JP6314085B2 - プリント配線板の製造方法及びレーザー加工用銅箔 - Google Patents
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Description
まず、積層体について説明する。図1(a)に示すように、本件発明において、当該積層体100は、易溶性レーザー吸収層11を銅箔12の表面に備えたレーザー加工用銅箔10と、他の導体層とが絶縁層20を介して積層されたものである。本件発明に係る積層体100は、図1(a)に示すように、レーザー照射側から順に、レーザー加工用銅箔10(易溶性吸収層11/銅箔12)と、絶縁層20と、他の導体層とが積層された層構成を有すればよく、例えば、レーザー加工用銅箔10における銅箔12(銅箔層)と絶縁層20との間等に、粗化処理層(図示略)、プライマー樹脂層13等の接着性向上のための層が介在していてもよい。本件発明において、当該積層体100は、当該レーザー加工用銅箔(易溶性吸収層11/銅箔12)10と、絶縁層20と、他の導体層とが積層された構成を有するものであればよく、例えば両面銅張積層板であってもよいし、当該導体層を備える内層回路上に絶縁層を介して当該レーザー加工用銅箔を積層した積層体であってもよい。なお、図1には、他の導体層として導体パターン部が形成された内層回路30aを例示している。他の導体層は、図1に示す態様に限定されるものではなく、例えば、絶縁層の下層全面に設けられた銅箔層等であってもよく、他の導体層の態様は特に限定されるものではない。
次に、レーザー加工用銅箔10について説明する。レーザー加工用銅箔10は、上述したとおり、銅箔12の表面に上記易溶性レーザー吸収層11を備えたものである。
本件発明において、易溶性レーザー吸収層11とは、銅エッチング液に対するエッチング速度が銅箔よりも速く、且つ、赤外線レーザー光を吸収する層をいい、これらのエッチング特性とレーザー光吸収特性とを有する層であれば、如何なる層であってもよい。例えば、後述する銅−スズ合金層、高炭素含有銅層等とすることができる。この易溶性レーザー吸収層11を銅箔12の表面に設けたレーザー加工用銅箔10を用いてプリント配線板を製造することにより、黒化処理等の前処理を施すことなく、当該積層体100に対して、炭酸ガスレーザー等の赤外線〜遠赤外線波長域のレーザー光を照射して、Cuダイレクト法により孔開け加工することができる。
本件発明において、銅エッチング液としては、銅に対するエッチング液として一般に使用されているエッチング液であれば、特に限定することなく用いることができる。例えば、塩化銅系エッチング液、塩化鉄系エッチング液、硫酸−過酸化水素水系エッチング液、過硫酸ナトリウム系エッチング液、過硫酸アンモニウム系エッチング液、過硫酸カリウム系エッチング液等、各種の銅エッチング液を用いることができる。
本件発明において、易溶性レーザー吸収層11は、スズを8質量%以上25質量%未満含有する銅−スズ合金層とすることができる。ここで、銅−スズ合金層中のスズ含有量を8質量%以上とするのは、当該易溶性レーザー吸収層11に要求されるレーザー吸収特性を満足させるためである。図2に、電解銅−スズ合金箔におけるレーザー孔開け加工性を示す。但し、図2は、スズ含有量の異なる電解銅−スズ合金箔に対して、次の条件でレーザー孔開け加工を行ったときのトップ径を示したものである。レーザー孔開け加工時の条件は次のとおりである。各電解銅−スズ合金箔の厚みは3μmとした。そして、各電解銅−スズ合金箔に対して、炭酸ガスレーザーを用いて、加工エネルギー6.9mJのパルスエネルギーを採用し、パルス幅16μsec.、ビーム径120μmで孔開け加工を施した。また、ここでトップ径とは、レーザー照射側の表面の孔の開口径をいう。
本件発明において、易溶性レーザー吸収層11は、炭素を0.03質量%〜0.4質量%含有する高炭素含有銅層であってもよい。炭素を上記範囲で含有する高炭素含有銅は、上述したレーザー光吸収特性及びエッチング特性を満足する。具体的には、炭素を上記範囲内で含有する高炭素含有銅は純銅と比較すると熱伝導率が約1/3〜1/2であり、赤外線波長域のレーザー光が高炭素含有銅箔の表面に照射された場合、炭素含有量の低い銅箔と比較すると熱が拡散されにくくなる。このため、レーザー光の照射部位の温度を銅の溶解温度以上に継続して保持することが容易になる。従って当該高炭素含有銅層を備える銅箔を用いることにより、黒化処理等の前処理を施すことなく、Cuダイレクト法による孔開け加工を可能にすることができる。一方、炭素含有量が0.03質量%未満となる場合、レーザー孔開け加工性が低下し、所定のトップ径を有する孔を再現性よく形成することが困難になるため好ましくない。また、炭素含有量が0.4質量%を超える高炭素含有銅層を製造することは技術的に困難であり、製造上の観点から炭素含有量は0.4質量%以下とすることが好ましい。
易溶性レーザー吸収層11の厚みは、配線パターン形成前の適切な段階でエッチングにより溶解除去するために適宜適切な値とすることができる。例えば、配線パターン形成前に、デスミア工程、マイクロエッチング工程等の表面の清浄化等の目的で行われるエッチング処理が複数回行われる場合、3μm以下の厚みにすることが好ましく、2μm以下の厚みにすることがより好ましい。当該易溶性レーザー吸収層11の厚みが増加すると、配線パターン形成前に行われる各種エッチング処理の中で当該易溶性レーザー吸収層11を溶解除去することが困難になるため好ましくない。一方、当易溶性レーザー吸収層11の厚みが0.1μm未満になると、レーザー光の吸収率を向上させるという目的を達成することが困難になると共に、配線パターン形成前の各種エッチング処理において当該易溶性レーザー吸収層11を電解銅箔のエッチングレジストとして十分機能させることができなくなる場合がある。従って、当該観点から易溶性レーザー吸収層11の厚みは、0.3μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。
次に、銅箔12について説明する。本件発明において、銅箔12は銅の含有率が99%以上の所謂純銅からなるものをいう。当該銅箔12は、電解銅箔及び圧延銅箔のいずれであってもよいい。しかしながら、経済性及び製造効率を考慮すると、電解銅箔であることがより好ましい。
本件発明において、銅箔12の接着面、すなわち、上記易溶性レーザー吸収層11が設けられる面とは反対側の面には粗化処理層(図示略)が設けられていてもよい。銅箔12の接着面に粗化処理層を設けることにより、銅箔12と絶縁層20との密着性を向上させることができる。粗化処理層は、当該銅箔12の表面(接着面)に微細金属粒を付着形成させる方法、エッチング法で粗化表面を形成する方法等により形成することができる。当該粗化処理層を形成するための方法は、銅箔12と絶縁層20との密着性を物理的に向上させることができればどのような方法で行ってもよく、従来公知の粗化処理に関する種々の方法を採用することができる。
本件発明において、銅箔12の接着面に、プライマー樹脂層13を備える構成としてもよい。この場合、上記粗化処理層上にプライマー樹脂層13を形成してもよいし、粗化処理層を設けずに、図1(a)に示すように、銅箔12の接着面に直接プライマー樹脂層13が形成されていてもよい。本件発明において、プライマー樹脂層13とは、銅箔12と絶縁層20との双方に対して良好な密着性を有する接着剤層をいい、例えば、エポキシ樹脂、芳香族ポリアミド樹脂を含有する樹脂組成物からなる層とすることができる。当該プライマー樹脂層13を銅箔12の接着面に設けることにより、銅箔12を絶縁層20と良好に密着させることができる。
本件発明において、上記レーザー加工用銅箔10の接着面には上述した粗化処理の他、防錆処理、シランカップリング処理等、必要に応じて各種表面処理を施してもよく、当該積層体100において、銅箔12と絶縁層20との間にこれらの処理層が介在していてもよいのは勿論である。
上述した様に、レーザー加工用銅箔において、銅箔の厚みが7μm以下である場合、そのハンドリング性を向上させるため、積層体100を製造する際には、易溶性レーザー吸収層11上にキャリア箔が設けられたキャリア箔付レーザー加工用銅箔の形態で使用することが好ましい。
キャリア箔は、レーザー加工用銅箔10の易溶性レーザー吸収層11の側の面に剥離可能に設けられる金属箔であり、キャリア箔によりレーザー加工用銅箔を支持することにより、シワや破れなどを防止し、そのハンドリング性を向上することができる。キャリア箔を構成する材料は、特に限定されるものではないが、キャリア箔上に剥離層を介して電解法により、上記易溶性レーザー吸収層及び銅箔(電解銅箔)を形成可能とするため、導電性を有する金属材料であることが好ましい。例えば、銅箔、銅合金箔、アルミニウム箔、アルミニウム箔の表面に銅或いは亜鉛等の金属めっき層が設けられた複合箔、ステンレス箔、表面をメタルコーティングした樹脂フィルム等を用いることができる。これらの材料の中でも、銅箔をキャリア箔として好適に用いることができる。銅箔をキャリア箔として用いることにより、レーザー加工用銅箔10からキャリア箔を剥離した後、これを銅原料として再利用することができるため、資源保全の観点から好ましい。
本件発明において、剥離層は、キャリア箔をレーザー加工用銅箔10に対して剥離可能に密着させるための層である。当該剥離層は、手作業で簡易に剥離可能にすると共に、キャリア箔が剥離されるまでの間はキャリア箔とレーザー加工用銅箔10に適度な密着強度で密着させることが要求される。このような剥離層として、例えば、無機剤から構成される無機剥離層、有機剤から構成される有機剥離層が挙げられる。
無機剥離層を構成する無機剤として、例えば、クロム、ニッケル、モリブデン、タンタル、バナジウム、タングステン、コバルト及びこれらの酸化物から選ばれる1種又は2種以上を混合して用いることができる。
有機剥離層を構成する有機剤として、例えば、窒素含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、カルボン酸の中から選択される1種又は2種以上を混合して用いることができる。剥離層は無機剥離層及び有機剥離層のいずれであってもよいが、キャリア箔の引き剥がし特性が安定するという観点から有機剥離層であることが好ましい。
剥離層の厚みは、100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましい。いわゆるピーラブルタイプのキャリア箔付電解銅箔では、一般に、キャリア箔の表面に剥離層を設け、電解等の手法により、剥離層を介してキャリア箔上に銅を析出させて電解銅箔を形成する。このとき、剥離層の厚みが100nmを超えると、特に有機系剥離層の場合、当該剥離層上に電解銅箔を形成することが困難になる。また、これと同時に、キャリア箔と電解銅箔との密着強度が低下する。従って、剥離層の厚みは100nm以下であることが好ましい。均一な厚みの剥離層を形成することができれば、剥離層の厚みの下限値は特に限定されるものではない。しかしながら、1nm未満になると、均一な厚みで剥離層を形成することが困難になり、厚みにバラツキが生じるようになる。このため、剥離層の厚みは1nm以上であることが好ましく、2nm以上であることがより好ましい。
当該キャリア箔付レーザー加工用銅箔において、キャリア箔と剥離層の間、若しくは、剥離層とレーザー加工用銅箔の易溶性レーザー吸収層との間に耐熱金属層を形成し、キャリア箔/耐熱金属層/剥離層/レーザー加工用銅箔の層構成、若しくは、キャリア箔/剥離層/耐熱金属層/レーザー加工用銅箔の層構成とすることも好ましい。
次に、絶縁層20について説明する。絶縁層20は、プリント配線板の絶縁層として用いられてきた材料からなる層であれば、特に限定されるものではなく、当該プリント配線板に要求される各種電気特定等に応じて、適宜適切なものを選定することができる。
他の導体層は、当該プリント配線板において、導体層として機能する層であれば特に限定されるものではなく、多層プリント配線板の内層回路の導体パターン部30aであってもよいし、両面銅張積層板における他面側の銅箔層等であってもよく、特に限定されるものではない。
次に、ビルドアップ法により多層プリント配線板を製造する場合を例に挙げて、本件発明に係るプリント配線板の製造方法について説明する。図1(a)に示すように、まず、上記積層体100を用意する。図1(a)に示す積層体100は、例えば、内層回路30a上にいわゆるBステージの絶縁層構成材料(20)を介して上記レーザー加工用銅箔10の銅箔12側を積層し、加熱加圧することにより得ることができる。但し、当該積層体100を製造する際に、上記キャリア箔付レーザー加工用銅箔を用いた場合には、ビアホールを形成する前に、キャリア箔を除去するものとする。
Claims (10)
- 銅エッチング液に対するエッチング速度が銅箔よりも速く、且つ、赤外線レーザー光を吸収する易溶性レーザー吸収層を銅箔の表面に備えたレーザー加工用銅箔と、他の導体層とが絶縁層を介して積層された積層体に対して、赤外線レーザー光を易溶性レーザー吸収層に直接照射して層間接続用のビアホールを形成し、
ビアホール内のスミアを除去するデスミア工程及び/又は無電解めっき工程の前処理としてのマイクロエッチング工程において、当該易溶性レーザー吸収層を当該銅箔の表面から除去するものとし、
前記易溶性レーザー吸収層は、スズを8質量%以上25質量%未満含有する銅−スズ合金層、又は、炭素を0.03質量%〜0.4質量%含有する高炭素含有銅層であること、 を特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 前記易溶性レーザー吸収層は、スズを8質量%以上25質量%未満含有する銅−スズ合金層である請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記易溶性レーザー吸収層の厚みは、3μm以下である請求項1又は請求項2に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記銅箔の厚みは、7μm以下である請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記銅箔の前記絶縁層に積層される側の面には、粗化処理層を備える請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記銅箔の前記絶縁層に積層される側の面には、プライマー樹脂層を備える請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記易溶性レーザー吸収層上にキャリア箔が設けられ、ビアホール形成前に当該キャリア箔を除去する請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 銅エッチング液に対するエッチング速度が銅箔よりも速く、且つ、レーザー光を吸収する易溶性レーザー吸収層を銅箔の表面に備え、
当該易溶性レーザー吸収層は、スズを8質量%以上25質量%未満含有する銅−スズ合金層であること、
を特徴とするレーザー加工用銅箔。 - 前記易溶性レーザー吸収層上にキャリア箔を剥離可能に備える請求項8に記載のレーザー加工用銅箔。
- 絶縁層の少なくとも片面に銅箔層を備えた銅張積層板であって、
当該銅箔層の表面に、当該銅箔層よりもエッチング速度が速く、且つ、レーザー光を吸収する易溶性レーザー吸収層を備え、
当該易溶性レーザー吸収層は、スズを8質量%以上25質量%未満含有する銅−スズ合金層であること、
を特徴とする銅張積層板。
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