JPH05152766A - 有機基板におけるバイアホールの形成方法 - Google Patents

有機基板におけるバイアホールの形成方法

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JPH05152766A
JPH05152766A JP33594691A JP33594691A JPH05152766A JP H05152766 A JPH05152766 A JP H05152766A JP 33594691 A JP33594691 A JP 33594691A JP 33594691 A JP33594691 A JP 33594691A JP H05152766 A JPH05152766 A JP H05152766A
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board
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copper
shield plate
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JP33594691A
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Tadashi Hirakawa
董 平川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 両面板のバイアホールを簡単な手段で精密に
行う。 【構成】 補強材、含浸樹脂とも有機材料からなる多層
板において、表面の銅を微細穴明けし、これをコンフォ
ーマルマスクとしてエキシマレーザーで樹脂層をエッチ
ングしたのちめっきを施すことを特徴とするバイアホー
ルの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、補強材、含浸樹脂とも
有機材料からなる多層板のバイアホール(ブラインドバ
イア)形成方法である。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント回路におけるバイアホー
ルの形成方法としては、シールド板(内部に回路をも
ち、表面を銅箔で覆われた多層板材料)にドリルで穴明
け加工したのち銅をめっきし、その後回路形成する方法
と、すでに回路加工とスルーホールめっきを施した両面
回路板2枚以上の間にプリプレグをはさみ、これをプレ
スして4層以上の多層板を得る方法が一般的であった。
【0003】しかし、機械ドリルでバイアホール用の穴
を明けることは、穴明けを途中で止める操作が煩雑で、
特に最近、多層板が薄型化してきたため極めて困難な作
業となってきた。一方、両面回路板をプリプレグではさ
む方法も、プリプレグの樹脂の流を厳密にコントロール
する必要があり、その製造はきわめて困難なものであっ
た。
【0004】一方、プリント回路板の穴明け加工にレー
ザーを利用する試みは多く行われており、炭酸ガスレー
ザー、YAGレーザー、エキシマレーザーなどがプリン
ト回路板の穴明け加工に利用されている。プリント回路
板へのレーザーの応用については『電子材料』1991
年10月号、120〜125ページ(工業調査会発行)
などにくわしく記載されている。なかでもエキシマレー
ザーは、有機基板の穴明けに多く使用されている。
【0005】エキシマレーザーで穴明けする場合、マス
クの適用方法としては、マスクイメージ法、コンタクト
マスク法、コンフォーマルマスク法などがある(詳細は
前記『電子材料』の記事に紹介されている)。これらの
マスクは、ステンレス・スチールなどの金属板にエッチ
ングなどの方法で微細加工されるか、樹脂板の表面にめ
っきを施すなど、複雑な工程が必要であった。
【0006】
【発明の目的】本発明の目的は、簡単で確実な方法で多
層板のバイアホールを形成することにある。
【0007】
【発明の構成】本発明は、補強材、含浸樹脂とも有機材
料からなる多層板において、表面の銅を微細穴明けし、
これをコンフォーマルマスクとしてエキシマレーザーで
樹脂層をエッチングしたのちめっきを施すことを特徴と
するバイアホールの形成方法である。
【0008】さらに本発明は、表面の銅に感光性レジス
トをコーティングしたのち必要な部分にオープニングを
形成し、銅をエッチングすることにより微細穴明けを得
ることを特徴とするバイアホールの形成方法である。
【0009】本発明において、基板材料は補強材、樹脂
とも有機材料からなる両面銅つき基板である。具体的に
は、補強材としては、ポリエステル、ポリアミド、アラ
ミド、ポリエーテルエーテルケトンなどからなる繊維が
挙げられる。樹脂としては、エポキシ、ポリイミド、ポ
リビスマレイミド、フッ素化ポリマー、ポリシアヌレー
トなどが挙げられる。
【0010】アラミド繊維の組成としては、下記反復単
位(I)式および/または(II)式からなるものであ
る。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】 上記式中、Ar1 ,Ar2 ,Ar3 は置換されたもしく
は置換されない芳香環であって、下記の基から選ばれ
る。
【0013】
【化3】 ただし、Xは下記の2価の基などである。
【0014】
【化4】 Ar1 ,Ar2 ,Ar3 の芳香環への置換基として炭素
原子数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子、フェニル基
などがある。
【0015】上記反復単位(I)式の芳香族ポリアミド
のうちAr1 の15〜30モル%が
【0016】
【化5】 および/または
【0017】
【化6】 であり、残りが
【0018】
【化7】 および/または
【0019】
【化8】 および/または
【0020】
【化9】
【0021】である直線あるいは平行軸結合の芳香族残
基(ただし芳香族環に直接結合している水素原子の一部
がハロゲン原子、メチル基、メトキシ基で置換されてい
てもよい)で構成される共重合物を十分に延伸して高度
に分子配向させた高モジュラス全芳香族ポリアミド共重
合体繊維がとくに良好である。
【0022】本発明の芳香族ポリアミド繊維の単糸繊維
は0.1〜10デニール、好ましくは0.3〜5デニー
ルである。0.1デニール未満では製糸技術上困難な点
が多い(断糸、毛羽の発生など)。一方、10デニール
を越えると機械的物性の点で実用的でなくなる。
【0023】芳香族ポリアミド繊維は種々の形態をとる
ことができる。例えば、織物、長繊維不織布、短繊維不
織布、紙などのシート形態としての基材であってもよ
く、また単にエポキシ樹脂中に分散されてなる短繊維形
態としての基材であってもよい。不織布や紙などの形態
において芳香族ポリアミド繊維は短繊維あるいはフィブ
リル状パルプのいずれの形態でもよく、またこれらの任
意の組合せからなる混合物であってもよい。
【0024】短繊維の場合、繊維長は1〜60mmが好ま
しく、さらには2〜50mmが好ましい。繊維長が1mm未
満の場合、得られる不織布や紙の機械的物性が低下す
る。また繊維長が60mmを越えると得られる不織布や紙
中における短繊維の分布状態が不良となりやはり機械的
物性が低下する。短繊維を機械的剪断力によりフィブリ
ル化させたパルプは製糸困難な繊度の短繊維まで得るこ
とができ、特に紙では短繊維の分布状態をより向上させ
地合を改良することができる。総じてエポキシ樹脂の含
浸性が良好で均一な地合、性能の得られる形態は紙であ
る。
【0025】本発明において、積層板の含浸樹脂は、熱
または/および光で硬化する樹脂(硬化型樹脂)または
熱可塑性樹脂である。熱で硬化する樹脂では、加熱によ
り化学反応が起こり、分子量の増大や橋架けを行うこと
ができる樹脂または化合物あるいはこれらの組成物をい
う。加熱によってひき起こされる反応はラジカル反応、
イオン反応、付加反応、縮合反応、置換反応、水素引き
抜き反応、酸化反応などがある。
【0026】具体的には樹脂あるいは化合物あるいはこ
れらの組成物として例示すれば、フェノール樹脂、フラ
ン樹脂、キシレン樹脂、ホルムアルデヒド/ケトン樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、スルホン
アミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、トリアリ
ルシアヌレート樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリ
ブタジエン樹脂、ビスマレイミド系樹脂およびこれらの
混合物、例えばエポキシ樹脂/アクリルニトリル―ブタ
ジエン共重合組成物、エポキシ樹脂/ポリアミド樹脂、
エポキシ樹脂/ポリイミド樹脂、フェノール樹脂/ポリ
ビニルブチラール樹脂を挙げることができる。この中
で、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂はもっとも汎用的に
用いられ、加工性も良好なため特に好適に用いられる。
【0027】なお、基材および樹脂には、本発明の目的
を阻害しない範囲でシリカ、アルミナ、酸化チタンなど
の無機充填物を含むことができる。
【0028】本発明において、表面の銅はサブトラクテ
ィブ法で用いられる銅箔であってもよく、またアディテ
ィブ法などで形成された銅めっき回路であってもよい。
【0029】いずれの方法であっても、穴明けは従来の
機械加工に代わってエキシマレーザーが用いられる。こ
れらの加工の順序は回路形成の前でもよく、また回路形
成法によっては後で行うこともできる。通常のサブトラ
クティブ法では、穴明けは回路形成の前に行うのが通常
である。
【0030】エキシマレーザーの発振源としてはAr
F、KrF、XeClなどが用いられる。
【0031】エキシマレーザーの加工条件、すなわちエ
ネルギー密度、照射時間、スキャニングの速度などは、
加工対象の厚み、樹脂の種類などにより適宜選択され
る。基板に着いている銅(多くの場合は銅箔)は、レー
ザー穴明けのさい、コンフォーマルマスクとして働くよ
う、予め必要な位置に微細穴明けされる。この穴明けの
方法としては、通常の機械加工のほか、炭酸ガスレーザ
ーやYAGレーザーを用いる方法、銅に感光性レジスト
をコーティングして紫外線で露光することによりオープ
ニング(レジストをコーティングしていない部分)を
得、銅を塩化第2銅などでエッチングする方法などが適
用できる。
【0032】第2の方法を図面を用いて詳述する(図
1)と、銅張積層板(A)にレジストをコーティングし
(B)、銅を塩化第2銅などでエッチングする(C)。
レジストは剥離され(D)、レーザーを照射することに
より樹脂層がエッチングされる(E)。さらに塩化第2
銅などにより裏面の銅がエッチングされ(F)、その
後、裏面のレジストも剥離されて(G)スルーホールめ
っきが施される(H)。
【0033】アラミド繊維などのように、過マンガン酸
カリでエッチングされる補強材を用いたときは、レーザ
ー加工ののち過マンガン酸カリで処理することが好まし
い。
【0034】
【発明の効果】本発明により、多層板のバイアホールが
簡単に低コストで得られる。特にバイアホールが密集し
た高密度回路では好ましく使用できる。
【0035】
【実施例】高純度のテレフタル酸クロライド100モル
%、パラフェニレンジアミン50モル%、3,4′―ジ
アミノジフェニルエーテル50モル%を共重合させてな
る全芳香族ポリエーテルアミド(ポリパラフェニレン
3,4′―ジアミノジフェニルエーテルテレフタルアミ
ド)を湿式紡糸し、さらに製糸条件の変更により平衡水
分率、含有ナトリウム、抽出ナトリウム、抽出塩素量を
低減させた単糸繊度が1.5デニールの繊維を作成し
た。得られた全芳香族ポリエーテルアミド繊維を3mm長
にカットしこれを水に分散させ坪量55g/m2 の紙を
抄紙した。バインダーとしては、水分散型エポキシ樹脂
組成物を用い、抄紙後スプレー法により添加、乾燥し
た。バインダー付着量は約5重量%であった。該紙状物
を表面温度190℃の金属ロールを有する一対の金属ロ
ールカレンダーを用いて200kg/cm、5m/分の条件
で熱圧加工した。
【0036】次に、ビスフェノールAとホルムアルデヒ
ドとの重縮合物のグリシジルエーテル化物(エポキシ当
量208)80重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂(エポキシ当量187)20重量部およびテトラブロ
モビスフェノールA30重量部をジメチルイミダゾール
0.03重量部の存在下で反応させてエポキシ当量34
2、ブロム含有量23重量%のエポキシ樹脂a―1を得
た。次にビスフェノールAとホルムアルデヒドとの重縮
合物である硬化剤b―1を得た。エポキシ樹脂a―1を
56重量部、ブロム化ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(エポキシ当量470、ブロム含有量48重量%)を2
9重量部、硬化剤b―1を24重量部配合し、これに2
―エチル―4―メチルイミダゾール0.04重量部から
なるエポキシ樹脂組成物にメチルエチルケトン/エチレ
ングリコールモノメチルエーテル混合溶剤(混合重量比
1/1)を加えて不揮発分60重量%、ブロム含有量2
2.5重量%(固形分対比)のワニスを調整した。
【0037】上述の紙状物に該ワニスを含浸させ、10
0℃で3分間乾燥しエポキシ樹脂組成物固形分含有量が
70重量%のプリプレグを得た。次に厚み35μmの電
解銅箔2枚と該プリプレグ5枚を積層しホットプレスに
て170℃、40kg/cm2 の条件で1時間プレスを行い
銅張積層板を作成した。該積層板中のエポキシ樹脂の組
成物の体積比率は約60%、樹脂層の厚みは0.2mmで
あった。樹脂層の温度膨張係数をTMA(熱力学分析
機)で測定すると、6ppm/℃であった。
【0038】このようにして得られた両面板を信頼性評
価用の内層回路の設計で回路加工し、通常の方法でブラ
ックオキサイド処理を行ったのち、両側にプリプレグと
銅箔を各1枚積層してプレスし、4槽のシールド板を得
た。
【0039】このようにして得られたシールド板(図1
A)に感光性レジストを両面にコーティングした(図1
B)のち、片面のみ紫外線で露光後アルカリで現像して
径0.1mmのオープニング(レジストをコーティングし
ていない部分、図1C)を1000個もつ基板(幅4.
5cm、長さ10cm)を得た。裏面はレジストを全面にコ
ーティングしたまま、表面から塩化第2銅をスプレーし
てオープニング部分に露出している銅箔をエッチングし
た(図1D)。表面のレジストはアルカリで全面剥離し
た。
【0040】このようにして得られた銅箔のオープニン
グ部分をもつ積層板の表面に、KrFのエキシマレーザ
ー(波長248nm、エネルギ密度1.6J/cm2 )を
幅約100μm、長さ5cmにレンズで絞ったのち10cm
/分の速度でスキャニングした。エキシマレーザーはア
ブレージョンを起こし、銅箔のオープニング部分の樹脂
層はエッチングされた(図1E)が、その壁面は溶融物
が表面を覆い、炭化物が付着していた。
【0041】さらに、次に示す条件でバイアホールの内
壁を処理した。 〔前処理〕 処理剤 脱イオン水 80容量% ジエチレングリコール 10容量% カセイソーダ (水溶液のpHが1.0になるまで添加) 処理条件 70℃、5分間 〔過マンガン酸カリ処理〕 処理剤 脱イオン水 過マンガン酸カリ 50g/l 処理条件 70℃、5分間 〔中和〕 処理剤 脱イオン水 濃硫酸 (水溶液のpHが1.0になるまで添加) 処理条件 45℃、3分間 得られたバイアホールの内壁は、溶融物も炭化物もきれ
いにエッチングされ、繊維と樹脂が明確に分離されてい
た。
【0042】さらに、得られた穴あき板に通常のめっき
工程を通して厚み約20μmのめっきをつけ(図1
F)、エッチングによりスルーホール信頼性のための回
路を形成したのち熱衝撃試験にかけた。試験法はMIL
―P―55110法(−65℃、15分間と150℃、
15分間)に従った。断線に至る熱衝撃回数は1500
回であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバイアホールの形成方法例の各段
階を示す概略図(側断面図)である。 A 銅張アラミド基材プリント回路板概略図 B レジストをコーティングしたのち現像したプリント
回路板概略図 C 銅箔をエッチングしたプリント回路板概略図 D レーザー加工後のプリント回路板概略図 E 樹脂層をエッチングしたプリント回路板概略図 F その後、バイアホールめっきを施したプリント回路
板概略図
【符号の説明】
1 基板 2 銅箔 3 レジスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補強材、含浸樹脂とも有機材料からなる
    多層板において、表面の銅を微細穴明けし、これをコン
    フォーマルマスクとしてエキシマレーザーで樹脂層をエ
    ッチングしたのちめっきを施すことを特徴とする有機基
    板におけるバイアホールの形成方法。
  2. 【請求項2】 表面の銅に感光性レジストをコーティン
    グしたのち必要な部分にオープニングを形成し、銅をエ
    ッチングすることにより微細穴明けを得ることを特徴と
    する請求項1に記載の有機基板におけるバイアホールの
    形成方法。
JP33594691A 1991-11-27 1991-11-27 有機基板におけるバイアホールの形成方法 Pending JPH05152766A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001326467A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd プリント配線板の製造方法
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KR100355417B1 (ko) * 2000-04-25 2002-10-11 안지양 레이저와 레이저마스크에 의한 회로기판의 회로 형성방법

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