JPH05277774A - 導体層付き絶縁基板における絶縁体層の部分的除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザエッチング時間を短縮し、レーザ加工
効率を向上させると共に、金属配線パターンの微細化の
要求に反することのない絶縁体層の部分的除去方法を提
供すること。 【構成】 導体層付き絶縁基板の絶縁体層に、レーザエ
ッチングを行い所望の形状の孔や溝等を形成する際に、
導体層の表面に該導体層材よりもレーザ光に対する反射
率の大きな金属層を設け、該金属層と共に導体層をエッ
チングして所望の形状に該絶縁体層を露出させ、この露
出させた絶縁体層を含む領域にレーザ光を照射すること
で、絶縁体層を選択的に除去するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば可撓性プリント
配線板やＴＡＢ用フィルム等にレーザ光を応用してスル
ーホール、溝等を形成する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁基板にレーザ光を応用してスルーホ
ール、溝等を形成する方法は従来から知られており、例
えば両面銅張り基板にスルーホールを開孔する方法とし
て、特開昭５９−２２３９３号に開示されている方法が
ある。この従来例では、両面に導体層を有する絶縁板を
用意し、その片面の導体層表面に絶縁板への穴形成位置
を除いてレジスト皮膜を被着させ、穴形成位置の導体層
をエッチングにより除去する。そして、導体層が除去さ
れて穴形成位置に露出した絶縁体層に対してレーザ光を
照射し、穴形成位置にある絶縁体を（他方の面の導体箔
を残して）全て除去して当該位置に穴を設けている。

【０００３】さらに、この先行例では、上記した方法で
穴を設けた基板を電気メッキ液に浸漬すると共に、片面
に全部残った（穴を設けなかった側の）導体箔を陰極と
して通電し、絶縁板に形成した穴内に導電体を析出させ
て穴を充填する。これにより表裏の導体層が導通され、
さらに、不要なレジストを除去した後、導体層部分に回
路パターンを形成して、回路基板を作成する方法が示さ
れている。

【０００４】また、特公平３−１３７９２号では、両面
銅張基板の一方の銅箔の所定箇所にエッチング処理で銅
箔除去部を形成し、この銅箔除去部に隣接する箇所の裏
面側銅箔面にもエッチング除去部を形成する。この各銅
箔除去部にそれぞれレーザビームを照射し、当該部分の
絶縁基板層を除去して対応する裏面の銅箔地肌を露出さ
せる。それによって、基板の表面から裏面に連通し、か
つ、両端開口に銅箔が突出するスルーホールを形成す
る。

【０００５】次に、前記スルーホールをそれぞれに有す
る複数枚の両面銅張基板を用意し、各スルーホールが互
いに連通するように積層接着して多層基板を形成し、こ
の連通するスルーホールに半田を充填してスルーホール
に突出する銅箔を相互に接続する。それによって、多層
基板の銅箔を連続的に接続することを特徴とするプリン
ト配線板の製造方法が示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いずれの場合も、実施
例としてはレーザ光源として炭酸ガスレーザを用いた例
が挙げられている。しかし、プリント配線板には近来ま
すます高密度配線が求められている。その結果、両面基
板において必要なスルーホール径もますます小径のも
の、例えばφ５０μｍ以下のものが求められており、こ
の場合、波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザでは、高密
度配線への対応が困難である。

【０００７】ここで、加工精度の向上のため、従来より
波長の短いレーザ光、例えば、ＹＡＧレーザ（１．０６
μｍ）、エキシマレーザ等による加工が注目されてい
る。しかし、上記の方法をそのまま応用して、レーザ光
源を炭酸ガスレーザからエキシマレーザに替えて適用す
ることは難しい。即ち、上記先行例では、いずれも絶縁
体基板の部分的除去のために、炭酸ガスレーザ照射の際
の絶縁体のマスクとして、絶縁体の表面に形成されてい
る銅箔を利用している。しかし、銅箔が炭酸ガスレーザ
のマスクとして機能しているのは、波長１０．６μｍの
レーザ光に対する銅の反射率が９９％に近いからであ
る。

【０００８】然るに、波長が６００ｎｍ以下のレーザ光
に対しては、銅面の反射率が急速に低下してしまい、例
えば５００ｎｍの場合には５０％以下に、さらにエキシ
マレーザの波長（ＫｒＦ：２４８ｎｍ）では４０％未満
となってしまう。換言すれば、エキシマレーザを用いる
場合には、銅面に照射したエネルギーの６割以上が銅面
に吸収されることになるる。このため、特にエキシマレ
ーザのような短パルスレーザでは、導体内部に急速に吸
収されたエネルギーが熱に変換されて導体層と絶縁層と
の間に熱膨張率の違いによる応力を発生せしめる。この
結果、両者間の密着力を低下させる問題が生じ、スルー
ホールとしての信頼性を大きく損なうこととなってい
た。

【０００９】このような問題を解決するひとつの方法と
して、単純に銅箔の厚さを厚くしてマスクとしての熱容
量を大きくし、レーザに対する耐性を上げることが考え
られる。しかしながら、マスクとしての信頼性は向上し
ても、本来的な配線パターンを形成する際の、金属配線
の微細化が困難になる問題が生ずる。即ち、金属配線パ
ターンのより微細な加工を実現するために、銅箔自体が
従来７０μｍ、３５μｍ厚であったものから、近年では
１８μｍさらには１０μｍ厚のものまで用いられるよう
になってきている現状とは反する解決策であり、加工精
度を上げるためのエキシマレーザを用いるのに、加工精
度が落ちる厚い銅箔を用いなければならないのは明らか
に本末転倒である。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、基板の導体層に吸収されるレーザ光
エネルギーを低下させることによりレーザ光照射による
エッチング時間を短縮し、レーザ加工効率を向上させる
と共に、金属配線パターンの微細化の要求に反すること
のない絶縁体層の部分的除去方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明に係る導体層付き絶縁基板における絶縁体層の部分的
除去方法は、導体層付き絶縁基板の絶縁体層に、導体層
側からレーザ光を照射して光エネルギーを吸収させ、絶
縁体層を光分解させて絶縁基板に所望の形状の孔や溝等
を形成する際に、導体層付き絶縁基板における導体層の
表面に、該導体層材よりもレーザ光に対する反射率の大
きな金属層を設け、該金属層と共に導体層をエッチング
して所望の形状に該絶縁体層を露出させ、この露出させ
た絶縁体層を含む領域にレーザ光を照射することで、該
照射領域における導体層部を除いた部分の絶縁体層を選
択的に除去することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記のように構成されているため、絶
縁基板上の導体層を含む金属層部に照射されるレーザ光
は、反射率の大きな金属層により大半が反射されること
となる。このため、この導体層を含む金属層に吸収され
るレーザエネルギーが極めて少なくなるため、導体層へ
の許容量を考慮しても、吸収されるエネルギーが減少し
た分、エネルギー密度を大きくしたり、レーザ照射の繰
り返し周期を大きくすることができ、結果としてレーザ
エッチング時間が短縮される。また、同じレーザエッチ
ング時間であっても、マスク代わりの導体層を従来より
薄くすることができ、より微細な加工が可能となる。

【００１３】なお、本発明において導体槽の上に設ける
金属層の材質としては、例えば、使用するレーザ光源が
ＹＡＧレーザの２倍高周波のように波長が３６０〜６０
０ｎｍのものであれば、銀が有効であり、エキシマレー
ザ（ＫｒＦ：２４８ｎｍ）のようにさらに短波長のレー
ザ光を用いる場合には、アルミニウムがよい。いずれの
場合も、その反射率は新鮮な面であれば９０％以上あ
る。尚、この金属層は、後工程に於いて不要であれば容
易にエッチング除去できる。

【００１４】ここで、本発明の実施例の説明の前に、以
下の実施例との比較のために導体層のみ（上に金属層を
設けないもの）を設けた絶縁基板における絶縁体層の部
分的除去方法およびその試験結果を示す。

【００１５】まず、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム
（東レ・デュポン社製、ＫＡＰＴＯＮ ２００Ｈ）の片
面に、スパッタリング、及び電解膜厚メッキにより厚さ
５μｍの銅層を形成し、フィルム層と銅層とのみからな
る二層原反を作成する。次に、通常のフォトリソグラフ
ィーの手法を用い、硝酸第二鉄溶液により銅層の部分的
エッチングを行ない、φ２５μｍの孔を格子状の配置で
開け、下層のポリイミドフィルム面を露出させた。この
孔を含む領域に、エキシマレーザ（ラムダフィジックス
社製 波長ＫｒＦ：２４８ｎｍ）を照射して、この孔の
部分のポリイミドフィルムを除去した。この時のエネル
ギー密度は約１Ｊ／ｃｍ² ／ｐｕｌｓｅであった。

【００１６】この比較例においては、エキシマレーザに
おけるパルスレーザ照射の繰り返し周期が、４０ｐｐｓ
(pulse per second)の場合には、完全に銅箔が破れてし
まった。次に、３０ｐｐｓに落としても、やはり一部に
割れを生じた。続いて、２０ｐｐｓに落としたところ割
れは生じなかった。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１に、本発明の一実施例に係る導体層付き絶縁基
板における絶縁体層の部分的除去方法の工程を示す。

【００１８】まず、先の比較例と同様に、厚さ５０μｍ
のポリイミドフィルム１上に、スパッタリング、電解メ
ッキにより厚さ５μｍの銅層２を形成した。（図１Ａ）

【００１９】さらに、本実施例では、前記銅層２の上
に、スパッタリングにより３μｍ厚のアルミ層３を設け
た。（図１Ｂ）

【００２０】次に、比較例と同様に通常のフォトリソグ
ラフィーの手法を利用し、エッチング液として塩化第二
鉄からなる水溶液を用いて、銅層２及びアルミ層３を同
時に除去してφ２５μｍの孔５を格子状の配置で開け、
下層のポリイミドフィルム１の表面を露出させた。（図
１Ｃ及びＤ）

【００２１】この孔５の形成領域、並びにその周囲のア
ルミ層２を一部含んだ領域に、エキシマレーザ（ラムダ
フィジックス社製 波長ＫｒＦ：２４８ｎｍ）によるレ
ーザ光６を照射して、孔５の形成領域におけるポリイミ
ドフィルム１を除去したが、この実施例では、エキシマ
レーザ光を４０ｐｐｓで照射した場合であっても、銅箔
２に割れや破れ等の不具合は全く観られなかった。

【００２２】なお、この時のレーザエネルギー密度も、
比較例と同じ約１Ｊ／ｃｍ² ／ｐｕｌｓｅであり、ポリ
イミドフィルムに対するレーザエッチングレートは、約
０．２μｍ／ｐｕｌｓｅであった。このため、５０μｍ
厚のポリイミドフィルムを除去するには約２５０ｐｕｌ
ｓｅ、実際問題として完全に除去するには約２７０ｐｕ
ｌｓｅが必要であった。また、試験的にエネルギー密度
を上げてレーザエッチングを行ったが、エッチングレー
トはほとんど変化しなかった。

【００２３】又、第二実施例として銅層２’の厚さを３
μｍとしたものを作成し、それ以外は上記実施例と同様
の製造工程試験を行なったが、この場合にも、銅層２’
には、割れ、破れ等は全く観られなかった。

【００２４】なお、使用に際しアルミ層が不要な場合に
は、アルミ層のみを塩化第二鉄水溶液を用いてエッチン
グにより除去すれば良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザエッチングを行なう際のマスクとして絶縁体表面に
形成された導体層の上に、より反射率の大きな金属層を
形成することにより、絶縁基板上の導体層を含む金属層
に吸収されるレーザエネルギーを減らすことができる。
このため、照射するエネルギー密度を大きくしたり、繰
り返し周期を大きくすることができるので、エッチング
時間が短縮できる。

【００２６】また、導体層だけの場合に比べ、金属層を
設けることにより導体層が保護されるため、導体層をよ
り薄くすることができるので、導体層で形成する金属配
線パターンのより微細な加工が可能になる利点もある。

【００２７】尚、本実施例では片面導体層付き絶縁基板
に例を限ったが、両面あるいは多層基板に適用可能であ
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る導体層付き絶縁基板に
おける絶縁体層の部分的除去方法の構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…ポリイミドフィルム ２…銅箔層 ３…アルミ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 健一 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 松井 正和 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体層付き絶縁基板の絶縁体層に、導体
   層側からレーザ光を照射して光エネルギーを吸収させ、
   絶縁体層を光分解させて絶縁基板に所望の形状の孔や溝
   等を形成する際に、 導体層付き絶縁基板における導体層の表面に、該導体層
   材よりもレーザ光に対する反射率の大きな金属層を設
   け、該金属層と共に導体層をエッチングして所望の形状
   に該絶縁体層を露出させ、 この露出させた絶縁体層を含む領域にレーザ光を照射す
   ることで、該照射領域における導体層部を除いた部分の
   絶縁体層を選択的に除去することを特徴とする導体層付
   き絶縁基板における絶縁体層の部分的除去方法。