JP6893395B2 - 処理方法および積層体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、処理方法および積層体の製造方法に関するものである。ここでいう積層体は、たとえば多層配線基板であってよい。
常温でしかも真空装置を必要としない表面改質方法として大気圧非平衡プラズマによる処理方法が着目され、誘電体バリア放電を用いたプロセス開発が試みられてきた。特開2002−94221号公報(特許文献1)には、大気圧近傍の圧力下で一対の電極間に放電プラズマを発生させ、この放電プラズマにより、レーザ加工後のビアホール周辺および内壁の残滓を除去するというプラズマ処理方法が記載されている。レーザ加工後の残滓のことは「残渣」とも「スミア」ともいう。スミアを除去することを「デスミア」ともいう。
一方、特開2005−223010号公報(特許文献2)には、多層配線基板の製造方法において、レーザ加工によって、隠れていた銅配線層を露出させるようにビアホールを形成し、このレーザ加工の後に、プラズマドライクリーナーを用いて、O2、CF4、Arなどのプラズマをかけることにより、レーザ加工で生じたスミアを除去するということが記載されている。
特開2002−94221号公報 特開2005−223010号公報
荷電粒子密度が高い大気圧プラズマ雰囲気下では、電子がきわめて高頻度に気体原子と衝突するので、雷状のアーク放電が起こりやすい。誘電体バリア放電は、一対の電極の間に誘電体を挿入して交流電圧を印加する方式であり、過度の放電電流を抑制する効果、すなわち、アーク放電を抑制する効果がある。誘電体バリア放電において、空隙に作用する電圧が放電開始電圧に達すると絶縁破壊が生じ、ストリーマと呼ばれる直径約100μmの微細放電柱が時間・空間的にランダムに生成および消滅を繰り返し、電極間の広い範囲でガスの電離が起こる。誘電体に蓄積した電荷が逆電界を形成するので、ストリーマは1〜10ナノ秒のきわめて短い時間で消滅する。誘電体はストリーマを電極間に広く分散させる働きをしているといえる。
ところで、プラズマはイオンおよび電子の集合体であり、導電性を有するといえる。当然、金属も良導体である。ただし、金属においては電流がすべて電子流であるのに対して、プラズマでは電流は電子流とイオン流との和で表されるという点において異なる。上述の誘電体バリア放電においても、仮に放電空間中に金属などの良導体が存在する場合、プラズマ中の電子流が金属に集中的に流れ、その部分にストリーマが局在化しやすくなる。仮にストリーマが消滅したとしても、そこには残留イオンによる導電性のチャネルが取り残されており、同じ場所でストリーマが発生しやすい状態が生まれる。すなわち、アーク放電に移行してしまう。
このような観点から、大気圧下での誘電体バリア放電が行なわれる空間に、金属が表面に露出した対象物を直接配置するといういわゆるダイレクト型を採用すれば、アーク放電を誘発することとなり、大変危険である。この場合、均一な表面処理は困難となる。したがって、大気圧下で、金属などの良導体を含む処理対象物表面を改質しようとする場合には、リモート型と呼ばれる方法が一般的であった。これは、電極間で発生したプラズマ活性種を推進ガスの勢いで電極間の外に噴出させ、処理対象物表面に照射するという方法である。しかし、ラジカルなどの活性種の寿命は短く、電極間の外に噴出されるとたちまち失活してしまうことから、ダイレクト型に対して数十分の1程度の処理効果しか得られないのが通常である。
多層配線基板の製造方法におけるデスミアについても同様のことがいえる。ポリイミドフィルムを両面から銅箔でサンドイッチした構造の積層シートで、片面側からビアホールが形成されており、ポリイミド層がごくわずかに残渣として残っている場合のデスミアを想定する。これを大気圧下の誘電体バリア放電で除去しようとする場合、高い効果を望むのであれば、本来、ダイレクト型を採用することが好ましい。しかし、表面に銅箔が露出した対象物を電極間に入れて処理しようとすれば、アーク放電への移行は必至であり、十分なデスミア効果が得られないばかりか危険である。一方で、リモート型ではデスミア速度がきわめて遅く、生産に実用的なレベルには達しない。
そこで、本発明は、導電体層および樹脂層を含む積層体を製造する際に、アーク放電の発生を抑えつつ樹脂層に起因するデスミアを行なうことができる処理方法および積層体の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に基づく処理方法は、第1貫通孔または第1凹部を有する樹脂層、第2貫通孔を有する導電体層、第3貫通孔を有する絶縁体層がこの順に積層された部分を含み、上記第1貫通孔または上記第1凹部と、上記第2貫通孔と、上記第3貫通孔とが連通している対象物に対する処理方法であって、上記対象物を用意する工程と、大気圧中で、少なくとも一対の電極の間に電圧を印加することによって放電プラズマが発生している空間内に上記対象物を位置づけることによって上記対象物をプラズマ処理する工程とを含む。
本発明によれば、アーク放電を避けて良好なプラズマ処理を行なうことができる。
本発明に基づく実施の形態1における処理方法のフローチャートである。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第1の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第2の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第3の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第4の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第5の工程の説明図である。 図6の一部分を拡大した図である。 貫通孔に代えて凹部が形成されている例の断面図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第6の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態1における処理方法の第7の工程の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における処理方法の第1の説明図である。 本発明に基づく実施の形態2における処理方法の第2の説明図である。 本発明に基づく実施の形態3における処理方法の途中段階の説明図である。 本発明に基づく実施の形態4における処理方法の途中段階の説明図である。 実験で用いたプラズマ処理装置の第1の例の概念図である。 実験で用いたプラズマ処理装置の第2の例の概念図である。 実験で用いたプラズマ処理装置の第3の例の概念図である。
(実施の形態1)
(処理方法)
図1を参照して、本発明に基づく実施の形態1における処理方法について説明する。この処理方法のフローチャートを図1に示す。
本実施の形態における処理方法は、第1貫通孔または第1凹部を有する樹脂層、第2貫通孔を有する導電体層、第3貫通孔を有する絶縁体層がこの順に積層された部分を含み、前記第1貫通孔または前記第1凹部と、前記第2貫通孔と、前記第3貫通孔とが連通している対象物に対する処理方法である。この処理方法は、対象物を用意する工程S1と、大気圧中で、少なくとも一対の電極の間に電圧を印加することによって放電プラズマが発生している空間内に前記対象物を位置づけることによって前記対象物をプラズマ処理する工程S2とを含む。
以下では、より具体的な例を挙げて説明する。そのために図2に示すような積層体に、ビアホールを形成する場合を想定する。この積層体は、たとえば図2に示すような姿勢で置いたときに、下から順に、導電体層10、樹脂層11、導電体層12が積層されたものである。導電体層10はたとえばCu層であってよい。樹脂層11はたとえばポリイミド樹脂層であってよい。導電体層12はたとえばCu層であってよい。積層体の最上面としては、導電体層12の上面が露出している。この積層体の中央に上面から掘り下げるようにビアホールを形成することが予定されているものとする。ビアホールの数は1個とは限らず複数であってもよいが、説明の便宜のため、ここでは1個のビアホールを形成する場合を想定して説明する。
公知技術により、図3に示すように、導電体層12に貫通孔22を形成する。貫通孔22は、ビアホール形成予定領域に形成される。
絶縁体シートを上側から被せる。これにより、図4に示すように、導電体層12の上側に絶縁体層13が載った状態が得られる。貫通孔22は絶縁体層13によって塞がれている。
図5に示すように、ビアホール形成予定領域において絶縁体層13に貫通孔23を形成する。貫通孔22と貫通孔23とは連通する。
図6に示すように、公知技術により、ビアホール形成予定領域において樹脂層11に貫通孔21を形成する。貫通孔21は、貫通孔22に連通して形成される。ここまで述べた貫通孔21,22,23の形成において用いる公知技術の少なくとも一部は、レーザ加工であってもよい。ここまでの工程は、上述の工程S1に相当する。ただし、ここで示した工程S1はあくまで一例である。工程S1の内容はこのように対象物を作製する工程を含むとは限らず、たとえば既に作製されている対象物を作業現場に搬入するだけであってもよい。あるいは、工程S1は、既に作製されているものについて、対象物として特定するだけであってもよい。
図6に示した貫通孔21,22,23の近傍を拡大したところを図7に示す。貫通孔21,22,23が厚み方向に連通することによって縦孔が形成されている。この縦孔の底面にはスミア6aが付着している。貫通孔21の内周面にはスミア6bが付着している。貫通孔22の内周面にはスミア6cが付着している。ここで示したスミア6a,6b,6cはあくまで例であって、これらのうちいずれかがない場合もありうる。スミア6a,6b,6cの形状、数、量は、ここに示したとおりとは限らない。
図7では、貫通孔21が形成されていて導電体層10の上面が縦孔の底面として露出している例を示した。したがって、スミア6aは、導電体層10の上面に付着していた。しかし、異なる例として、たとえば図8に示すように、樹脂層11には貫通孔21に代えて凹部20が形成されていてもよい。導電体層10は露出しておらず、縦孔の底面は樹脂層11の一部である。樹脂層11の一部である残存部5の上面が縦孔の底面となっている。残存部5は樹脂層11の厚みに比べれば十分に薄いものであってよい。残存部5は故意に残したものとは限らず、樹脂層11に貫通孔を形成しようとした結果、不所望に残ってしまったものであってもよい。残存部5がある場合には、貫通孔21は凹部20として把握することができる。樹脂層11の一部が残ったものである残存部5も、スミアの一種である。
図9に示すように、大気圧プラズマによりデスミアを行なう。この工程は、上述の工程S2に相当する。対象物としての積層体の少なくとも貫通孔23がある側の面がプラズマ8にさらされる。これにより、プラズマ8が貫通孔21,22,23の内部にまで入り込んで作用する。貫通孔21は第1貫通孔、貫通孔22は第2貫通孔、貫通孔23は第3貫通孔にそれぞれ相当する。工程S2を行なうための装置の具体的な構造については後述する。工程S2を行なうことにより、図7に示したスミア6a,6b,6cは除去される。図8に示したように、樹脂層11には貫通孔21ではなく凹部20が形成されていた場合にも、工程S2を行なった結果、残存部5は除去される。残存部5が除去された結果、凹部20は貫通孔21となる。
さらにこの後、図10に示すように、絶縁体層13を除去してもよい。絶縁体層13を除去するには、公知のさまざまな方法を採用することができる。たとえば、絶縁体層13の一部を把持して引き剥がすという方法であってもよい。たとえば、絶縁体層13を何らかの薬品で溶解して除去するという方法であってもよい。たとえば、加熱などの方法により絶縁体層13を除去するという方法であってもよい。何らかの方法で絶縁体層13を除去することによって、樹脂層11に設けられた貫通孔21と、導電体層12に設けられた貫通孔22とが厚み方向に連通した構造のビアホールを得ることができる。ビアホールの底面には導電体層10が露出している。積層体の上面には導電体層12が露出している。なお、絶縁体層13を除去せずに残したままの状態でビアホールが完成したものとして終了してもよい。
(作用・効果)
本実施の形態では、導電体層の上に絶縁体層が載っている状態でプラズマ処理する工程S2を行なうので、プラズマ処理の際には導電体層が直接はほとんど露出しない状態で樹脂層に設けられた第1貫通孔または第1凹部の内面のデスミアを行なうことができる。
最終的に得たい構造が上面に導電体層を露出させた構造であっても、このように導電体層の多くの部分を絶縁体層で一時的に被覆した状態でプラズマ処理をすることで、アーク放電を避けて良好なプラズマ処理を行なうことができる。
ここでは、積層体の最下面に導電体層10が露出しているものとしたが、工程S2において放電プラズマが発生している空間内に対象物を位置づける際に、図9に示すように対象物の一方の面のみがプラズマ8にさらされるのであれば導電体層10の存在は問題とならない。しかし、対象物の上面だけでなく下面もプラズマ8にさらされるような場合には、導電体層10が露出していてそのままプラズマ8に接するようではアーク放電に移行しやすくなってしまう。そこで、そのような事態を回避するために、導電体層10の下面をも何らかの絶縁体層で覆うことが好ましい。
本実施の形態で示したように、対象物を用意する工程S1は、樹脂層11に重なって配置されている導電体層12に前記第2貫通孔(貫通孔22)を形成する工程(図3参照)と、前記第2貫通孔を覆うように導電体層12に絶縁体層13を重ねる工程(図4参照)と、前記第2貫通孔に連通するように絶縁体層13に前記第3貫通孔(貫通孔23)を形成する工程(図5参照)とを含み、プラズマ処理する工程S2は、前記第3貫通孔を形成する工程より後に行なわれることとしてもよい。この方法を採用することにより、元々、絶縁体層がない状態であったとしても、絶縁体層13を配置した状態でプラズマ処理を行なうことができる。導電体層12に貫通孔22を形成する工程は、導電体層12に絶縁体層13を重ねる前に行なわれるので、絶縁体層13の存在が妨げになることはなく、良好に貫通孔22を形成することができる。
本実施の形態では、第3貫通孔としての貫通孔23の形成と、第1貫通孔としての貫通孔21の形成とは、別々の工程として順に行なうものとして説明したが、これらは同時に行なってもよい。たとえば図4に示した状態から1回のレーザ加工によって一気に図6の状態に至らしめてもよい。図6では第1貫通孔としての貫通孔21が形成されているが、レーザ加工の後の状態は、図8に示すように第1凹部としての凹部20が形成されている状態であってもよい。すなわち、前記第3貫通孔(貫通孔23)を形成する工程では同時に、樹脂層11に前記第1貫通孔または前記第1凹部を形成することとしてもよい。この方法を採用することにより、所要時間を短縮することができ、効率良く作業を進めることができる。
もちろん、本実施の形態で示したように、第3貫通孔としての貫通孔23の形成を終えてから第1貫通孔としての貫通孔21の形成を行なってもよい。すなわち、前記第3貫通孔(貫通孔23)を形成する工程より後でプラズマ処理する工程S2より前に、樹脂層11に前記第1貫通孔(貫通孔21)または前記第1凹部(凹部20)を形成してもよい。
(実施の形態2)
(処理方法)
図2、図11〜図12、図5、図6、図9、図10を参照して、本発明に基づく実施の形態2における処理方法について説明する。
本実施の形態における処理方法は、図2に示すような積層体が用意されるところまでは、実施の形態1で説明した処理方法と同じである。本実施の形態では、この積層体の上面に絶縁体シートを被せる。こうすることにより、図11に示すように、導電体層12の上側に絶縁体層13が載った状態が得られる。
公知技術により、図12に示すように、絶縁体層13に貫通孔23を形成する。貫通孔23は、ビアホール形成予定領域に形成される。
導電体層12に貫通孔22を形成する。この結果、図5に示したのと同じ構造が得られる。ここから後は、実施の形態1で説明したのと同じである。すなわち、樹脂層11に貫通孔21を形成することで図6に示した構造を得る。図9に示すように、大気圧プラズマによりデスミアを行なう。この工程は、上述の工程S2に相当する。さらにこの後、図10に示すように、絶縁体層13を除去してもよい。
本実施の形態で示したように、対象物を用意する工程S1は、導電体層12を覆うように絶縁体層13を重ねる工程と、絶縁体層13を重ねる工程より後で、絶縁体層13に前記第3貫通孔(貫通孔23)を形成する工程と、前記第3貫通孔を形成する工程より後で、前記第3貫通孔に連通するように導電体層12に前記第2貫通孔(貫通孔22)を形成する工程とを含み、前記プラズマ処理する工程S2は、前記第2貫通孔を形成する工程より後に行なわれることとしてもよい。
(作用・効果)
本実施の形態では、絶縁体層13を最初に重ねた後は貫通孔を形成する工程が続くので、効率良く処理を行なうことができる。
たとえば絶縁体層13は、シート状のドライフィルムレジストであってもよい。絶縁体層13に貫通孔23を形成する際には、フォトリソグラフィによって加工してもよい。導電体層12に貫通孔22を形成する際には、貫通孔23が既に設けられた絶縁体層13をマスクとして導電体層12をエッチングすることとしてもよい。樹脂層11に貫通孔21を形成する際には、レーザ加工によってもよい。
上述のように、絶縁体層13はレジスト層であり、前記第3貫通孔(貫通孔23)を形成する工程は、絶縁体層13を露光させた後のエッチングにより絶縁体層13の一部を除去する工程であり、前記第2貫通孔(貫通孔22)を形成する工程は、前記第3貫通孔を有する絶縁体層13をマスクとして前記導電体層をエッチングすることにより行なわれてもよい。
実施の形態1,2で述べたように、前記第2貫通孔(貫通孔22)を形成する工程より後でプラズマ処理する工程S2より前に、樹脂層11に前記第1貫通孔(貫通孔21)または前記第1凹部(凹部20)が形成されることが好ましい。第2貫通孔と第1貫通孔とを同時に形成するのではなく、第2貫通孔を形成した後で第1貫通孔を形成することにより、各材料に適した加工方法を個別に選択することが可能となる。
(実施の形態3)
(処理方法)
図13を参照して、本発明に基づく実施の形態3における処理方法について説明する。本実施の形態における処理方法は、基本的には実施の形態1で説明した処理方法と同じであってよいが、工程S2の直前の状態が、図7に示した構造の代わりに図13に示した構造であってよい。すなわち、導電体層10に貫通孔19が形成されている。貫通孔19は、樹脂層11に貫通孔21が形成されるより前から形成されていてもよい。貫通孔19は、樹脂層11に貫通孔21が形成された後で形成されてもよい。図13に示したように、貫通孔19の内面にはスミア6dが付着していてもよい。図13に示したように、積層体を完全に貫通するように孔が設けられていて、工程S2としての大気圧プラズマ加工は、この孔の内面のスミア6b,6c,6dを除去するために行なわれる。
(作用・効果)
本実施の形態で示したように、スルーホールの内面のデスミアにも適用することができる。
(実施の形態4)
(処理方法)
図14を参照して、本発明に基づく実施の形態4における処理方法について説明する。本実施の形態における処理方法は、基本的には実施の形態1で説明した処理方法と同じであってよいが、本実施の形態では、樹脂層11が最下層となっている。実施の形態1では樹脂層11の下側に導電体層10があったが、本実施の形態では導電体層10はない。
(作用・効果)
本実施の形態で示したように、スルーホールの内面のデスミアにも適用することができる。本実施の形態で示したように、樹脂層11の下側の導電体層はなくてもよい。
これまでのいずれの実施の形態にも共通して以下のことがいえる。少なくとも、樹脂層11に前記第1貫通孔または前記第1凹部を形成する際には、レーザ加工が用いられることが好ましい。この方法を採用することにより、効率良く孔あけ加工を行なうことができる。さらに、大気圧プラズマ処理を行なうので、レーザ加工によって生じるスミアの除去に効果を奏することができる。
樹脂層11は、ポリイミドを主材料とすることが好ましい。
樹脂層11の導電体層12とは反対側には第2導電体層としての導電体層10が重なっていることが好ましい。この方法を採用することにより、導電体層12と第2導電体層との間を電気的に接続するためのビアホールにおいて、デスミアを行なうことができる。
(実施の形態5)
(積層体の製造方法)
本発明に基づく実施の形態5における積層体の製造方法について説明する。積層体の製造方法は、樹脂層11に導電体層12が重なって配置されているものを用意する工程と、これまでに説明したいずれかの処理方法を行なう工程とを含む。
(作用・効果)
アーク放電の発生を抑えつつ樹脂層に起因するデスミアを十分に行なった積層体を得ることができる。
(実験)
大気圧プラズマによるデスミアの効果を検証するために、以下の実験を行なった。
(実験1)
(使用した装置)
図15に示す構造のダイレクト型のプラズマ処理装置を用いた。この装置では、電極53,54が互いに対向するように配置されている。電極53が下側に配置され、電極54が上側に配置されている。電極53は下部電極であり、電極54は上部電極である。電極53の上面には石英板51が配置され、電極54の下面には石英板52が配置されている。電極53の下側はシリコンパテ55によって覆われている。電極54の上側はシリコンパテ56によって覆われている。電極53は接地されている。電極54は高周波電源57に接続されている。電極53,54の各々の形状は、300mm×300mmとなっている。したがって、電極53,54の各々の面積は0.09m2である。この装置においては、石英板51,52の間の空間に放電ガスが満たされ、プラズマが発生する。対象物101は、石英板51,52の間の空間に配置され、この位置でプラズマ処理が行なわれる。
(対象物)
プラズマ処理の対象物として、Cu/ポリイミド樹脂/Cuの3層構造でビアホールが形成された基板を用意した。詳細は以下のとおりである。
電解銅箔による導電体層の厚み:12μm
ポリイミド樹脂による樹脂層の厚み:25μm
ビアホール径:100μm
処理前の状況:ビアホールの内壁および底面には、レーザ加工で完全には除去できなかったポリイミドのスミアが付着していた。底面にはポリイミドの残存部があり、この残存部の厚みは約100nmであった。
基板の全面に、微粘着フィルムとしてリンテック(株)製SRL−050F(SFCL)を貼付した。その後、ビアホール形成予定領域において微粘着フィルムにCO2レーザで直径100μmの貫通孔を形成した。ここまでの工程を行なったものを対象物101として、石英板51,52の間に配置し、プラズマ処理を行なった。
(プラズマ条件)
ガス組成:ArにO2を1体積%だけ混入させたもの
ガス流量:10リットル/分
高周波電源の周波数:60kHz
入力電力:2kW
プラズマ処理時間:1〜15秒
対象物の配置状態:対象物の微粘着テープを貼付した側の面がプラズマ発生空間側に面し、銅箔面が下部電極に確実に密着した状態として、プラズマ処理を行なった。
(結果)
プラズマ処理時間を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積が占める割合を測定した。その結果は、表1に示す通りであった。
Figure 0006893395
プラズマ処理時間を8秒とした場合、ビアホールの底面の樹脂のスミアが完全に除去され、銅箔面が完全に露出した状態であった。ビアホールの内壁に付着していた樹脂のスミアは、最初の5秒間のプラズマ処理を経ることにより除去されていた。
プラズマ処理中に微粘着フィルムが剥離したり熱変形したりという不具合はなかった。ビアホールへの汚染も認められなかった。プラズマ処理後に微粘着フィルムを剥離した後の銅箔には、粘着剤残渣がわずかに認められたが、これは次工程で行なわれる洗浄により容易に除去できるレベルであった。
(実験2)
(使用した装置)
実験1と同じく、図15に示すダイレクト型のプラズマ処理装置を用いた。
(対象物)
微粘着フィルムとして、ユーヴィックス(株)製LUMINAフィルムドレッシングを用いた。その他の条件は、実験1と同じである。
(プラズマ条件)
実験1と同じである。
(結果)
プラズマ処理時間を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積の割合を測定した。その結果は、表1に示したものと同じであった。
プラズマ処理時間を8秒とした場合、ビアホールの底面の樹脂のスミアが完全に除去され、銅箔面が完全に露出した状態であった。ビアホールの内壁に付着していた樹脂のスミアは、最初の5秒間のプラズマ処理を経ることにより除去されていた。
プラズマ処理中に微粘着フィルムが剥離したり熱変形したりという不具合はなかった。ビアホールへの汚染も認められなかった。プラズマ処理後に微粘着フィルムを剥離した後の銅箔には、粘着剤残渣は認められなかった。これは、実験2で使用した微粘着フィルムの特性として、プラズマ発光に含まれる紫外線A波すなわち波長400〜315nmの光により粘着剤が変性し、粘着力を失ったためと考えられる。
(実験3)
(使用した装置)
実験1と同じく、図15に示すダイレクト型のプラズマ処理装置を用いた。
(対象物)
基板の全面に微粘着フィルムを貼付する代わりに、ビアホール形成時に使用したドライフィルムレジストであるDuPont Riston ドライフィルムフォトレジストFX925を残した状態とした。その他の条件は、実験1と同じである。
(プラズマ条件)
実験1と同じである。ただし、対象物のドライフィルムレジストが残っている側の面がプラズマ発生空間側に面し、銅箔面が下部電極に確実に密着した状態として、プラズマ処理を行なった。
(結果)
プラズマ処理時間を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積の割合を測定した。その結果は、表1に示したものと同じであった。
プラズマ処理時間を8秒とした場合、ビアホールの底面の樹脂のスミアが完全に除去され、銅箔面が完全に露出した状態であった。ビアホールの内壁に付着していた樹脂のスミアは、最初の5秒間のプラズマ処理を経ることにより除去されていた。
プラズマ処理中に微粘着フィルムが剥離したり熱変形したりという不具合はなかった。ビアホールへの汚染も認められなかった。プラズマ処理後に対象物をアルカリ溶液で洗浄した後の銅箔にはドライフィルムレジストの残渣は認められなかった。
(実験4)
(使用した装置)
図16に示す構造のダイレクト型のプラズマ処理装置を用いた。この装置では、対象物102は長尺状であり、矢印91に示すように送り込まれる。対象物102は、矢印95の向きに回転するフィードロール61と、矢印96の向きに回転するアース電極兼搬送ロール63と、矢印97の向きに回転するフィードロール62によって搬送される。この装置では、アース電極兼搬送ロール63の外周に対して、高圧電極64,65およびガスノズル66が近接するように配置されている。この装置においては、電極幅は300mmであり、対象物搬送の長手方向に沿った電極長さは150mm×2対である。
プラズマプロセスガスは矢印92に示すようにガスノズル66に供給される。プラズマプロセスガスはガスノズル66から噴射され、アース電極兼搬送ロール63の外周に沿って矢印93a,93bに示すように進行する。高圧電極64,65とアース電極兼搬送ロール63との間に高周波電圧が印加され、プラズマが発生する。対象物102はアース電極兼搬送ロール63の外周に沿って進行する間にプラズマ処理され、矢印94に示すように排出される。
(対象物)
プラズマ処理の対象物として、Cu/ポリイミド樹脂/Cuの3層構造でビアホールおよびスルーホールが形成された基板を用意した。詳細は以下のとおりである。
基板サイズ:幅250mm、長さ200m
電解銅箔による導電体層の厚み:12μm
ポリイミド樹脂による樹脂層の厚み:25μm
ビアホール径:100μm
処理前の状況:ビアホールおよびスルーホールの内壁およびビアホールの底面には、レーザ加工で完全には除去できなかったポリイミドのスミアが付着していた。底面にはポリイミドの残存部があり、この残存部の厚みは約100nmであった。
微粘着フィルムとしては実験2で用いられたのと同じものを用いた。
(プラズマ条件)
基板の搬送速度:2m/分(プラズマ処理時間は約9秒に相当)
微粘着テープを貼付した側の面がプラズマ発生空間側に面し、銅箔面をアース電極兼搬送ロール63に確実に密着させながら搬送し、プラズマ処理を行なった。
その他の条件は、実験1と同じである。
(結果)
搬送速度を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積の割合を測定した。その結果は、表2に示す通りであった。
Figure 0006893395
搬送速度を2m/分とした場合、ビアホールの底面の樹脂のスミアが完全に除去され、銅箔面が完全に露出した状態であった。
プラズマ処理中に微粘着フィルムが剥離したり熱変形したりという不具合はなかった。ビアホールへの汚染も認められなかった。プラズマ処理後に微粘着フィルムを剥離した後の銅箔には、粘着剤残渣は認められなかった。これは、実験2で使用した微粘着フィルムの特性として、プラズマ発光に含まれる紫外線A波すなわち波長400〜315nmの光により粘着剤が変性し、粘着力を失ったためと考えられる。
(実験5)
(使用した装置)
図17に示す構造のダイレクト型のプラズマ処理装置を用いた。この装置では、対象物103は長尺状であり、矢印91に示すように送り込まれる。対象物103は、矢印95の向きに回転する搬送ロール71によって搬送される。アース電極72と高圧電極73とが対象物103を挟み込んで対向するように配置されている。プラズマプロセスガスは矢印92に示すように供給される。この装置においては、電極幅は300mmであり、対象物搬送の長手方向に沿った電極長さは75mm×4対である。対象物103は進行する間にプラズマ処理され、矢印94に示すように排出される。この装置では、対象物103が送られている際には対象物103の両面ともプラズマにさらされることとなる。導電体層がプラズマに接することによるアーク放電への移行を防ぐために、対象物103では両面とも絶縁体層で覆われている。
(対象物)
実験4と同じである。
(プラズマ条件)
実験4と同じである。
(結果)
搬送速度を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積の割合を測定した。その結果は、表2に示したものと同じであった。
(比較例)
(使用した装置)
実験1と同じ。
(対象物)
微粘着テープを貼付しない。その他の条件は、実験1と同じである。
(プラズマ条件)
実験1と同じである。
(結果)
プラズマ処理時間を違えた複数通りの試料について、ビアホールの底面を上側から観察して底面の面積のうちスミアが覆っている部分の面積の割合を測定した。その結果は、表3に示す通りであった。
Figure 0006893395
プラズマ処理時間15秒では、ビアホール底面の銅箔面は露出しなかった。プラズマ処理時間30秒では、銅粒子が露出している箇所が見受けられたものの、樹脂のスミアが占める面積割合としては目視レベルで95%程度であった。ビアホールの内壁に付着していた樹脂のスミアは、プラズマ処理時間60秒の時点においても残っていた。
対象物に貼付する微粘着テープまたはドライフィルムレジストは、樹脂マスクの役割を果たす。比較例のように樹脂マスクをしない状態では、放電面に接している銅箔に局所的な放電が発生し、不均一なプラズマが発生していると考えられる。この場合、ビアホール内においては、プラズマはほとんど発生していないか微弱かつ不均一なプラズマ状態と考えられる。ここで、ビアホール以外の銅箔面に樹脂マスクをすることによって、銅箔に対する局所放電を抑制し、ビアホール内でのプラズマ発生が可能となる。実験1〜5では、このようにして、ホール内壁および底面のデスミアが可能になったと考えられる。
なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
2 放電ガス、5 残存部、6a,6b,6c,6d スミア、8 プラズマ、10,12 導電体層、11 樹脂層、13 絶縁体層、20 凹部、19,21,22,23 貫通孔、51,52 石英板、53,54 電極、55,56 シリコンパテ、57 高周波電源、61,62 フィードロール、63 アース電極兼搬送ロール、64,65,73 高圧電極、66 ガスノズル、71 搬送ロール、72 アース電極、91,92,93a,93b,94,95,96,97 矢印、101,102,103 対象物。

Claims (11)

  1. 第1貫通孔または第1凹部を有する樹脂層、第2貫通孔を有する導電体層、第3貫通孔を有する絶縁体層がこの順に積層された部分を含み、前記第1貫通孔または前記第1凹部と、前記第2貫通孔と、前記第3貫通孔とが連通している対象物に対する処理方法であって、
    前記対象物を用意する工程と、
    大気圧中で、少なくとも一対の電極の間に電圧を印加することによって放電プラズマが発生している空間内に前記対象物を位置づけることによって前記対象物をプラズマ処理する工程とを含む、処理方法。
  2. 前記対象物を用意する工程は、
    前記樹脂層に重なって配置されている前記導電体層に前記第2貫通孔を形成する工程と、
    前記第2貫通孔を覆うように前記導電体層に前記絶縁体層を重ねる工程と、
    前記第2貫通孔に連通するように前記絶縁体層に前記第3貫通孔を形成する工程とを含み、
    前記プラズマ処理する工程は、前記第3貫通孔を形成する工程より後に行なわれる、請求項1に記載の処理方法。
  3. 前記第3貫通孔を形成する工程では同時に、前記樹脂層に前記第1貫通孔または前記第1凹部を形成する、請求項2に記載の処理方法。
  4. 前記第3貫通孔を形成する工程より後で前記プラズマ処理する工程より前に、前記樹脂層に前記第1貫通孔または前記第1凹部を形成する、請求項2に記載の処理方法。
  5. 前記対象物を用意する工程は、
    前記導電体層を覆うように前記絶縁体層を重ねる工程と、
    前記絶縁体層を重ねる工程より後で、前記絶縁体層に前記第3貫通孔を形成する工程と、
    前記第3貫通孔を形成する工程より後で、前記第3貫通孔に連通するように前記導電体層に前記第2貫通孔を形成する工程とを含み、
    前記プラズマ処理する工程は、前記第2貫通孔を形成する工程より後に行なわれる、請求項1に記載の処理方法。
  6. 前記絶縁体層はレジスト層であり、
    前記第3貫通孔を形成する工程は、前記絶縁体層を露光させた後のエッチングにより前記絶縁体層の一部を除去する工程であり、
    前記第2貫通孔を形成する工程は、前記第3貫通孔を有する前記絶縁体層をマスクとして前記導電体層をエッチングすることにより行なわれる、請求項5に記載の処理方法。
  7. 前記第2貫通孔を形成する工程より後で前記プラズマ処理する工程より前に、前記樹脂層に前記第1貫通孔または前記第1凹部が形成される、請求項5または6に記載の処理方法。
  8. 少なくとも、前記樹脂層に前記第1貫通孔または前記第1凹部を形成する際には、レーザ加工が用いられる、請求項1から7のいずれかに記載の処理方法。
  9. 前記樹脂層は、ポリイミドを主材料とする、請求項1から8のいずれかに記載の処理方法。
  10. 前記樹脂層の前記導電体層とは反対側には第2導電体層が重なっている、請求項1から9のいずれかに記載の処理方法。
  11. 前記樹脂層に前記導電体層が重なって配置されているものを用意する工程と、
    請求項1から10のいずれかに記載の処理方法を行なう工程とを含む、積層体の製造方法。
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