the surface copper conductor. This interlayer connection hole is formed by irradiating a laser so as to penetrate the insulating layer and reach the inner layer copper surface. As an example, in the case of a printed wiring board having an inner layer copper and a surface layer copper conductor with an insulating layer in between, the surface layer copper conductor is partially removed by a photo process or the like to provide an opening in the copper conductor. Aim at the opening and irradiate with laser light. Since the insulating layer is exposed in the opening, a laser is directly applied to the insulating layer, and a hole is easily formed. When this hole reaches the inner layer copper surface, an interlayer connection hole that penetrates the insulating layer and reaches the inner layer copper is formed. At this time, the laser is irradiated so as to reach the inner layer copper surface. That is, an interlayer connection hole from the surface layer to the inner layer copper is formed by irradiating the laser so as to reach the inner layer copper surface. At the same time, smear, which is an organic substance of laser processing residual, is generated on the inner layer copper surface, but as described later, the inner surface of the inner layer copper to be irradiated with laser is provided with irregularities having a surface roughness of 3 μm to 20 μm. Thus, the smear is thermally decomposed. Depending on the type of laser used and the laser irradiation conditions, it is not necessary to provide an opening in the surface copper conductor so that it can reach the inner copper surface from above the surface copper conductor through the insulating layer below it. In addition, it is possible to form an interlayer connection hole by irradiating a laser.

本発明における導通体とは、プリント配線板の上下の層間を接続する層間接続穴を使用して、上下の層間の電気的な導通をとるもので、IVHやフィルドビアといわれる一般的にプリント配線板で使用する層間接続穴内に形成される導通体をさす。層間接続穴内に導通体を形成する方法としては、一般的にプリント配線板で用いられる、無電解めっきや電気めっき等を使用することができる。   The conductive body in the present invention is an electrical connection between the upper and lower layers using interlayer connection holes for connecting the upper and lower layers of the printed wiring board, and is generally called a printed wiring board called IVH or filled via. The conductor formed in the interlayer connection hole used in the above. As a method of forming a conductor in the interlayer connection hole, electroless plating, electroplating, or the like generally used for printed wiring boards can be used.

本発明で使用する内層銅表面に設けられた凹凸は、表面粗さが3μmから20μmである。この表面粗さは、十点平均高さRzで表示した表面粗さをさす。このように、レーザー照射がなされる内層銅表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸を設けることにより、熱の伝導率の大きな銅の熱の横伝導を分断することになり、レーザー照射熱の蓄熱作用が実現することができる。このことにより、レーザーでスミアを熱分解しやすくなる。内層銅表面に表面粗さが3μm以下であると、レーザー照射熱の蓄熱作用が弱く、また、内層銅表面に表面粗さが20μm以上である場合、凸部形状が細いと折れやすく、太いと凸間ピッチが広くなりやすく高密度プリント配線板の層間を接続する穴には不向きである。   The unevenness provided on the surface of the inner layer copper used in the present invention has a surface roughness of 3 μm to 20 μm. This surface roughness refers to the surface roughness indicated by the ten-point average height Rz. Thus, by providing unevenness with a surface roughness of 3 μm to 20 μm on the inner copper surface to be irradiated with laser, the lateral heat conduction of copper having a large heat conductivity is divided, and the heat of laser irradiation is reduced. A heat storage effect can be realized. This facilitates thermal decomposition of the smear with a laser. When the surface roughness is 3 μm or less on the inner layer copper surface, the heat storage effect of laser irradiation heat is weak, and when the surface roughness is 20 μm or more on the inner layer copper surface, it is easy to break if the convex shape is thin, The pitch between the protrusions tends to be wide, and is not suitable for a hole connecting the layers of the high-density printed wiring board.

凹凸の形成方法は、化学エッチング等の化学処理、電解エッチング等の電気化学処理、ショットブラスト等の物理処理など特に限定はないが、内層導体となるため、種々の積層材との密着性が必要なため、処理後の酸化皮膜が残ったり、有機残渣など、積層材との密着性に悪さするものが表面に残ったりするものは望ましくない。   There are no particular restrictions on the method for forming the irregularities, such as chemical treatment such as chemical etching, electrochemical treatment such as electrolytic etching, physical treatment such as shot blasting, etc., but since it becomes an inner layer conductor, adhesion to various laminated materials is required. For this reason, it is not desirable that the oxide film after the treatment remains, or an organic residue such as an organic residue that remains on the surface has poor adhesion to the laminated material.

化学エッチングとしては、塩酸、硫酸などの無機酸、有機酸等の単独または混合したり、無機酸に過酸化水素、トリアゾール、ハロゲン化物、ニカワ等を添加したりしたものが使用できる。
電解エッチングとしては、硫酸、塩酸、スルファミン酸などの酸性浴や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ピロリン酸、シアン浴などのアルカリ浴が使用できる。
また、これらの酸またはアルカリ系の溶液に必要により添加剤を加える。添加剤は化学エッチングに使用されているものと同様のもの、または通常光沢めっき液に使用する市販の添加剤等々が使用できる。
ショットブラストとしては、金属やセラミック微粒子と圧縮空気とを混合して吹き付ける一般的なものが使用できる。
両面粗化箔を使用した銅張積層板を内層基板に用い、銅箔の粗面形状を、そのまま内層銅表面の凹凸としてもよい。
As the chemical etching, an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, an organic acid or the like can be used alone or mixed, or hydrogen peroxide, triazole, halide, glue or the like added to the inorganic acid can be used.
As the electrolytic etching, an acidic bath such as sulfuric acid, hydrochloric acid or sulfamic acid, or an alkaline bath such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, pyrophosphoric acid or cyanogen bath can be used.
Moreover, an additive is added to these acid or alkaline solutions as necessary. As the additive, those similar to those used for chemical etching, commercially available additives usually used for bright plating solutions, and the like can be used.
As the shot blasting, a general one in which metal or ceramic fine particles and compressed air are mixed and sprayed can be used.
A copper clad laminate using a double-sided roughened foil may be used for the inner layer substrate, and the roughened surface shape of the copper foil may be used as the unevenness of the inner layer copper surface as it is.

本発明で使用する内層銅表面に設けた、表面粗さが3μmから20μmの凹凸の凸部に、銅粒を設けるのが望ましい。本発明における銅粒は、銅めっきにより形成された粗化面を生じさせる銅の微細粒子をさす。このように、内層銅表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸のほかに、その凹凸の凸部に銅粒を設けることにより、細い凸部先端を太く、分割させることになり、銅箔表面の溶融蒸発を遅延させることができるので、よりレーザー照射熱の蓄熱作用が実現することができる。また、レーザー光の照射を開始すると、所定の粗さを持つ銅箔表面が熱溶融を初め、初期照射面の銅成分が溶融し蒸発すると、その下には滑らかな鏡面の銅表面が形成されることとなる。この鏡面となった銅箔表面の持つ反射率は、高反射率を持つ表面となる。この結果、コンフォーマルバイア形成用のレーザー穴あけ加工法に用いられる一般的なレーザーパワー及び加工条件では、一定深さ以上の銅箔層のレーザー加工が困難となるため銅箔に穴が開くことはない。   It is desirable to provide copper grains on the convex and concave portions having a surface roughness of 3 μm to 20 μm provided on the surface of the inner layer copper used in the present invention. The copper grain in this invention refers to the copper fine particle which produces the roughened surface formed by copper plating. Thus, in addition to the unevenness of the surface roughness of 3 μm to 20 μm on the inner layer copper surface, by providing copper grains on the unevenness of the unevenness, the tips of the thin protrusions are thickened and divided, and the copper foil surface Therefore, the heat storage effect of the laser irradiation heat can be realized. When laser light irradiation is started, the copper foil surface with a predetermined roughness starts to melt by heat, and when the copper component on the initial irradiation surface melts and evaporates, a smooth mirror-surface copper surface is formed below it. The Rukoto. The reflectivity of the mirror-finished copper foil surface is a surface having a high reflectivity. As a result, under the general laser power and processing conditions used in laser drilling for forming conformal vias, it is difficult to laser-process a copper foil layer with a certain depth or more. Absent.

内層銅表面に設けた、表面粗さが3μmから20μmの凹凸の凸部に、銅粒を設ける方法は、一例として、以下の方法を使用することができる。すなわち、表面粗さが3μmから20μmの凹凸を形成した内層銅を準備し、この内層銅表面に対して、第一の銅めっきを行う。このような凹凸を有する表面の場合、凸部頂上付近に集中して銅が電析し、谷の部分にはあまり電析しない。このため、内層銅表面に設けた凹凸の凸部に、銅粒が形成される。   For example, the following method can be used as a method of providing copper grains on the uneven protrusions having a surface roughness of 3 μm to 20 μm provided on the inner layer copper surface. That is, an inner layer copper having irregularities with a surface roughness of 3 μm to 20 μm is prepared, and the first copper plating is performed on the inner layer copper surface. In the case of the surface having such irregularities, copper is concentrated in the vicinity of the top of the convex portion and does not deposit so much in the valley portion. For this reason, a copper grain is formed in the uneven part provided in the inner layer copper surface.

銅粒を析出させる第一のめっきでは、たとえば、やけめっきの条件が採用できる。このやけめっき条件は、特に限定されるものではなく、生産ラインの特質を考慮して定められるものである。例えば、硫酸銅系溶液を用いるのであれば、濃度が銅5〜30g/l、硫酸10〜200g/l、その他必要に応じた添加剤(α−ナフトキノリン、デキストリン、ニカワ、チオ尿素、モリブデン、鉄、ニッケル、セレン、テルル等)、液温10〜40℃、電流密度は、電解液の限界電流密度付近の条件とする等である。見かけ上の膜厚は、0.2から10μm程度である。   In the first plating for precipitating the copper particles, for example, the condition of burnt plating can be adopted. The burn plating conditions are not particularly limited, and are determined in consideration of the characteristics of the production line. For example, if a copper sulfate-based solution is used, the concentration is 5 to 30 g / l copper, 10 to 200 g / l sulfuric acid, and other additives as necessary (α-naphthoquinoline, dextrin, glue, thiourea, molybdenum, iron , Nickel, selenium, tellurium, etc.), the liquid temperature is 10 to 40 ° C., and the current density is a condition near the limit current density of the electrolytic solution. The apparent film thickness is about 0.2 to 10 μm.

上述したように、内層銅表面に銅粒を設けると、凹凸表面の場合、凸部頂上付近に集中して電析する。このため、この銅粒が内層銅表面から脱着しないようにするため、銅粒を有する内層銅表面に対して、凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成するのが望ましい。そうすることにより、レーザー照射により、凸部分の先端が高温になりすぎて容易には蒸発飛散することはなく、スミアのみを選択して蒸発飛散することができる。   As described above, when copper particles are provided on the inner layer copper surface, in the case of an uneven surface, electrodeposition is concentrated near the top of the protrusion. For this reason, in order to prevent the copper grains from desorbing from the inner layer copper surface, a thin film of copper plating is formed so as to bury the copper grains provided in the convex portions on the inner layer copper surface having the copper grains. desirable. By doing so, the tip of the convex portion becomes too hot due to the laser irradiation and does not easily evaporate and scatter, and only smear can be selected and evaporated and scattered.

銅粒を有する内層銅表面に、凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成する方法としては、銅粒を有する内層銅表面に対して、第二の銅めっきを行う。第二の銅めっきでは、内層銅表面および粒子間に、銅粒の隙間を充填して、凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を設ける。   As a method of forming a thin film of copper plating so as to fill the copper layer provided on the convex portion on the inner layer copper surface having copper particles, the second copper plating is performed on the inner layer copper surface having copper particles. . In the second copper plating, a thin film of copper plating is provided so as to fill the copper grains provided on the convex portions by filling the gap between the copper grains between the inner layer copper surface and the grains.

銅めっきの薄膜を形成する第二のめっきは、平滑めっき条件で微細銅粒を埋めるように銅を均一析出させるための工程である。この平滑めっき条件は、特に限定されるものではなく、生産ラインの特質を考慮して定められるものである。例えば、硫酸銅系溶液を用いるのであれば、濃度が銅50〜80g/l、硫酸50〜150g/l、液温40〜50℃、電流密度10〜50A/dm2の条件とする等である。見かけ上の膜厚は、0.1から3μm程度である。好ましくは1から3μm程度である。   The second plating for forming a copper plating thin film is a step for uniformly depositing copper so as to fill fine copper grains under smooth plating conditions. The smooth plating conditions are not particularly limited and are determined in consideration of the characteristics of the production line. For example, if a copper sulfate-based solution is used, the conditions are copper 50 to 80 g / l, sulfuric acid 50 to 150 g / l, liquid temperature 40 to 50 ° C., and current density 10 to 50 A / dm 2. The apparent film thickness is about 0.1 to 3 μm. Preferably, it is about 1 to 3 μm.

本発明の内層銅表面に設けた凹凸は、凸部分の面積が凹部分と同等以上であるのが好ましい。このように、内層銅の表面が、表面粗さが3μmから20μmの凹凸で、凸部分の面積が凹部分と同等以上であると、レーザー照射により、内層銅の凸部分の先端が高温になりすぎて容易には蒸発飛散することはなく、スミアのみを選択的に蒸発飛散することができる。本発明における凸部分の面積とは、凹凸部分を断面で見た場合の凸部分が占める面積をさす。つまり、凹凸部分の断面図において、隣接する凹部の底を結んだ直線よりも上側の、凸部分の面積を言う。また、本発明における凹部分の面積とは、凹凸部分を断面で見た場合の凹部分が占める面積をさす。つまり、凹凸部分の断面図において、隣接する凸部の頂上を結んだ直線よりも下側の、空白部分の面積を言う。   In the unevenness provided on the inner layer copper surface of the present invention, the area of the convex part is preferably equal to or greater than the concave part. Thus, if the surface of the inner layer copper has irregularities with a surface roughness of 3 μm to 20 μm and the area of the convex part is equal to or greater than the concave part, the tip of the convex part of the inner layer copper becomes high temperature by laser irradiation. It is too easy to evaporate and scatter, and only smear can be selectively evaporated and scatter. The area of the convex portion in the present invention refers to the area occupied by the convex portion when the concave and convex portion is viewed in cross section. That is, in the sectional view of the concavo-convex portion, it means the area of the convex portion above the straight line connecting the bottoms of the adjacent concave portions. Moreover, the area of the recessed part in this invention means the area which a recessed part occupies when an uneven | corrugated | grooved part is seen in a cross section. That is, in the cross-sectional view of the concavo-convex portion, it means the area of the blank portion below the straight line connecting the tops of the adjacent convex portions.

内層銅表面に設けた凹凸を、凸部分の面積が、凹部分と同等以上になるように形成する方法は、粗化液を使用する場合、その種類にもよるが、粗化液でエッチングした後、圧延ロール等で表面の鋭角な凸部分を少しつぶして凸部頂上を広げる方法が、簡易であるため好ましい。また、内層銅表面に銅めっきをしない場合は、両面粗化箔を使用した銅張積層板を内層基板に用い、圧延ロール等で表面の鋭角な凸部分を少しつぶして凸部頂上を広げてもよい。   The method of forming the unevenness provided on the inner layer copper surface so that the area of the convex part is equal to or more than the concave part is etched with the roughening liquid, depending on the type when using the roughening liquid. Thereafter, a method of expanding the top of the convex portion by slightly crushing the sharp convex portion on the surface with a rolling roll or the like is preferable because it is simple. If the inner copper surface is not plated with copper, use a copper-clad laminate with a double-sided roughened foil for the inner substrate, crush the sharp convex part of the surface with a rolling roll, etc., and widen the top of the convex part. Also good.

以下、本発明のプリント配線板について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, the printed wiring board of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のプリント配線板の概略図を示している。図1の構成を得るために、まず、銅箔付きの内層基材1を用意し、内層銅4となる銅箔を回路状に加工する。次に、内層銅4の表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸10を設ける。内層銅4の表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸10を設けてから、内層銅4となる銅箔を回路状に加工してもかまわない。   FIG. 1 shows a schematic view of a printed wiring board of the present invention. In order to obtain the configuration of FIG. 1, first, an inner layer base material 1 with a copper foil is prepared, and a copper foil that becomes the inner layer copper 4 is processed into a circuit shape. Next, unevenness 10 having a surface roughness of 3 μm to 20 μm is provided on the surface of the inner layer copper 4. The copper foil that forms the inner layer copper 4 may be processed into a circuit shape after providing the surface roughness of the inner layer copper 4 with the irregularities 10 having a surface roughness of 3 μm to 20 μm.

図2は、本発明の内層銅の表面に設けた凹凸10の概略断面図である。図2(a)は、加工前の凹凸10の状態を示している。凹凸10の形成は、いわゆる銅箔のマット面処理と同様に、エッチングによる粗化を行い、その後、その表面に0.5μm〜1.0μm、あるいは3.0μm以下までめっきを行って表面を均一にするのが適している。図2(b)は、凹凸10表面に銅の微細粒子(銅粒6)を設けた様子を示している。図2(c)は、銅の微細粒子(銅粒6)を埋めるように銅を均一析出させて、薄膜7を形成した様子を示している。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the unevenness 10 provided on the surface of the inner layer copper of the present invention. Fig.2 (a) has shown the state of the unevenness | corrugation 10 before a process. The unevenness 10 is formed by roughening by etching in the same manner as so-called copper foil mat surface treatment, and then plating the surface to 0.5 μm to 1.0 μm or 3.0 μm or less to make the surface uniform. Is suitable. FIG. 2B shows a state in which fine copper particles (copper grains 6) are provided on the surface of the concavo-convex 10. FIG. 2C shows a state in which the thin film 7 is formed by uniformly depositing copper so as to fill the fine copper particles (copper grains 6).

図3は、本発明の内層銅の表面に設けた凹凸10の他の例の概略断面図を示している。図3(a)は、加工前の凹凸10の状態を示している。図3(b)は、圧延ロールなどで表面の鋭角な凸部分11を少しつぶした後の様子を示している。   FIG. 3 shows a schematic sectional view of another example of the unevenness 10 provided on the surface of the inner layer copper of the present invention. Fig.3 (a) has shown the state of the unevenness | corrugation 10 before a process. FIG. 3B shows a state after the surface of the convex portion 11 having a sharp angle is crushed with a rolling roll or the like.

図1の構成を得るために、次に、回路形成した内層銅4の表面に、絶縁層2と、それよりも上層の表層銅3となる銅箔とを積層一体化する。積層一体化する方法としては、内層基材1と絶縁層2となるプリプレグと表層銅3となる銅箔とを積層プレスする方法や、内層基材1に、絶縁層2と表層銅3とを一体化した片面銅箔付樹脂をラミネートとする方法、等を用いることができる。絶縁層2の厚みは、10から100μm程度、望ましくは20から60μmがよく、表層銅3となる銅箔の厚みは1から18μm程度である。   In order to obtain the configuration of FIG. 1, next, the insulating layer 2 and a copper foil that becomes the upper surface copper 3 are laminated and integrated on the surface of the inner layer copper 4 formed with a circuit. As a method of laminating and integrating, a method of laminating and pressing the prepreg that becomes the inner layer base material 1 and the insulating layer 2 and the copper foil that becomes the surface layer copper 3, and the insulating layer 2 and the surface layer copper 3 on the inner layer base material 1. A method of laminating an integrated resin with a single-sided copper foil can be used. The thickness of the insulating layer 2 is about 10 to 100 μm, preferably 20 to 60 μm, and the thickness of the copper foil to be the surface copper 3 is about 1 to 18 μm.

片面銅箔付樹脂は、樹脂ワニスを銅箔にキスコーター、ロールコーター、コンマコーター等を用いて塗布するか、或いはフィルム状の樹脂を銅箔にラミネートして行う。樹脂ワニスを銅箔に塗布する場合は、その後、加熱ならびに乾燥させるが、条件は100〜200℃の温度で30〜180分とし、この加熱、乾燥後の樹脂組成物中における残留溶剤量は、0.2〜10%程度が適当である。フィルム状の樹脂を銅箔にラミネートする場合は、50〜150℃、0.1〜5MPaの条件で真空或いは大気圧の条件が適当である。   The resin with a single-sided copper foil is formed by applying a resin varnish to the copper foil using a kiss coater, a roll coater, a comma coater or the like, or laminating a film-like resin on the copper foil. When the resin varnish is applied to the copper foil, it is then heated and dried, but the conditions are 30 to 180 minutes at a temperature of 100 to 200 ° C., and the amount of residual solvent in the resin composition after this heating and drying is About 0.2 to 10% is appropriate. When laminating a film-like resin on a copper foil, a vacuum or atmospheric pressure condition is suitable under the conditions of 50 to 150 ° C. and 0.1 to 5 MPa.

次に、上層の表層銅3となる銅箔に、層間接続穴5の形状の開口をパターニングした後、この開口を設けた位置に、レーザーにより層間接続穴5を形成する。   Next, after patterning the opening of the shape of the interlayer connection hole 5 on the copper foil to be the upper surface copper layer 3, the interlayer connection hole 5 is formed by a laser at the position where the opening is provided.

(実施例1)
ガラスエポキシ材に厚さ18μmの銅箔を張り合わせた銅張積層板(日立化成工業株式会社製 MCL−E−679FG)を、エッチングによりパターンニングを行い、内層銅を形成した。
次に、内層銅表面の凹凸の形成方法は、CZ処理(メックエッチボンドCZ−8100、メックエッチボンドは、メック株式会社の登録商標。)により、表面粗さが3から5μmの凹凸を設けた。
その内層材にプリプレグ(日立化成工業株式会社製 GEA−679FG)とその上層に外層配線用の銅箔(三井金属鉱業株式会社製 MT18S5DH)とを積層一体化し、その外層配線用の銅箔をエッチングにより銅箔を除去し、レーザー穴あけ加工用のコンフォーマルマスクを形成した。
次に、銅箔を除去し樹脂が露出しているコンフォーマルマスクの部分へ、炭酸ガスレーザー(日立ビアメカニクス株式会社製 レーザー加工条件:周波数1000Hz、パルス幅10〜30μsec、サイクル数5〜10)を照射し、樹脂を燃焼分解して除去することにより、非貫通穴を複数形成した。
デスミア処理は、膨潤部にスウェリングディップセキュリガントP(アトテックジャパン株式会社製、セキュリガントは、ドイツ国のアトテツク社の登録商標。)約500ml/lと苛性ソーダ(信越化学工業株式会社製)pH9.5〜11.8を使用、エッチング部にNaMnO4約60g/lを使用、還元部にリダクションセキュリガントP(アトテックジャパン株式会社製、セキュリガントは、ドイツ国のアトテツク社の登録商標。)約70ml/lと98%H2SO4(古河機械金属株式会社製)約50ml/lを使用したドイツ国のアトテック社製デスミア水平ラインをライン速度1.0m/min.で、通常は2pass処理(2回処理)するところを、1passのみ処理(1回処理)を行った。
次に、金属箔上及びビアホール内部にパラジウムコロイド触媒であるHS201B(日立化成工業株式会社製、商品名)を使用して触媒核を付与後、CUST2000(日立化成工業株式会社製、商品名)を使用して厚さ0.5〜1.0μmの下地無電解めっき層を穴内及び表面銅体層上に形成した。
次に、電解フィルドめっき(メルテックス株式会社製)により、厚み約20μmのめっきを穴内及び表面銅体層上に行った。
その後、ドライフィルムH−9040(日立化成工業株式会社、商品名)を使用して、めっきを完了した基板上全面にラミネートを行い、厚さ40μmのレジストを形成する。そのレジスト上に直描機により回路を焼付け、現像・塩化鉄によるエッチング・アルカリ性剥離液を用いてレジストの剥離、の各処理をおこなうフォト法にて外層回路形成を行った。
この方法で作製された導通体ビアの接続不良率(ホットオイル試験260℃、5秒⇔流水5秒、30サイクル後導通抵抗変化率±10%以下で合格)を表1に示す。
Example 1
A copper clad laminate (MCL-E-679FG, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) obtained by bonding a glass epoxy material with a copper foil having a thickness of 18 μm was patterned by etching to form an inner layer copper.
Next, as a method for forming irregularities on the inner layer copper surface, irregularities having a surface roughness of 3 to 5 μm were provided by CZ treatment (MEC etch bond CZ-8100, MEC etch bond is a registered trademark of MEC Co., Ltd.). .
A prepreg (GEA-679FG manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is laminated on the inner layer material, and a copper foil for outer layer wiring (MT18S5DH manufactured by Mitsui Mining & Mining Co., Ltd.) is laminated and integrated on the upper layer, and the copper foil for outer layer wiring is etched. By removing the copper foil, a conformal mask for laser drilling was formed.
Next, to the conformal mask portion from which the copper foil is removed and the resin is exposed, a carbon dioxide gas laser (Hitachi Via Mechanics Co., Ltd. laser processing conditions: frequency 1000 Hz, pulse width 10 to 30 μsec, cycle number 5 to 10) And a plurality of non-through holes were formed by removing the resin by combustion decomposition.
In the desmear treatment, swolling dip securigant P (manufactured by Atotech Japan Co., Ltd., securigant is a registered trademark of Atotech Co., Germany) of about 500 ml / l and caustic soda (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) pH 9. 5 to 11.8 is used, NaMnO4 about 60 g / l is used in the etching part, and reduction securigant P (manufactured by Atotech Japan Co., Ltd. is a registered trademark of Atotech Co., Germany) is used in the reduction part. l and 98% H2SO4 (Furukawa Machine Metal Co., Ltd.) using a Desmear horizontal line made by Atotech in Germany using a line speed of 1.0 m / min. Thus, in general, the process of 2 pass processing (twice processing) was performed only for 1 pass (processing once).
Next, after applying catalyst core using HS201B (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), which is a palladium colloid catalyst, on the metal foil and inside the via hole, CUST2000 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is used. An underlayer electroless plating layer having a thickness of 0.5 to 1.0 μm was formed in the hole and on the surface copper body layer.
Next, plating with a thickness of about 20 μm was performed in the holes and on the surface copper body layer by electrolytic field plating (Meltex Co., Ltd.).
Thereafter, using a dry film H-9040 (Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name), lamination is performed on the entire surface of the substrate on which plating has been completed to form a resist having a thickness of 40 μm. Circuits were printed on the resist by a direct drawing machine, and outer layer circuits were formed by a photo method in which development, etching with iron chloride, and stripping of the resist with an alkaline stripping solution were performed.
Table 1 shows the connection failure rate of the conductive body vias manufactured by this method (hot oil test 260 ° C., 5 seconds of flowing water 5 seconds, 30 cycles after passing resistance change rate ± 10% or less).

(実施例2)
内層銅箔の凹凸の形成は、両面粗化箔を内層基板の導張積層板に使用することにより形成し、表面粗さが5から7μmの凹凸を設けた以外は実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
(Example 2)
The unevenness of the inner layer copper foil is formed in the same manner as in Example 1 except that a double-sided roughened foil is used for the conductive laminate of the inner layer substrate, and the unevenness with a surface roughness of 5 to 7 μm is provided. Table 1 shows the connection failure rate of the substrate.

(実施例3)
内層銅箔の凹凸の形成後に、圧延ロールで表面の鋭角な凸部分を0.7μmから1.2μmつぶして凸部頂上を広げた以外は実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
(Example 3)
After forming the unevenness of the inner layer copper foil, it was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sharp convex portion of the surface was crushed by 0.7 to 1.2 μm with a rolling roll to widen the top of the convex portion, and the substrate was poorly connected The rates are shown in Table 1.

(実施例4)
内層銅箔の凹凸の形成後に、その凹凸の凸部に銅粒を設けて、それ以外は実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
銅粒は、濃度が銅10g/l、硫酸100g/l、デキストリンとニカワを添加し、液温25℃、電流密度は、電解液の限界電流密度付近で行った。見かけ上の膜厚は、0.5から2μm程度であった。
(Example 4)
After forming the irregularities of the inner layer copper foil, copper grains are provided on the irregularities of the irregularities, and the others are manufactured in the same manner as in Example 1, and the connection failure rate of the substrate is shown in Table 1.
The copper grains were added at a concentration of 10 g / l copper, 100 g / l sulfuric acid, dextrin and glue, a liquid temperature of 25 ° C., and a current density near the limit current density of the electrolyte. The apparent film thickness was about 0.5 to 2 μm.

(実施例5)
内層銅箔の凹凸の形成後に、その凹凸の凸部に銅粒を設け、さらに銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成した。それ以外は実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
銅粒は、濃度が銅10g/l、硫酸100g/l、デキストリンとニカワを添加し、液温25℃、電流密度は、電解液の限界電流密度付近で行った。見かけ上の膜厚は、0.5から2μm程度であった。
次に、その凹凸の凸部に銅粒と銅粒間を隙間なく充填し、銅めっきの薄膜を形成するような平滑めっき条件は、濃度が銅70g/l、硫酸100g/l、液温40℃、電流密度30A/dmの条件とした。見かけ上の膜厚は、0.5から1.0μmであった。
(Example 5)
After the unevenness of the inner layer copper foil was formed, a copper grain was provided on the convex part of the unevenness, and a copper-plated thin film was formed so as to fill the copper grain. Other than that, it manufactured similarly to Example 1, and shows the connection failure rate of the board | substrate in Table 1.
The copper grains were added at a concentration of 10 g / l copper, 100 g / l sulfuric acid, dextrin and glue, a liquid temperature of 25 ° C., and a current density near the limit current density of the electrolyte. The apparent film thickness was about 0.5 to 2 μm.
Next, smooth plating conditions for filling the concave and convex portions between the copper grains without any gap and forming a thin film of copper plating are as follows: concentration is 70 g / l copper, sulfuric acid 100 g / l, liquid temperature 40 ° C., and the condition of a current density of 30A / dm 2. The apparent film thickness was 0.5 to 1.0 μm.

(比較例1)
内層銅箔の表面に特に凹凸加工をしないで、それ以外実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The surface of the inner layer copper foil was not particularly roughened, and was manufactured in the same manner as in Example 1, and the connection failure rate of the substrate is shown in Table 1.

(比較例2)
内層銅箔に設けた凹凸の表面粗さを1から2μmとし、それ以外実施例1と同様に製作し、その基板の接続不良率を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The surface roughness of the unevenness provided on the inner layer copper foil was set to 1 to 2 μm, and the other parts were manufactured in the same manner as in Example 1, and the connection failure rate of the substrate is shown in Table 1.

Figure 0005495002
Figure 0005495002

表1に示すように、内層銅箔に表面粗さが3μm以上の凹凸を設けることにより、スミア除去性が確実に向上していることがわかる。   As shown in Table 1, it can be seen that the smear removability is reliably improved by providing the inner layer copper foil with irregularities having a surface roughness of 3 μm or more.

本発明の本発明の概略断面図を示している。1 shows a schematic cross-sectional view of the present invention. 本発明の内層銅箔の表面に設ける凹凸の概略断面図を示している。The schematic sectional drawing of the unevenness | corrugation provided in the surface of the inner layer copper foil of this invention is shown. 本発明の内層銅箔の表面に設ける別の凹凸の概略断面図を示している。The schematic sectional drawing of another unevenness | corrugation provided in the surface of the inner layer copper foil of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1…内層基材、2…絶縁層、3…表層の銅導体(表層銅)、4…内層銅、5…層間接続穴、6…銅粒、7…薄膜、8…導通体、9…プリント配線板、10…凹凸(内層銅表面)、11…凸部分、12…凹部分   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inner layer base material, 2 ... Insulating layer, 3 ... Surface copper conductor (surface layer copper), 4 ... Inner layer copper, 5 ... Interlayer connection hole, 6 ... Copper grain, 7 ... Thin film, 8 ... Conductor, 9 ... Print Wiring board, 10 ... unevenness (inner layer copper surface), 11 ... convex portion, 12 ... concave portion

Claims (4)

内層銅と、この内層銅上に設けられた絶縁層と、この絶縁層を貫通し前記内層銅表面まで達するレーザー照射によって形成された層間接続穴と、この層間接続穴内に形成された導通体と、を有するプリント配線板であって、前記レーザー照射及びデスミア処理がなされる内層銅表面に、表面粗さが3μmから20μmの凹凸及びこの凹凸の凹部の面積と同等以上の面積とした凸部頂上付近に凹部よりも集中して銅粒を設けたプリント配線板。 Inner layer copper, an insulating layer provided on the inner layer copper, an interlayer connection hole formed by laser irradiation that penetrates the insulating layer and reaches the surface of the inner layer copper, and a conductor formed in the interlayer connection hole The top surface of the convex portion having a surface roughness of 3 μm to 20 μm and an area equal to or greater than the concave area of the concave and convex portions on the inner layer copper surface subjected to the laser irradiation and desmear treatment A printed wiring board with copper grains concentrated near the recesses. 請求項1において、凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成したプリント配線板。   2. The printed wiring board according to claim 1, wherein a copper-plated thin film is formed so as to fill the copper grains provided on the convex portion. 請求項1又は2において、内層銅表面に設けた表面粗さが3μmから20μmの凹凸の先端を平らとした部の面積が、凹部の面積と同等以上であるプリント配線板。 According to claim 1 or 2, the area of the projection of surface roughness provided on the inner layer copper surface has a flat tip of 20μm of irregularities from 3μm is, the printed wiring board is the area of the recess equal to or greater than. 内層銅と、この内層銅上に設けられた絶縁層と、この絶縁層を貫通し前記内層銅表面まで達するレーザー照射及びデスミア処理によって形成された層間接続穴と、この層間接続穴内に形成された導通体と、を有するプリント配線板の製造方法であって、前記内層銅表面に表面粗さが3μmから20μmの凹凸を設ける工程と、前記凹凸の凹部の面積と同等以上の面積とした凸部頂上付近に凹部よりも集中して銅粒を設ける工程と、前記凸部に設けた銅粒を埋めるように、銅めっきの薄膜を形成する工程と、を有するプリント配線板の製造方法。 Inner layer copper, an insulating layer provided on the inner layer copper, an interlayer connection hole formed by laser irradiation and desmear processing that penetrates the insulating layer and reaches the surface of the inner layer copper, and is formed in the interlayer connection hole And a conductor having a surface roughness of 3 μm to 20 μm on the surface of the inner layer copper , and a protrusion having an area equal to or greater than the area of the recess of the unevenness. A method of manufacturing a printed wiring board, comprising: a step of providing copper grains concentrated near the top than the concave portion; and a step of forming a copper plating thin film so as to fill the copper grains provided on the convex portion.
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