JP6622443B1 - 多層配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)金属箔と、該金属箔上に設けられる絶縁層と、該絶縁層の前記金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、
(b)前記積層体に対して前記金属箔の表面からレーザー加工を施して、前記金属箔及び前記絶縁層を貫通して前記第1配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
(c)前記積層体の前記ビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、前記第1配線層、及び前記金属箔に由来する第2配線層を含む多層配線板を形成する工程と、
を含み、
前記第1配線層の少なくとも前記金属箔と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、
前記第1配線層の厚さT1に対する前記金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である、方法が提供される。
本発明を特定するために用いられるパラメータの定義を以下に示す。
本発明は、多層配線板の製造方法に関する。本発明の方法は、(1)積層体の用意、(2)ビアホールの形成、及び(3)第2配線層の形成の各工程を含む。
金属箔10と、金属箔10上に設けられる絶縁層12と、絶縁層12の金属箔10と反対側の面に設けられる第1配線層14とを備えた積層体16を用意する。この積層体16は、典型的には、上述したコアレスビルドアップ法等の多層配線板の製造方法において、支持体を剥離する前の中間製品に相当するものである。例えば、図1(i)に示されるように、積層体16は、第1配線層14側(すなわち金属箔10と反対側)の面に絶縁層12’がさらに積層された形態であってもよい。この場合、第1配線層14は絶縁層12及び絶縁層12’間に埋め込まれた内層回路となる。あるいは、積層体16は、第1配線層14側の面に絶縁層12’を介して更なる金属箔又は配線層(図示せず)が積層ないし形成された形態(例えば両面に金属箔を備えた形態)であってもよい。また、第1配線層14は絶縁層12内に設けられたものであってもよい。いずれにしても、積層体16は少なくとも金属箔10、絶縁層12及び第1配線層14を備えていればよく、その他の層構成については特に限定されない。
図1(ii)に示されるように、積層体16に対して金属箔10の表面からレーザー加工を施して、金属箔10及び絶縁層12を貫通して第1配線層14に到達するビアホール18を形成する。レーザー加工には炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、UVレーザー、YAGレーザー等の様々なレーザーが使用可能であるが、炭酸ガスレーザーを用いるのが特に好ましい。本発明の方法によれば、第1配線層14がレーザー光を吸収しにくい表面を有するため、ビアホールの形成工程において、レーザー加工による第1配線層14の貫通を極めて効果的に防止することが可能となる。とりわけ、レーザー加工を効率的に行うべくレーザーの出力密度を大きくした場合であっても、本発明によれば第1配線層14の貫通が生じにくくなるといえる。この観点から、レーザー加工におけるレーザーの出力密度は8MW/cm2以上14MW/cm2以下であるのが好ましく、より好ましくは8MW/cm2以上12MW/cm2以下、さらに好ましくは9MW/cm2以上12MW/cm2以下である。したがって、本発明におけるビアホール18は、上記範囲内の出力密度を有するレーザーを用いて、1個のビアホールにつき1ショットのレーザー照射で形成することが好ましい。
図1(iii)に示されるように、積層体16のビアホール18が形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、第1配線層14、及び金属箔10に由来する第2配線層22を含む多層配線板24を形成する。こうすることで、ビアホール18がめっき金属で充填され、第1配線層14と第2配線層22とがビアホール18を介して電気的に接続される。第2配線層22は金属箔10に由来の金属を典型的には含むが、金属箔10の表面プロファイルのみを引き継いだ新たな配線層(金属箔10に由来の金属を含まない)として形成されてもよい。第2配線層22の形成方法についての工法は特に限定されず、サブトラクティブ法、MSAP法、SAP法等の公知の手法が使用可能である。ここで、図1(iii)はMSAP法により回路形成を行ったものである。MSAP法による回路形成の一例としては、まず金属箔10の表面にフォトレジスト(図示せず)を所定のパターンで形成する。フォトレジストは感光性フィルムであるのが好ましく、この場合は露光及び現像により所定の配線パターンをフォトレジストに付与すればよい。次いで、金属箔10の露出表面(すなわちフォトレジスト層でマスキングされていない部分)、並びにビアホール18に電気めっき層20を形成する。このとき、ビアホール18にめっき金属が充填されるため、第1配線層14と金属箔10とがビアホール18を介して電気的に接続される。電気めっきは公知の手法により行えばよく、特に限定されない。フォトレジスト層を剥離した後、金属箔10及び電気めっき層20をエッチング加工することにより、第2配線層22が形成された多層配線板24を得ることができる。
多層配線板の内層回路形成用の金属箔として用いるための銅箔を6種類用意し、各種評価を行った。具体的な手順は以下のとおりである。
表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ9μmの電解銅箔を6種類用意した。これらの銅箔のうち幾つかは市販品であり、その他は公知の方法に基づき別途作製したものである。用意した銅箔の各パラメータの測定ないし算出方法は以下のとおりである。
赤外分光光度計(Thermo Fisher SCIENTIFIC社製、Nicolet Nexus 640 FT−IR Spectrometer)を用いて、銅箔表面に対して下記条件にて測定を行い、IRスペクトルデータを取得した。取得したIRスペクトルデータを解析することにより、波長10.6μmのレーザーの反射率を算出した。
<測定条件>
‐測定法:正反射法
‐バックグラウンド:Au蒸着ミラー
‐分解能:4cm−1
‐スキャン回数:64scan
‐検出器:DTGS(Deuterium Tri−Glycine Sulfate)検出器
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK−X100)を用い、Sフィルターによるカットオフ波長0.8μm、倍率2000倍(測定面積107μm×143μm)の条件で、ISO25178に準拠して銅箔表面の山の頂点密度Spdを測定した。
用意した銅箔について、各種特性の評価を以下のとおり行った。
図2に示されるように、上記(1)で用意した銅箔を内層回路形成用の金属箔として用いてレーザー加工性評価用積層体を以下のように作製し、レーザー加工性を評価した。まず、厚さ2μmの銅箔を金属箔110として用意し、金属箔110上に絶縁層112として厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL−830NSF)を積層した。次いで、上記(1)で用意した銅箔を第1配線層用金属箔113として、表1に示される各パラメータを有する側の面が絶縁層112上に当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って第1積層体115を得た(図2(i))。第1配線層用金属箔113の表面をマイクロエッチング液で1μmエッチングした後、ドライフィルムを貼り付け、所定のパターンで露光及び現像を行い、エッチングレジストを形成した。この第1配線層用金属箔113の表面を塩化銅エッチング液で処理して、エッチングレジスト間から銅を溶解除去した後、エッチングレジストを剥離して第1配線層114を形成し、第2積層体116を得た(図2(ii))。第1配線層114表面に対して粗化処理(CZ処理)を施した。粗化処理後における第1配線層114の厚さは7μmであった。その後、第1配線層114が形成された第2積層体116上に厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL−830NSF)及び厚さ2μmの銅箔をそれぞれ絶縁層112’及び金属箔110’として順に積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行った。このようにして、レーザー加工性評価用積層体117を得た(図2(iii))。なお、レーザー加工性評価用積層体117における第1配線層114の厚さT1(7μm)に対する金属箔110の厚さT2(2μm)の比であるT2/T1は2/7=約0.29であった。得られたレーザー加工性評価用積層体117に対して、炭酸ガスレーザーを用いて9.5MW/cm2の出力密度で金属箔110側からレーザー加工を施し、金属箔110及び絶縁層112を貫通して第1配線層114に到達する直径65μmのビアホール118を形成した(図2(iv))。このビアホール118を金属箔110側から金属顕微鏡にて観察し、第1配線層114の貫通の有無を判定した。各例につきビアホール118の形成及び貫通判定を88穴ずつ行い、ビアホール118の形成数及び第1配線層114の貫通数から、レーザー加工後における第1配線層114の貫通率を算出した。
厚さ0.1mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL−830NSF)3枚を積層し、積層したプリプレグに上記(1)で用意した銅箔を、表1に示される各パラメータを有する側の面が当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って銅張積層板サンプルを作製した。この銅張積層板サンプルの両面にドライフィルムを張り合わせて、エッチングレジスト層を形成した。そして、その両面のエッチングレジスト層に、0.8mm幅の剥離強度測定試験用の回路を露光現像し、エッチングパターンを形成した。その後、銅エッチング液で回路エッチングを行い、エッチングレジストを剥離して回路を得た。こうして形成された回路(厚み9μm、回路幅0.8mm)をJIS C 6481−1996に準拠してプリプレグ表面に対して90°方向に剥離してピール強度(kgf/cm)を測定した。
厚さ9μmの電解銅箔の代わりに、表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ7μmの電解銅箔を用いたこと以外は、例1〜6と同様にして各種特性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は2/5=0.40であった。
例1〜10において得られた評価結果は表1に示されるとおりであった。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、2)エッチング量を調整して粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さを5μmとした(すなわちT2/T1を3/5=0.60とした)こと、及び3)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例5と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例10と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例8と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例11と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例12と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例13と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
例11〜16において得られた評価結果は表2に示されるとおりであった。
Claims (7)
- 多層配線板の製造方法であって、
(a)金属箔と、該金属箔上に設けられる絶縁層と、該絶縁層の前記金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、
(b)前記積層体に対して前記金属箔の表面からレーザー加工を施して、前記金属箔及び前記絶縁層を貫通して前記第1配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
(c)前記積層体の前記ビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、前記第1配線層、及び前記金属箔に由来する第2配線層を含む多層配線板を形成する工程と、
を含み、
前記第1配線層の少なくとも前記金属箔と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、
前記第1配線層の厚さT1に対する前記金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である、方法。 - 前記第1配線層の厚さT1が2μm以上15μm以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記金属箔の厚さT2が0.5μm以上6μm以下である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記T2/T1が1.0以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザー加工における、レーザーの出力密度が8MW/cm2以上14MW/cm2以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビアホールの直径が30μm以上80μm以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属箔が、キャリア、剥離層、及び前記金属箔を順に備えたキャリア付金属箔の形態で供され、前記金属箔に対するレーザー加工前に、前記キャリアが前記積層体から剥離される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
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