JPWO2018181742A1 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
該製造方法が、少なくとも
(1)前記金属張積層板の表面(A)の所定位置にレーザーを照射して、前記表面(A)の反対面の金属箔まで至るバイアホールを設ける工程と、
(2)前記表面(A)の反対側の表面(B)の所定位置にレーザーを照射して、前記表面(B)の反対面の金属箔まで至るバイアホールを設ける工程とを含む、製造方法。
本実施形態におけるプリント配線板は、絶縁性樹脂基材の両面に金属箔が積層された金属張積層板を用いてなる。プリント配線板は、金属張積層板の積層体であってもよい。
また、プリント配線板は、片面又は両面に、金属箔上に、樹脂シートを含む保護層が設けられてもよい。
本実施形態にかかる金属張積層板について説明する。金属張積層板は、絶縁性樹脂基材の両面に金属箔が積層されてなる。
絶縁性樹脂基材は、特に限定されないが、通常、熱硬化性樹脂と、無機充填材と、必要に応じて、ガラスクロスとを含む。絶縁性樹脂基材の厚みは、特に限定されないが、通常10〜100μm、好ましくは基材の取り扱いやすさの点から、15〜100μmである。本実施形態によれば、厚みが薄い絶縁性樹脂基材を用いても反りが発生せず、バイアホール底にあるスミア残分が問題とならず、所望の位置に精度よく多量のバイアホール及びスルーホールを設けることができる。
次に、本実施形態におけるプリント配線板の製造方法について、実施例を参照して説明する。
図1は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法で用いる、バイアホール加工前の銅張積層板の断面図である。
工程(1)及び(2)によって得られたバイアホールのトップ径は、異なっていてもよく同じであってもよく、特に限定されない。本実施形態においては、120μm以下のトップ径を少なくとも1つ以上有することが好ましく、より好ましくはフィルドめっきのボイドの低減の点から、30〜100μmである。バイアホールのトップ径が、全て30〜100μmであることが、さらに好ましい。トップ径は、機械的強度に優れ、高密度化した実装基板を好適に得ることができることから、均一であることが好ましい。トップ径とは、各バイアホールにおいて最もレーザー照射側に位置する外径のことである。
工程(1)及び(2)によって得られたバイアホール間のピッチは、異なっていてもよく同じであってもよく、特に限定されない。本実施形態においては、60〜400μm以下のピッチを少なくとも1つ以上有することが好ましく、より好ましくは信頼性の点から、100〜400μmである。バイアホール間のピッチが、全て100〜400μmであることが、さらに好ましい。ピッチは、各バイアホール又はスルーホールの表面の重心位置から、隣接するバイアホール又はスルーホールの表面の重心位置までの最短距離である。すなわち、バイアホール間のピッチは、隣接するバイアホール又はスルーホール間の距離であって、最短の距離である。
工程(1)及び(2)によって得られたバイアホール数の合計は、特に限定されないが、5,000,000穴/m2以上であることが好ましく、より好ましくは反りの低減が顕著であることから、10,000,000〜40,000,000穴/m2である。上限は、特に限定されないが、40,000,000穴/m2を超えると、たとえ、真空吸着を行っても吸着不良を引き起こし、プリント配線板の反りが発生する傾向にあるため、好ましくない。本発明の製法によれば、プリント配線板の反りを発生せず、機械的強度に優れ、多量のバイアホールを有し、高密度化した実装基板を得ることができる。
バイアホールは、メカニカルドリル、紫外線レーザー(UVレーザー)及び炭酸ガスレーザー(CO2レーザー)などのレーザーを用いて加工でき、特に限定されない。本実施形態では、精度よく小径穴の加工を施すことができ、加工速度及びコストにも優れる点から、CO2レーザーを用いることが好ましい。
これらのデスミア処理方法からいずれの方法を選択するかは、絶縁性樹脂基材の種類、厚み、バイアホールの開口径、レーザー照射条件などの加工条件に応じて、残留が予想されるデスミア量を考慮して選ばれる。
本実施形態においては、CO2レーザーの波長、パルス幅、総エネルギー量及びショット数を適宜規定することによって、所望のバイアホールを好適に形成することができため、CO2レーザーを用いることが好ましい。特に、絶縁性樹脂基材(14)の厚みが、100μm以下である場合に適している。
CO2レーザーの波長は、9〜11μmである。
絶縁性樹脂基材の厚みが100μm以下のバイアホールの加工方法においては、CO2レーザーのパルス幅は、特に限定されないが、100μ秒以下であることが好ましく、穴形状の観点から、1〜15μ秒であることが好ましい。本実施形態におけるパルス幅とは、図8に示すとおり、単一のパルスレーザーについて、当該曲線の半値幅と定義する。パルス幅は時間の次元を有し、どの程度の時間だけ光を出すかを意味する時間的な幅である。
絶縁性樹脂基材の厚みが100μm以下のバイアホールの加工方法においては、バイアホール1個あたりのCO2レーザーの総エネルギー量は、特に限定されないが、0.1〜20mJであることが好ましく、穴形状の観点から、0.5〜15mJであることが好ましい。CO2レーザーの総エネルギー量が0.1mJより小さいと、好適なバイアホールが加工できず、スミア残渣を好適に除去できないため、好ましくない。CO2レーザーの総エネルギー量が20mJより大きいと、プリント配線板の反りが大きくなるため、好ましくない。特に、CO2レーザーの総エネルギー量が上記範囲にあることで、レーザー加工後のスミア残渣が少なくなることから、プリント配線板の反りが発生せず、デスミアを行う際にスミア残渣を容易に除去することができる。なお、詳細は後述の加工方法に記載するが、レーザーの総エネルギー量とは、一回のレーザー穴あけにおいて、プリント配線基板に投入される総エネルギー量に相当する。
絶縁性樹脂基材の厚みが100μm以下のバイアホールの加工方法においては、バイアホール1個あたりのCO2レーザーのショット数は、特に限定されないが、1〜5回であることが好ましく、経済性及び加工時間の観点から、1〜3回であることが好ましい。ショット数については、後述の加工方法に記載する。
バイアホールの加工方法としては、トレパニング又はパンチングが挙げられる。
トレパニングにおいて、一周あたりのショット数とは、トレパニングによる単一の穴の加工において、一周のスキャンの間にプリント配線板に単一のパルスレーザーが照射される回数である。
トレパニングにおいて、周回数とは、トレパニングによる単一の穴の加工において、穴の輪郭に沿ってスキャンする周回数である。
パンチングにおいて、ショット数とは、パンチングによる単一の穴の加工において、プリント配線板に照射されるパルスレーザーの回数である。
総エネルギー量=パルスエネルギー×周回数×一周あたりのショット数
総エネルギー量=パルスエネルギー×ショット数
本実施形態において、パルス周波数とは、単一のパルスレーザーが単位時間あたりに発せられる回数である。
本実施形態において、バイアホールにめっき充填して両面を電気的に接続するには、まず、バイアホール内壁に通常の無電解めっき処理によって無電解めっき膜を形成した後、めっき液を噴流にして基板にぶつけるスパージャめっき方法等の電解めっき方法によって、バイアホール内をめっき充填することが望ましい。
上記無電解めっき又は電解めっきとしては、例えば、銅、すず、銀、各種はんだ、銅/すず、銅/銀等の金属めっきが好ましく、無電解銅めっき又は電解銅めっきがより好ましい。
図1に示すように、両面銅張積層板10(三菱ガス化学製CCL(登録商標)−HL832NSF type LC−E 0.06mmt D/D)を出発材料として用いた。前記絶縁性樹脂基材14の厚みは60μm、銅箔13、15の厚みはそれぞれ5μmであった。
パルス幅:6μs、バイアホール1個あたりのレーザーの総エネルギー数:5.1mJ、バイアホール1個あたりのレーザーのショット数:1回にて行った。
1個あたりのバイアホールのトップ径は、75μmであった。また、バイアホール間のピッチは、全て150〜200μmであった。514mm×409mmの両面銅張積層板にピッチ150〜200μmで、バイアホール11が8,918,972穴/m2、バイアホール12が8,918,972穴/m2、合計17,837,944穴/m2のバイアホールを形成した。
実施例のレーザー加工時、加工面を分けず、片面のみから3,750,000穴/m2のバイアホール11を形成した(図6参照)。
11:一方の面から加工するバイアホール
12:他方の面(銅箔11と反対の面)から加工するバイアホール
13:銅箔
14:絶縁性樹脂基材
15:銅箔
Claims (12)
- 絶縁性樹脂基材の両面に金属箔が積層された金属張積層板を用いた、プリント配線板の製造方法であり、
該製造方法が、少なくとも
(1)前記金属張積層板の表面(A)の所定位置にレーザーを照射して、前記表面(A)の反対面の金属箔まで至るバイアホールを設ける工程と、
(2)前記表面(A)の反対側の表面(B)の所定位置にレーザーを照射して、前記表面(B)の反対面の金属箔まで至るバイアホールを設ける工程とを含む、製造方法。 - 前記工程(1)及び(2)が、同時又は逐次的に行う、請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記金属が銅である、請求項1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記工程(1)及び(2)よって得られた前記バイアホールの少なくとも1つのトップ径が120μm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記工程(1)及び(2)によって得られた前記バイアホール間の少なくとも1つのピッチが、60〜400μmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記レーザーが炭酸ガスレーザーである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記レーザーのパルス幅が100μ秒以下である、請求項6に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記バイアホール1個あたりの前記レーザーの総エネルギー量が、0.1〜20mJである、請求項6又は7に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記バイアホール1個あたりの前記レーザーのショット数が、1〜5回である、請求項6〜8のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記絶縁性樹脂基材の厚みが、10〜100μmである、請求項1〜9のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記金属箔の厚みが、両面共に、1〜18μmである、請求項1〜10のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
- 前記工程(1)及び(2)よって得られた前記バイアホール数の合計が、5,000,000穴/m2以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
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