KR102349049B1

KR102349049B1 - 다층 배선판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102349049B1
Application number: KR1020217003312A
Authority: KR
Inventors: 미사토 미조구치; 가즈히로 요시카와; 도시유키 시미즈
Original assignee: 미쓰이금속광업주식회사
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-01-10
Also published as: JPWO2020066074A1; KR20210046660A; JP6622443B1

Abstract

회로를 극박화한 경우라도, 회로 밀착성이 우수하고, 또한, 레이저 가공에 의한 당해 회로의 관통을 매우 효과적으로 방지하는 것이 가능한, 다층 배선판의 제조 방법이 제공된다. 이 다층 배선판의 제조 방법은, 금속박과, 금속박 위에 마련되는 절연층과, 절연층의 금속박과 반대측의 면에 마련되는 제1 배선층을 구비한 적층체를 준비하는 공정과, 적층체에 대하여 금속박의 표면으로부터 레이저 가공을 실시하여 비아 홀을 형성하는 공정과, 적층체의 비아 홀이 형성된 측에 대하여 도금 및 패터닝을 실시하여 다층 배선판을 형성하는 공정을 포함하고, 제1 배선층의 적어도 금속박과 대향하는 면은, 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율이 80％ 이상이고, 또한, 산의 정점 밀도 Spd가 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이며, 제1 배선층의 두께 T₁에 대한 금속박의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁이 0.23 이상이다.

Description

다층 배선판의 제조 방법

본 발명은, 다층 배선판의 제조 방법에 관한 것이다.

근년, 프린트 배선판의 실장 밀도를 높여 소형화하기 위해서, 프린트 배선판의 다층화가 널리 행해지고 있다. 이러한 다층 프린트 배선판은, 휴대용 전자 기기의 대다수에서, 경량화나 소형화를 목적으로 하여 이용되고 있다. 그리고, 이 다층 프린트 배선판에는, 층간 절연층의 더 한층의 두께의 저감, 및 배선판으로서의 더 한층의 박형화 및 경량화가 요구되고 있다.

이와 같은 요구를 충족시키는 기술로서, 코어리스 빌드업법을 사용한 다층 프린트 배선판의 제조 방법이 채용되고 있다. 코어리스 빌드업법이란, 소위 코어 기판을 사용하지 않고, 절연층과 배선층을 교대로 적층(빌드업)하여 다층화하는 방법이다. 코어리스 빌드업법에 있어서는, 지지체와 다층 프린트 배선판의 박리를 용이하게 행할 수 있도록, 캐리어를 구비한 금속박을 사용하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 제4460013호 공보)에는, 캐리어를 구비한 금속박의 금속박측에 절연층 및 두께 18㎛의 금속층을 이 순서로 적층하고, 금속층을 가공하여 내층 회로(제1 도체 패턴)를 형성하고, 내층 회로에 더 한층의 절연층 및 금속박을 이 순서로 적층하고, 캐리어를 박리하여 내층 회로의 양면측에 금속박을 구비하는 기판을 형성하고, 그 후, 기판 양면의 금속박과 내층 회로를 비아를 개재하여 전기적으로 접속하는 배선 기판의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 기판의 양면으로부터 레이저 가공을 행하여 금속박 및 절연층을 관통해서 내층 회로에 도달하는 비아 홀을 각각 형성하고, 기판 양면의 금속박에 드라이 필름으로 패터닝을 실시하고, 그 후, 전기 도금에 의해 비아 홀을 도금 금속으로 충전함과 함께, 외층 회로(도체 패턴)를 기판의 양면에 형성하는 것도 개시되어 있다.

일본 특허 제4460013호 공보 일본 특허 제3142270호 공보

근년, 다층 프린트 배선판에 요구되는 더 한층의 박형화에 수반하여, 다층 배선판의 회로에 사용되는 금속박의 두께도 저감되어 있다. 이 점, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 배선 기판의 제조에 있어서도, 극박화한 금속박을 사용하는 것이 요망된다. 그러나, 기존의 극박 구리박(예를 들어 두께 6㎛ 이상 12㎛ 이하)을 사용하여 회로(예를 들어 내층 회로)를 형성한 경우, 층간 접속용 비아 홀을 형성하는 공정에 있어서, 양면(외층)의 금속박 및 절연층뿐만 아니라 당해 회로에까지도 레이저 가공에 의해 관통해서 구멍이 발생한다는 문제가 있다. 예를 들어, 특허문헌 2(일본 특허 제3142270호 공보)에는, 내층 회로를 구비한 기판에 관하여, 내층 회로의 두께가 외층 구리박의 두께 4.5배에 미치지 않는 경우에는(바꾸어 말하면 내층 회로의 두께 T₁에 대한 외층 구리박의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁이 1/4.5(=0.22) 미만으로 되는 경우), 레이저 조사에 의한 천공을 행할 때, 내층 회로의 손상 등이 발생할 우려가 있다는 사실이 개시되어 있다.

본 발명자들은, 금번 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율 및 산의 정점 밀도 Spd가 소정의 조건을 충족하는 특정면을 구비한 배선층을 회로(예를 들어 내층 회로)로서 사용하여 다층 배선판의 제조를 행함으로써, 회로를 극박화한 경우라도, 회로 밀착성이 우수하고, 또한, 레이저 가공에 의한 당해 회로의 관통을 매우 효과적으로 방지할 수 있다는 지견을 얻었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 회로를 극박화한 경우라도, 회로 밀착성이 우수하고, 또한, 레이저 가공에 의한 당해 회로의 관통을 매우 효과적으로 방지하는 것이 가능한, 다층 배선판의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 다층 배선판의 제조 방법으로서,

(a) 금속박과, 해당 금속박 위에 마련되는 절연층과, 해당 절연층의 상기 금속박과 반대측의 면에 마련되는 제1 배선층을 구비한 적층체를 준비하는 공정과,

(b) 상기 적층체에 대하여 상기 금속박의 표면으로부터 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속박 및 상기 절연층을 관통해서 상기 제1 배선층에 도달하는 비아 홀을 형성하는 공정과,

(c) 상기 적층체의 상기 비아 홀이 형성된 측에 대하여 도금 및 패터닝을 실시하여, 상기 제1 배선층 및 상기 금속박에서 유래하는 제2 배선층을 포함하는 다층 배선판을 형성하는 공정

을 포함하고,

상기 제1 배선층의 적어도 상기 금속박과 대향하는 면은, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT-IR)에 의해 측정되는 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율이 80％ 이상이고, 또한, ISO 25178에 준거하여 측정되는 산의 정점 밀도 Spd가 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이며,

상기 제1 배선층의 두께 T₁에 대한 상기 금속박의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁이 0.23 이상인 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제조 방법의 일례에 있어서의 공정(공정 (ⅰ) 내지 (ⅲ))을 나타내는 공정 흐름도이다.
도 2는 예 1 내지 6에 있어서의, 레이저 가공성 평가용 적층체의 제작 및 비아 홀 형성의 공정(공정 (ⅰ) 내지 (ⅳ))을 나타내는 공정 흐름도이다.

정의

본 발명을 특정하기 위해서 사용되는 파라미터의 정의를 이하에 나타낸다.

본 명세서에 있어서 「파장 10.6㎛의 레이저의 반사율」이란, 푸리에 변환 적외광도계(FT-IR)에 의해 측정되는, 파장 10.6㎛의 레이저를 시료(금속박) 표면에 조사했을 때의, 기준판(예를 들어 Au 증착 미러)에서 반사한 광의 양에 대한, 시료에서 반사한 광의 양의 비율이다. 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율의 측정은, 시판중인 푸리에 변환 적외광도계를 사용하여, 본 명세서의 실시예에 기재되는 여러 조건에 따라서 행할 수 있다. 또한, 레이저 가공에 전형적으로 사용되는 탄산 가스 레이저의 파장이 10.6㎛이기 때문에, 푸리에 변환 적외광도계의 레이저 파장을 10.6㎛로 하였다.

본 명세서에 있어서 「산의 정점 밀도 Spd」란, ISO 25178에 준거하여 측정되는, 단위 면적당 산 정점의 수를 나타내는 파라미터이다. 이 값이 크면 다른 물체와의 접촉점의 수가 많음을 시사한다. 산의 정점 밀도 Spd는, 금속박 내지 배선층 표면에 있어서의 소정의 측정 면적(예를 들어 107㎛×143㎛의 영역)의 표면 프로파일을 시판 중인 레이저 현미경으로 측정함으로써 산출할 수 있다.

다층 배선판의 제조 방법

본 발명은, 다층 배선판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, (1) 적층체의 준비, (2) 비아 홀의 형성, 및 (3) 제2 배선층의 형성의 각 공정을 포함한다.

이하, 도 1을 참조하면서, 공정 (1) 내지 (3)의 각각에 대하여 설명한다.

(1) 적층체의 준비

금속박(10)과, 금속박(10) 위에 마련되는 절연층(12)과, 절연층(12)의 금속박(10)과 반대측의 면에 마련되는 제1 배선층(14)을 구비한 적층체(16)를 준비한다. 이 적층체(16)는, 전형적으로는, 상술한 코어리스 빌드업법 등의 다층 배선판의 제조 방법에 있어서, 지지체를 박리하기 전의 중간 제품에 상당하는 것이다. 예를 들어, 도 1의 (ⅰ)에 도시한 바와 같이, 적층체(16)는, 제1 배선층(14)측(즉 금속박(10)과 반대측)의 면에 절연층(12')이 더 적층된 형태여도 된다. 이 경우, 제1 배선층(14)은 절연층(12) 및 절연층(12') 간에 매립된 내층 회로로 된다. 또는, 적층체(16)는, 제1 배선층(14)측의 면에 절연층(12')을 개재하여 금속박 또는 배선층(도시생략)이 더 적층 내지 형성된 형태(예를 들어 양면에 금속박을 구비한 형태)여도 된다. 또한, 제1 배선층(14)은 절연층(12) 내에 마련된 것이어도 된다. 어쨌든, 적층체(16)는 적어도 금속박(10), 절연층(12) 및 제1 배선층(14)을 구비하고 있으면 되며, 그 밖의 층 구성에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

금속박(10)은, 프린트 배선판용 금속박에 채용되는 공지된 구성일 수 있다. 예를 들어, 금속박(10)은, 무전해 도금법 및 전해 도금법 등의 습식 성막법, 스퍼터링 및 화학 증착 등의 건식 성막법, 또는 그들의 조합에 의해 형성한 것이어도 된다. 금속박(10)의 예로서는, 알루미늄박, 구리박, 스테인리스(SUS)박, 니켈박 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 구리박이다. 구리박은 압연 구리박 및 전해 구리박 중 어느 것이어도 된다.

금속박(10)은 캐리어를 구비한 금속박의 형태로 제공되어도 된다. 캐리어를 구비한 금속박은, 전형적으로는 캐리어(도시생략), 박리층(도시생략), 및 금속박(10)을 이 순서로 구비한다. 캐리어는 금속박(10)을 지지하여 그 핸들링성을 향상시키기 위한 박 내지 층이다. 캐리어의 바람직한 예로서는, 알루미늄박, 구리박, 스테인리스(SUS)박, 수지 필름, 표면을 구리 등으로 메탈 코팅한 수지 필름, 수지판, 유리판, 및 그들의 조합을 들 수 있다. 캐리어의 두께는 전형적으로는 5㎛ 이상 250㎛ 이하이고, 바람직하게는 9㎛ 이상 200㎛ 이하이다. 또한, 박리층은 캐리어의 박리를 가능하게 하는 층인 한, 재질은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 박리층은, 캐리어를 구비한 금속박의 박리층으로서 채용되는 공지된 재료로 구성될 수 있다. 박리층은, 유기 박리층 및 무기 박리층 중 어느 것이어도 되고, 유기 박리층과 무기 박리층의 복합 박리층이어도 된다. 박리층의 두께는, 전형적으로는 1nm 이상 1㎛ 이하이고, 바람직하게는 5nm 이상 500nm 이하, 보다 바람직하게는 6nm 이상 100nm 이하이다. 금속박(10)이 캐리어를 구비한 금속박의 형태로 제공되는 경우에는, 후술하는 금속박(10)에 대한 레이저 가공 전에, 캐리어를 적층체(16)로부터 박리하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 후술하는 비아 홀의 형성 공정에 있어서, 금속박(10)으로부터 레이저 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

적층체(16)는, 편면이 프리프레그 등의 지지체(도시생략)에 첩부되어 강성이 부여되어도 된다. 프리프레그란, 합성 수지판, 유리판, 유리 직포, 유리 부직포, 종이 등의 기재에 합성 수지를 함침시킨 복합 재료의 총칭이다. 이 경우, 지지체의 양면에 캐리어를 구비한 금속박이 상하 대칭으로 첩부되고, 얻어진 지지체를 구비한 가적층체의 양면에 상하 대칭이 되도록 적층체(16)가 형성되고, 그 후 지지체가 캐리어와 함께 제거되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 지지체에 금속박(10)을 구비한 캐리어를 구비한 금속박이 첩부되고, 금속박(10) 위에 절연층(12) 및 제1 배선층(14)이 순서대로 적층 내지 형성되어 적층체(16)로 될 수 있다. 또는, 지지체에 금속박(10)과는 다른 금속박을 구비한 캐리어를 구비한 금속박이 첩부되고, 당해 금속박 위에 제1 배선층(14), 절연층(12) 및 금속박(10)이 순서대로 적층 내지 형성되어 적층체(16)로 될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서 준비하는 적층체(16)는, 금속박(10) 및 제1 배선층(14) 중 어느 것을 먼저 적층 내지 형성하여 제작된 것이어도 된다.

절연층(12)은, 코어리스 빌드업법의 절연층에 채용되는 공지된 구성이어도 되며, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 절연층(12)은, 프리프레그나 수지 시트 등의 절연 수지 재료를 금속박(10) 위에 적층하고, 그 후, 열간 프레스 성형을 실시함으로써 바람직하게 형성할 수 있다. 사용하는 프리프레그에 함침되는 절연성 수지의 바람직한 예로서는, 에폭시 수지, 시아네이트 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지(BT 수지), 폴리페닐렌 에테르 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 또한, 수지 시트를 구성하는 절연성 수지의 바람직한 예로서는, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 또한, 절연층(12)에는 절연성을 향상하는 등의 관점에서 실리카, 알루미나 등의 각종 무기 입자로 이루어지는 필러 입자 등이 함유되어 있어도 된다. 절연층(12)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 1㎛ 이상 100㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 40㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이상 30㎛ 이하이다. 절연층(12)은 복수의 층으로 구성되어 있어도 된다. 또한, 도 1의 (ⅰ)에 도시한 바와 같이, 적층체(16)가 절연층(12')을 포함하는 경우에는, 절연층(12')의 구성은 절연층(12)에 준한 것으로 하면 되며, 상술한 절연층(12)의 바람직한 형태는 절연층(12')에도 그대로 적용된다.

제1 배선층(14)은, 예를 들어 절연층(12) 또는 절연층(12') 위에 제1 배선층용 금속박을 적층하고, 이 제1 배선층용 금속박에 패터닝을 실시함으로써 바람직하게 형성할 수 있다. 또는, 제1 배선층(14)은, 금속박(10)과는 다른 금속박 위에 금속 도금 등을 사용하여 패터닝을 실시함으로써 형성해도 된다. 제1 배선층용 금속박은, 무전해 도금법 및 전해 도금법 등의 습식 성막법, 스퍼터링 및 화학 증착 등의 건식 성막법, 또는 그들의 조합에 의해 형성한 것이어도 된다. 제1 배선층용 금속박의 예로서는, 알루미늄박, 구리박, 스테인리스(SUS)박 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 구리박이다. 구리박은 압연 구리박 및 전해 구리박 중 어느 것이어도 된다. 제1 배선층용 금속박의 바람직한 두께는 0.1㎛ 이상 12㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상 9㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상 7㎛ 이하이다. 이러한 범위 내이면, 미세 회로 형성을 행하는 데 매우 적합한 것으로 된다. 제1 배선층(14)을 형성하기 위한 패터닝은 서브트랙티브법, MSAP(모디파이드·세미·애디티브·프로세스)법, SAP(세미·애디티브·프로세스)법 등의 공지된 방법에 의해 행하면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 제1 배선층(14) 위에 절연층(12) 또는 절연층(12')을 적층하는 경우에는, 미리 제1 배선층(14)에 내층 처리를 실시해도 된다. 내층 처리는 CZ 처리 등의 조화 처리를 포함하는 것이 바람직하고, CZ 처리는 유기산계 마이크로 에칭제(예를 들어 맥크 가부시키가이샤제, 제품 번호 CZ-8101)를 사용하여, 제1 배선층(14) 표면에 미세 조화를 실시함으로써 바람직하게 행할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 배선층(14) 표면에 미세 요철을 형성하여, 후에 적층되는 절연층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

제1 배선층(14)의 적어도 금속박(10)과 대향하는 면은, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT-IR)에 의해 측정되는 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율이 80％ 이상이고, 또한, ISO 25178에 준거하여 측정되는 산의 정점 밀도 Spd가 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이다. 이러한 조건을 충족하는 배선층을 회로(예를 들어 내층 회로)로서 사용하여 다층 배선판의 제조를 행함으로써, 회로 밀착성이 우수하고, 또한, 레이저 가공에 의한 당해 회로의 관통을 매우 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.

즉, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면에 있어서의 푸리에 변환 적외 분광 광도계에 의해 측정되는 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율을 80％ 이상으로 높게 함으로써, 비아 홀 형성에 사용되는 레이저광의 흡수를 효과적으로 방해하는 것이 가능해진다. 그 결과, 제1 배선층(14)을 극박화한 경우(즉 제1 배선층(14)의 두께 T₁에 대한 금속박(10)의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁을 0.23 이상으로 크게 한 경우)라도, 당해 제1 배선층(14)의 레이저 가공에 의한 관통을 매우 효과적으로 방지할 수 있다. 이 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율은 제1 배선층(14)의 표면을 평활하게 할수록 커진다고 말할 수 있다. 그러나, 레이저 반사율을 크게 하기 위해서 제1 배선층(14)의 표면을 단순히 평활하게 한 경우, 제1 배선층(14)과 절연층(12)의 밀착성이 저하되어버려, 회로 박리가 발생하기 쉬워진다. 이와 같이, 레이저 가공에 의한 회로의 관통 방지와, 회로 밀착성을 양립하는 것은 용이하지 않다. 이 점, 본 발명에 있어서는, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면에 있어서, 파장 10.6㎛의 레이저 반사율 향상에 기여하는 평활성을 유지하면서, 산의 정점 밀도 Spd를 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하로 높게 함으로써, 제1 배선층(14)의 절연층(12)에 대한 침식을 많은 접점 수로 확보할 수 있다. 그 결과, 높은 회로 밀착성을 확보하면서도, 레이저 가공에 의한 내층 회로의 관통을 매우 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.

상기 관점에서, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면은, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT-IR)에 의해 측정되는 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율이 80％ 이상이며, 바람직하게는 85％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상, 더욱 바람직하게는 95％ 이상이다. 상한값은 특별히 한정되는 것이 아니라 100％여도 되지만, 전형적으로는 98％ 이하이다. 또한, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면은, ISO 25178에 준거하여 측정되는 산의 정점 밀도 Spd가 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이고, 바람직하게는 10000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하, 보다 바람직하게는 13000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이다. 상기 바람직한 범위 내이면, 높은 회로 밀착성을 보다 한층 확보하면서, 레이저 가공 시에 있어서의 제1 배선층(14)의 관통을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면에 있어서의 상기 범위 내의 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율 및 산의 정점 밀도 Spd는, 제1 배선층(14)이 형성되게 되는 제1 배선층용 금속박의 표면이 미리 구비되어 있어도 되며, 혹은 상술한 내층 처리(예를 들어 CZ 처리 등의 조화 처리)에 의해 제1 배선층(14)의 표면에 사후적으로 부여되어도 된다. 따라서, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면은 조화면인 것이 바람직하다. 또한, 상기 여러 조건을 충족하는 표면을 갖는 제1 배선층용 금속박은, 금속박 표면에 공지 내지 원하는 조건에서 조화 처리를 실시함으로써 실현할 수 있다. 또한, 상기 여러 조건을 충족하는 표면을 갖는 시판 중인 금속박을 선택적으로 입수해도 된다.

제1 배선층(14)의 금속박(10)과 대향하는 면과 마찬가지로, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 반대측의 면이 상기 범위 내의 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율 및 산의 정점 밀도 Spd를 갖고 있어도 된다. 이렇게 함으로써, 제1 배선층(14)의 금속박(10)과 반대측에 적층되는 층(예를 들어 절연층(12'))의 높은 밀착성을 확보하면서, 적층체(16)의 금속박(10)과 반대측의 표면으로부터 레이저 가공을 실시한 경우에도, 제1 배선층(14)의 관통을 효과적으로 방지할 수 있다.

제1 배선층(14)의 두께 T₁에 대한 금속박(10)의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁은 0.23 이상이며, 바람직하게는 0.25 이상, 보다 바람직하게는 0.30 이상이다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 배선층(14)이 레이저광을 흡수하기 어려운 표면을 갖기 때문에, 상기 범위를 만족하도록 제1 배선층(14)을 극박화해도, 제1 배선층(14)의 레이저 가공에 의한 손상을 억제하는 것이 가능해진다. T₂/T₁은 1.0 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.50 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.33 이하이다. 또한, 레이저 가공을 실시하기 전에 제1 배선층(14) 및／또는 금속박(10)에 대하여 표면 처리를 행하는(즉 제1 배선층(14) 및／또는 금속박(10)의 두께를 변화시키는) 경우에는, 상기 T₁ 및 T₂는, 당해 표면 처리 후에 있어서의 제1 배선층(14)의 두께 및 금속박(10)의 두께를 각각 가리키는 것으로 한다. 예를 들어, 제1 배선층(14)에 상술한 내층 처리를 실시하는 경우에는, T₁은 내층 처리 후에 있어서의 제1 배선층(14)의 두께로 된다.

제1 배선층(14)의 두께 T₁은 2㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상 12㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상 10㎛ 이하, 특히 바람직하게는 5㎛ 이상 8㎛ 이하이다. 이러한 범위 내이면, 다층 프린트 배선판에 요구되는 박형화에 매우 유리해진다. 한편, 금속박(10)의 두께 T₂는 0.5㎛ 이상 6㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1.2㎛ 이상 3.0㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1.5㎛ 이상 2.0㎛ 이하이다. 이러한 범위 내이면, 후술하는 비아 홀 형성 공정에 있어서, 금속박(10)으로부터 직접 레이저 가공을 행하여 비아 홀(18)을 형성하는 것이 용이해진다. 또한, 금속박(10)이 배선층의 형성에 사용될 때, 상술한 두께의 범위 내이면 미세 회로 형성성도 우수하다.

(2) 비아 홀의 형성

도 1의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 적층체(16)에 대하여 금속박(10)의 표면으로부터 레이저 가공을 실시하여, 금속박(10) 및 절연층(12)을 관통해서 제1 배선층(14)에 도달하는 비아 홀(18)을 형성한다. 레이저 가공에는 탄산 가스 레이저, 엑시머 레이저, UV 레이저, YAG 레이저 등의 다양한 레이저가 사용 가능하지만, 탄산 가스 레이저를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명의 방법에 의하면, 제1 배선층(14)이 레이저광을 흡수하기 어려운 표면을 갖기 때문에, 비아 홀의 형성 공정에 있어서, 레이저 가공에 의한 제1 배선층(14)의 관통을 매우 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 레이저 가공을 효율적으로 행하기 위해 레이저의 출력 밀도를 크게 한 경우라도, 본 발명에 따르면 제1 배선층(14)의 관통이 발생하기 어려워진다고 말할 수 있다. 이 관점에서, 레이저 가공에 있어서의 레이저의 출력 밀도는 8㎿/㎠ 이상 14㎿/㎠ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8㎿/㎠ 이상 12㎿/㎠ 이하, 더욱 바람직하게는 9㎿/㎠ 이상 12㎿/㎠ 이하이다. 따라서, 본 발명에 있어서의 비아 홀(18)은, 상기 범위 내의 출력 밀도를 갖는 레이저를 사용하여, 1개의 비아 홀에 대해 1 샷의 레이저 조사로 형성하는 것이 바람직하다.

비아 홀(18)의 직경은 30㎛ 이상 80㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎛ 이상 60㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이상 40㎛ 이하이다. 이러한 범위 내이면, 다층 프린트 배선판의 고밀도화에 매우 유리해진다. 또한, 상기와 같은 작은 직경을 갖는 비아 홀(18)을 형성하기 위해서는, 레이저의 빔 직경(스폿 직경)을 작게 하는 것이 요망된다. 이 경우, 제1 배선층(14)의 레이저 조사 부분에 레이저의 에너지가 집중하기 쉬워지기 때문에, 본래적으로는 제1 배선층(14)의 관통이 발생하기 쉬워진다고 말할 수 있다. 이러한 점에서, 본 발명의 방법에 의하면, 제1 배선층(14)이 레이저광을 흡수하기 어려운 표면을 갖기 때문에, 레이저의 에너지가 집중한 경우에 있어서도, 제1 배선층(14)의 관통을 효과적으로 방지하는 것이 가능해진다.

비아 홀의 형성 공정은, 레이저 가공으로 비아 홀을 형성했을 때 발생하는 비아 홀 저부의 수지 잔사(스미어)를 제거하는 처리로서, 크롬산염 용액 및 과망간산염 용액 중 적어도 어느 한쪽을 사용한 디스미어 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 디스미어 공정은 팽윤 처리, 크롬산 처리 또는 과망간산 처리 및 환원 처리라고 하는 처리를 이 순서로 행하는 처리이며, 공지된 습식 프로세스가 채용될 수 있다. 크롬산염의 예로서는 크롬산 칼륨을 들 수 있다. 과망간산염의 예로서는, 과망간산 나트륨, 과망간산 칼륨 등을 들 수 있다. 특히, 디스미어 처리액의 환경 부하 물질의 배출 저감, 전해 재생성 등의 관점에서, 과망간산염을 사용하는 것이 바람직하다.

(3) 제2 배선층의 형성

도 1의 (ⅲ)에 도시한 바와 같이, 적층체(16)의 비아 홀(18)이 형성된 측에 대하여 도금 및 패터닝을 실시하여, 제1 배선층(14) 및 금속박(10)에서 유래하는 제2 배선층(22)을 포함하는 다층 배선판(24)을 형성한다. 이렇게 함으로써, 비아 홀(18)이 도금 금속으로 충전되고, 제1 배선층(14)과 제2 배선층(22)이 비아 홀(18)을 통해 전기적으로 접속된다. 제2 배선층(22)은 금속박(10)에서 유래하는 금속을 전형적으로는 포함하지만, 금속박(10)의 표면 프로파일만을 이어받은 새로운 배선층(금속박(10)에서 유래하는 금속을 포함하지 않음)으로서 형성되어도 된다. 제2 배선층(22)의 형성 방법에 대한 공법은 특별히 한정되지 않고 서브트랙티브법, MSAP법, SAP법 등의 공지된 방법이 이용 가능하다. 여기서, 도 1의 (ⅲ)은 MSAP법에 의해 회로 형성을 행한 것이다. MSAP법에 의한 회로 형성의 일례로서는, 우선 금속박(10)의 표면에 포토레지스트(도시생략)를 소정의 패턴으로 형성한다. 포토레지스트는 감광성 필름인 것이 바람직하고, 이 경우에는 노광 및 현상에 의해 소정의 배선 패턴을 포토레지스트에 부여하면 된다. 이어서, 금속박(10)의 노출 표면(즉 포토레지스트층으로 마스킹되어 있지 않은 부분), 그리고 비아 홀(18)에 전기 도금층(20)을 형성한다. 이때, 비아 홀(18)에 도금 금속이 충전되기 때문에, 제1 배선층(14)과 금속박(10)이 비아 홀(18)을 통해 전기적으로 접속된다. 전기 도금은 공지된 방법에 의해 행하면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 포토레지스트층을 박리한 후, 금속박(10) 및 전기 도금층(20)을 에칭 가공함으로써, 제2 배선층(22)이 형성된 다층 배선판(24)을 얻을 수 있다.

다층 배선판(24) 위에 빌드업 배선층을 더 형성해도 된다. 즉, 다층 배선판(24) 위에 절연층과 배선 패턴을 더 포함하는 배선층을 교대로 적층 배치함으로써, 제n 배선층(n은 3 이상의 정수)까지 형성된 다층 배선판을 얻을 수 있다. 이 공정의 반복은 원하는 층수의 빌드업 배선층이 형성될 때까지 행하면 된다. 또한, 필요에 따라서, 외층면에 솔더 레지스트나, 필러 등의 실장용 범프 등을 형성해도 된다.

실시예

본 발명을 이하의 예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.

예 1 내지 6

다층 배선판의 내층 회로 형성용 금속박으로서 사용하기 위한 구리박을 6종류 준비하고, 각종 평가를 행하였다. 구체적인 수순은 이하와 같다.

(1) 구리박의 준비

표 1에 기재된 각 파라미터를 적어도 한쪽 면에 갖는 두께 9㎛의 전해 구리박을 6종류 준비하였다. 이들 구리박 중 몇몇은 시판품이며, 그 밖에는 공지된 방법에 기초하여 별도 제작한 것이다. 준비한 구리박의 각 파라미터의 측정 내지 산출 방법은 이하와 같다.

(FT-IR에 있어서의 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율)

적외 분광 광도계(Thermo Fisher SCIENTIFIC사제, Nicolet Nexus 640 FT-IR Spectrometer)를 사용하여, 구리박 표면에 대하여 하기 조건에서 측정을 행하고, IR 스펙트럼 데이터를 취득하였다. 취득한 IR 스펙트럼 데이터를 해석함으로써, 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율을 산출하였다.

<측정 조건>

- 측정법: 정반사법

- 백그라운드: Au 증착 미러

- 분해능: 4㎝^-1

- 스캔 횟수: 64scan

- 검출기: DTGS(Deuterium Tri-Glycine Sulfate) 검출기

(산의 정점 밀도 Spd)

레이저 현미경(가부시키가이샤 키엔스제, VK-X100)을 사용하여, S 필터에 의한 컷오프 파장 0.8㎛, 배율 2000배(측정 면적 107㎛×143㎛)의 조건에서, ISO 25178에 준거하여 구리박 표면의 산 정점 밀도 Spd를 측정하였다.

(2) 구리박의 평가

준비한 구리박에 대하여, 각종 특성의 평가를 이하와 같이 행하였다.

<레이저 가공성>

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 (1)에서 준비한 구리박을 내층 회로 형성용의 금속박으로서 사용하여 레이저 가공성 평가용 적층체를 이하와 같이 제작하고, 레이저 가공성을 평가하였다. 우선, 두께 2㎛의 구리박을 금속박(110)으로서 준비하고, 금속박(110) 위에 절연층(112)으로서 두께 0.02㎜의 프리프레그(미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤제, GHPL-830NSF)를 적층하였다. 이어서, 상기 (1)에서 준비한 구리박을 제1 배선층용 금속박(113)으로서, 표 1에 기재된 각 파라미터를 갖는 측의 면이 절연층(112) 위에 맞닿도록 적층하고, 압력 4.0MPa, 온도 220℃에서 90분간의 열간 프레스 성형을 행하여 제1 적층체(115)를 얻었다(도 2의 (ⅰ)). 제1 배선층용 금속박(113)의 표면을 마이크로 에칭액으로 1㎛ 에칭한 후, 드라이 필름을 첩부하고, 소정의 패턴으로 노광 및 현상을 행하여, 에칭 레지스트를 형성하였다. 이 제1 배선층용 금속박(113)의 표면을 염화구리 에칭액으로 처리하여, 에칭 레지스트 간에서 구리를 용해 제거한 후, 에칭 레지스트를 박리하여 제1 배선층(114)을 형성하여, 제2 적층체(116)를 얻었다(도 2의 (ⅱ)). 제1 배선층(114) 표면에 대하여 조화 처리(CZ 처리)를 실시하였다. 조화 처리 후에 있어서의 제1 배선층(114)의 두께는 7㎛였다. 그 후, 제1 배선층(114)이 형성된 제2 적층체(116) 위에 두께 0.02㎜의 프리프레그(미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤제, GHPL-830NSF) 및 두께 2㎛의 구리박을 각각 절연층(112') 및 금속박(110')으로 하여 순서대로 적층하고, 압력 4.0MPa, 온도 220℃에서 90분간의 열간 프레스 성형을 행하였다. 이와 같이 하여, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)를 얻었다(도 2의 (ⅲ)). 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 제1 배선층(114)의 두께 T₁(7㎛)에 대한 금속박(110)의 두께 T₂(2㎛)의 비인 T₂/T₁은 2/7=약 0.29였다. 얻어진 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 대하여, 탄산 가스 레이저를 사용하여 9.5㎿/㎠의 출력 밀도로 금속박(110)측으로부터 레이저 가공을 실시하고, 금속박(110) 및 절연층(112)을 관통해서 제1 배선층(114)에 도달하는 직경 65㎛의 비아 홀(118)을 형성하였다(도 2의 (ⅳ)). 이 비아 홀(118)을 금속박(110)측으로부터 금속 현미경으로 관찰하고, 제1 배선층(114)의 관통 유무를 판정하였다. 각 예에 대하여 비아 홀(118)의 형성 및 관통 판정을 88구멍씩 행하고, 비아 홀(118)의 형성 수 및 제1 배선층(114)의 관통 수로부터, 레이저 가공 후에 있어서의 제1 배선층(114)의 관통률을 산출하였다.

<회로 밀착성>

두께 0.1㎜의 프리프레그(미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤제, GHPL-830NSF) 3장을 적층하고, 적층한 프리프레그에 상기 (1)에서 준비한 구리박을, 표 1에 기재된 각 파라미터를 갖는 측의 면이 맞닿도록 적층하고, 압력 4.0MPa, 온도 220℃에서 90분간의 열간 프레스 성형을 행하여 동장 적층판 샘플을 제작하였다. 이 동장 적층판 샘플의 양면에 드라이 필름을 맞대어 붙이고, 에칭 레지스트층을 형성하였다. 그리고, 그 양면의 에칭 레지스트층에, 0.8㎜ 폭의 박리 강도 측정 시험용 회로를 노광 현상하고, 에칭 패턴을 형성하였다. 그 후, 구리 에칭액으로 회로 에칭을 행하여, 에칭 레지스트를 박리하여 회로를 얻었다. 이렇게 하여 형성된 회로(두께 9㎛, 회로 폭 0.8㎜)를 JIS C 6481-1996에 준거하여 프리프레그 표면에 대하여 90° 방향으로 박리하여 필 강도(kgf/㎝)를 측정하였다.

예 7 내지 10

두께 9㎛의 전해 구리박 대신에 표 1에 기재된 각 파라미터를 적어도 한쪽 면에 갖는 두께 7㎛의 전해 구리박을 사용한 것 이외에는, 예 1 내지 6과 마찬가지로 하여 각종 특성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 2/5=0.40이었다.

결과

예 1 내지 10에 있어서 얻어진 평가 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.

예 11

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 2㎛의 구리박 대신에 두께 3㎛의 구리박을 각각 사용한 것, 2) 에칭양을 조정하여 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께를 5㎛로 한(즉 T₂/T₁을 3/5=0.60으로 한) 것, 및 3) 탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.5㎿/㎠로부터 9.75㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 5와 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다.

예 12

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 2㎛의 구리박 대신에 두께 3㎛의 구리박을 각각 사용한 것, 및 2) 탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.5㎿/㎠로부터 9.75㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 10과 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 3/5=0.60이었다.

예 13

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 2㎛의 구리박 대신에 두께 3㎛의 구리박을 각각 사용한 것, 및 2) 탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.5㎿/㎠로부터 9.75㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 8과 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 3/5=0.60이었다.

예 14

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 3㎛의 구리박 대신에 두께 5㎛의 구리박을 사용한 것, 및 2) 탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.75㎿/㎠로부터 10.25㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 11과 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 5/5=1.0이었다.

예 15

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 3㎛의 구리박 대신에 두께 5㎛의 구리박을 사용한 것, 및 2)탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.75㎿/㎠로부터 10.25㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 12와 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 5/5=1.0이었다.

예 16

1) 금속박(110, 110')으로서 두께 3㎛의 구리박 대신에 두께 5㎛의 구리박을 사용한 것, 및 2)탄산 가스 레이저의 출력 밀도를 9.75㎿/㎠로부터 10.25㎿/㎠로 변경한 것 이외에는, 예 13과 마찬가지로 하여 레이저 가공성의 평가를 행하였다. 또한, 레이저 가공성 평가용 적층체(117)에 있어서의 조화 처리(CZ 처리) 후의 제1 배선층(114)의 두께는 5㎛이며, T₂/T₁은 5/5=1.0이었다.

결과

예 11 내지 16에 있어서 얻어진 평가 결과는 표 2에 기재된 바와 같다.

Claims

다층 배선판의 제조 방법으로서,
(a) 금속박과, 해당 금속박 위에 마련되는 절연층과, 해당 절연층의 상기 금속박과 반대측의 면에 마련되는 제1 배선층을 구비한 적층체를 준비하는 공정과,
(b) 상기 적층체에 대하여 상기 금속박의 표면으로부터 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속박 및 상기 절연층을 관통해서 상기 제1 배선층에 도달하는 비아 홀을 형성하는 공정과,
(c) 상기 적층체의 상기 비아 홀이 형성된 측에 대하여 도금 및 패터닝을 실시하여, 상기 제1 배선층 및 상기 금속박에 유래하는 제2 배선층을 포함하는 다층 배선판을 형성하는 공정
을 포함하고,
상기 제1 배선층의 적어도 상기 금속박과 대향하는 면은, 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FT-IR)에 의해 측정되는 파장 10.6㎛의 레이저의 반사율이 80％ 이상이고, 또한, ISO 25178에 준거하여 측정되는 산의 정점 밀도 Spd가 7000개/㎟ 이상 15000개/㎟ 이하이고,
상기 제1 배선층의 두께 T₁에 대한 상기 금속박의 두께 T₂의 비인 T₂/T₁이 0.23 이상인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 배선층의 두께 T₁이 2㎛ 이상 15㎛ 이하인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속박의 두께 T₂가 0.5㎛ 이상 6㎛ 이하인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 T₂/T₁이 1.0 이하인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 레이저 가공에 있어서의, 레이저의 출력 밀도가 8㎿/㎠ 이상 14㎿/㎠ 이하인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 비아 홀의 직경이 30㎛ 이상 80㎛ 이하인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속박이, 캐리어, 박리층, 및 상기 금속박을 순서대로 구비한 캐리어를 구비한 금속박의 형태로 제공되고, 상기 금속박에 대한 레이저 가공 전에, 상기 캐리어가 상기 적층체로부터 박리되는, 방법.