KR20230050343A - 프린트 배선판의 제조방법 - Google Patents

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KR20230050343A
KR20230050343A KR1020237005193A KR20237005193A KR20230050343A KR 20230050343 A KR20230050343 A KR 20230050343A KR 1020237005193 A KR1020237005193 A KR 1020237005193A KR 20237005193 A KR20237005193 A KR 20237005193A KR 20230050343 A KR20230050343 A KR 20230050343A
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resist
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기미아키 노하라
도시노리 사토
신야 기타무라
요이치 나카지마
다케시 노부쿠니
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엠지씨 에레쿠토로테쿠노 가부시키가이샤
요네자와 다이야 에레쿠토로니쿠스 가부시키가이샤
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Abstract

(과제)
본 발명은, 비아홀의 구멍지름을 작게 할 수 있고, 또한 도체패턴의 형성성을 향상시킬 수 있는 프린트 배선판의 제조방법을 제공한다.
(해결수단)
내층기판(13) 상에, 절연층(14)과 전해동박(15)을 이 순서대로 적층한 후에, 전해동박(15)을 제거한다. 다음에, 절연층(14)의 표면에 무전해구리도금층(17)을 형성하고, 그 위에 비아홀을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴(18)을 형성한다. 이어서, 레지스트 패턴(18)을 도금 레지스트로 하여, 무전해구리도금층(17)의 표면에 전해구리도금층을 형성하고, 레지스트 패턴(18)을 제거한 후에, 전해구리도금층을 에칭 레지스트로 하여 무전해구리도금층(17)을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크를 형성한다. 마스크를 형성한 후에, 절연층(14) 중에서 마스크로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀을 형성한다.

Description

프린트 배선판의 제조방법
본 발명은, 레이저로 비아홀을 형성하는 프린트 배선판의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 반도체 소자의 소형화, 고성능화에 더하여, 반도체 소자를 탑재하는 프린트 배선판의 고밀도화, 다층화, 비아홀의 소경화(小徑化), 고정밀도화가 필수적이다. 프린트 배선판에서는, 예를 들면 빌드업 공법에 있어서의 비아홀의 형성에 CO2 레이저를 사용함으로써 미세화가 진행되고 있다. CO2 레이저를 사용하여 비아홀을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 먼저 내층회로를 형성한 내층기판 상에, 절연층 및 도전층을 이 순서대로 형성하고, 도전층의 표면에 드라이 필름을 래미네이트한 후에, 드라이 필름을 노광, 현상하여 비아홀 형성용 구멍을 형성한다. 다음에, 드라이 필름을 에칭 레지스트로 하여 도전층을 에칭함으로써, 도전층에 비아홀 형성용 구멍을 형성한 후에, 도전층을 레이저용의 마스크로 하여 CO2 레이저로 절연층에 비아홀을 형성한다.
그러나 이 방법에 있어서는, 레이저용의 마스크가 되는 도전층에 비아홀 형성용 구멍을 에칭으로 형성할 때에, 과에칭(over etching)에 의하여 도전층의 비아홀 형성용 구멍의 구멍지름이 드라이 필름의 비아홀 형성용 구멍의 구멍지름보다 크게 에칭되어 버린다. 그 때문에 소경화에 한계가 있고, 최근의 소경화에 충분하게 대응하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 그래서 구멍지름이 보다 작은 비아홀을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조).
특허문헌1에 기재되어 있는 방법에서는, 먼저 절연기판 상에 도체패턴을 형성하고, 도체패턴 상에 절연수지층을 형성한 후에, 절연수지층의 표면을 조화(粗化)하고, 절연수지층의 표면에 무전해구리도금의 피막을 형성한다. 다음에 무전해구리도금의 피막 상에 감광성 수지층을 형성하고, 감광성 수지층을 노광, 현상하여, 비아홀을 형성하는 부분을 남긴 비아홀 형성용의 도금 레지스트를 형성한다. 이어서 도금 레지스트를 사용하여, 무전해구리도금의 피막 상에 비아홀 형성용 구멍을 구비하는 전해구리도금의 피막을 형성하고, 도금 레지스트를 제거한 후에, 전해구리도금의 피막을 에칭 레지스트로 하여, 에칭에 의하여 무전해구리도금의 피막에 비아홀 형성용 구멍을 형성한다. 다음에 전해구리도금의 피막을 레이저용의 마스크로 하여, CO2 레이저로 절연수지층에 비아홀을 형성한다.
이 방법에 의하면, 레이저용의 마스크가 되는 전해구리도금의 피막을 비아홀 형성용의 도금 레지스트를 사용하여 형성하기 때문에, 비아홀 형성용 구멍을 에칭으로 형성하는 경우와 달리 과에칭의 문제가 없어, 비아홀의 소경화를 도모할 수 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2000-59033호 공보
그러나 특허문헌1에 기재되어 있는 방법에서는, 도체패턴을 형성한 절연기판 상에 절연수지층을 형성한 후에, 절연수지층의 표면을 조화시켜 무전해구리도금의 피막을 형성하고 있기 때문에, 절연수지층의 표면조도의 편차가 커서, 절연수지층 상에 형성되는 도체패턴의 형성성(形成性)이 저하되어 버리는 경우가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 문제에 의거하여 이루어진 것으로서, 비아홀의 구멍지름을 작게 할 수 있고, 또한 도체패턴의 형성성을 향상시킬 수 있는 프린트 배선판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 내층회로를 형성한 내층기판 상에, 절연층과 전해동박을 이 순서대로 적층하여 다층판을 형성한 후에, 상기 다층판으로부터 상기 전해동박을 제거하고, 상기 절연층의 표면에 무전해도금층을 형성함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 이하와 같다.
[1]
내층회로를 형성한 내층기판 상에, 절연층과 전해동박을 이 순서대로 적층하여 다층판을 형성하는 공정과,
상기 다층판으로부터 상기 전해동박을 제거하여, 상기 절연층을 노출시키는 공정과,
상기 절연층을 노출시킨 후에, 상기 절연층의 표면에 무전해구리도금층을 형성하는 공정과,
상기 무전해구리도금층 상에 레지스트층을 형성하고, 노광 및 현상을 실시하여, 비아홀을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 레지스트 패턴을 도금 레지스트로 하여, 상기 무전해구리도금층의 표면에 전해구리도금층을 형성하는 공정과,
상기 전해구리도금층을 형성한 후에, 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정과,
상기 레지스트 패턴을 제거한 후에, 상기 전해구리도금층을 에칭 레지스트로 하여, 상기 무전해구리도금층을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크를 형성하는 공정과,
상기 마스크를 형성한 후에, 상기 절연층 중에서 상기 마스크로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀을 형성하는 공정을
포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
[2]
상기 비아홀의 톱지름 평균값이 25㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재되어 있는 프린트 배선판의 제조방법.
[3]
상기 레지스트 패턴을 형성한 후 상기 전해구리도금층을 형성하기 전에, 스컴을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재되어 있는 프린트 배선판의 제조방법.
본 발명에 의하면, 내층회로를 형성한 내층기판 상에, 절연층과 전해동박을 이 순서대로 적층하여 다층판을 형성한 후에, 다층판으로부터 전해동박을 제거하도록 하였기 때문에, 절연층의 표면에 전해동박의 표면형상을 전사할 수 있어, 절연층의 표면조도의 편차를 작게 할 수 있다. 또한 절연층의 표면에 무전해도금층을 형성하고, 그 위에 비아홀을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴을 형성한 후에, 전해도금층을 형성하고, 이 전해도금층을 에칭 레지스트로 하여 무전해도금층을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크를 형성하도록 하였기 때문에, 과에칭의 문제를 회피할 수 있다. 따라서 비아홀의 소경화를 도모할 수 있고, 또한 도체패턴의 형성성을 향상시킬 수 있다.
도1은, 본 발명의 1실시형태에 관한 프린트 배선판의 제조방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도2는, 도1에 이어지는 각 공정을 나타내는 도면이다.
도3은, 도2에 이어지는 각 공정을 나타내는 도면이다.
도4는, 비교예1에 관한 프린트 배선판의 제조방법의 각 공정을 나타내는 도면이다.
도5는, 도4에 이어지는 각 공정을 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「본 실시형태」라고 한다)에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
도1∼도3은, 본 발명의 1실시형태에 관한 프린트 배선판의 제조방법의 각 공정을 나타내는 것이다. 본 실시형태에서는, 빌드업형 다층 프린트 배선판을 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 예를 들면 도1(A)에 나타내는 바와 같이, 절연기판(11)에 내층회로(12)를 형성하여 내층기판(13)을 형성한다(내층기판 형성공정). 내층기판(13)은, 종래에 알려져 있는 방법에 의하여 제조할 수 있다. 내층기판(13)의 제조공정에 대하여 일례를 들어 설명하면, 예를 들면 먼저 글라스 에폭시계, 폴리이미드계 등의 수지기판으로 이루어지는 절연기판(11)에 스루홀(도면에는 나타내지 않는다)을 형성하고, 절연기판(11)의 상하 양면과 스루홀의 내주면에, 무전해구리도금을 바탕으로 하여 전해구리도금을 실시한다. 이어서 표면에 레지스트 패턴을 형성하고, 에칭에 의하여 내층회로(12)로서 도체패턴(12a)과 스루홀 도체(도면에는 나타내지 않는다)를 형성하고, 스루홀 도체의 공동부(空洞部)에 에폭시 등의 구멍을 메우기 위한 수지를 충전하여 평탄화한다.
그 다음에, 예를 들면 도1(B)에 나타내는 바와 같이, 내층기판(13) 상에, 절연층(14)과 전해동박(15)을 이 순서대로 적층하여 다층판(16)을 형성한다(다층판 형성공정). 구체적으로는, 예를 들면 내층기판(13) 상에 절연층(14)으로서 절연성의 프리프레그 또는 수지시트를 적층하고, 그 위에 전해동박(15)을 적층하여 압착한다. 프리프레그로서는, 예를 들면 글라스 클로스(glass cloth) 또는 탄소섬유 등의 섬유상 보강재에, 경화제, 착색재 등의 첨가물을 혼합한 열경화성 수지를 함침(含浸)시켜, 반경화상태로 한 것을 들 수 있다. 수지시트로서는, 예를 들면 경화제, 착색재 등의 첨가물을 혼합한 열경화성 수지를 반경화상태로 한 것을 들 수 있다. 프리프레그 또는 수지시트에 사용하는 열경화성 수지로서는, 예를 들면 폴리이미드 수지, 액정 폴리에스테르, 에폭시 화합물, 시안산에스테르 화합물, 말레이미드 화합물, 페놀 화합물, 폴리페닐렌에테르 화합물, 벤조옥사진 화합물, 유기기 변성 실리콘 화합물 및 중합이 가능한 불포화기를 구비하는 화합물을 들 수 있다.
또한 다층판(16)은, 예를 들면 전해동박(15) 상에 절연성의 수지층을 형성한 수지층 부착 동박을 사용하고, 수지층을 절연층(14)으로 하여, 수지층을 내층기판(13)에 접촉시켜 적층하고 압착함으로써 형성하여도 좋다. 수지층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 상기한 프리프레그 또는 수지시트와 동일한 것을 들 수 있다. 또 다층판(16)은, 예를 들면 내층기판(13) 상에 절연성의 에폭시계 등의 액상(液狀)의 수지를 스핀코터 등으로 도포한 후에 열경화시켜 절연층(14)을 형성하고, 그 위에 전해동박(15)을 적층하여 압착하도록 하여도 좋다.
절연층(14)의 두께는, 예를 들면 5㎛∼40㎛로 하는 것이 바람직하다. 전해동박(15)의 두께는, 예를 들면 1㎛∼20㎛로 하는 것이 바람직하다. 압착은, 예를 들면 프리프레그 또는 수지시트를 내층기판의 상하(표리(表裏))에 배치하고, 압력 3.0MPa, 온도 220℃에서 60분간 적층성형을 실시한다. 이에 따라, 절연층(14)의 표면에 전해동박(15)의 표면형상이 전사된다. 전해동박(15)의 절연층(14)측의 표면조도Ra는 0.01㎛∼2.0㎛인 것이 바람직하고, 전해동박(15)의 절연층(14)측의 최대높이조도Rz는 0.5㎛∼10.0㎛인 것이 바람직하다.
다음에, 예를 들면 도1(C)에 나타내는 바와 같이, 다층판(16)으로부터 전해동박(15)을 에칭 등에 의하여 전부 제거하여, 전체면에 있어서 절연층(14)을 노출시킨다(전해동박 제거공정). 에칭액으로서 사용되는 수용액은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 염산 및 염화제2구리 수용액에 의한 것, 또는 황산 및 과산화수소 수용액에 의한 것을 들 수 있다. 계속하여, 예를 들면 도1(D)에 나타내는 바와 같이, 절연층(14)의 표면에 무전해구리도금에 의하여, 예를 들면 두께 0.4㎛∼2㎛의 무전해구리도금층(17)을 형성한다(무전해구리도금공정). 무전해구리도금은, 예를 들면 포름알데히드를 환원제로 하는 알칼리욕(alkaline bath)의 것을 사용한다.
그 후에, 예를 들면 도1(E)에 나타내는 바와 같이, 무전해구리도금층(17) 상에 드라이 필름을 열압착하여 레지스트층을 형성하고, 후공정(後工程)에서 형성하는 비아홀(21)의 부분만이 남도록 노광 및 현상을 실시하여, 비아홀(21)을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴(18)을 형성한다(레지스트 패턴 형성공정). 그때에, 레지스트층의 래미네이트는 50℃∼140℃에서 하고, 압착압력은 1kgf/㎠∼15kgf/㎠, 압착시간은 5초∼300초로 하는 것이 바람직하다. 래미네이트에 의하여 무전해구리도금층(17) 상에 레지스트층을 형성한 후에, 레지스트층의 소정의 부분에 활성 에너지선을 조사하여, 조사부의 레지스트층을 경화시키는 노광을 실시한다. 활성 에너지선의 조사는 마스크 패턴을 통과시켜도 좋고, 직접 활성 에너지선을 조사하는 직접 묘화법을 이용하여도 좋다. 활성 에너지선으로서는, 예를 들면 자외선, 가시광선, 전자선, X선을 들 수 있고, 특히 자외선이 바람직하다. 자외선의 조사량은 대략 10mJ/㎠∼1000mJ/㎠이다. 노광 후의 현상은, 미노광부분을 한정적으로 용출시키는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 알칼리성 수용액, 수계 현상액, 유기용제 등의 현상액이 사용된다. 현상방법으로서는, 예를 들면 스프레이, 요동침지, 브러싱, 스크레이핑 등의 공지의 방법에 의하여 실시할 수 있다.
또한 레지스트 패턴(18)의 두께(즉, 레지스트층의 두께)는, 후공정에서 형성하는 전해도금층(19)의 두께보다 두껍게, 예를 들면 5㎛∼20㎛로 하는 것이 바람직하다. 레지스트 패턴(18)을 형성한 후에, 예를 들면 도2(F)에 나타내는 바와 같이, 플라스마 클리닝 등에 의하여 스컴(레지스트 잔사)을 제거한다(스컴 제거공정).
스컴을 제거한 후에, 예를 들면 도2(G)에 나타내는 바와 같이, 레지스트 패턴(18)을 도금 레지스트로 하여, 무전해구리도금층(17)의 표면에 전해구리도금에 의하여, 예를 들면 두께 1㎛∼10㎛의 전해구리도금층(19)을 형성한다(전해구리도금공정). 구체적으로는, 예를 들면 욕온도 : 22℃, 전류밀도 : 1.0A/dm2로 도금처리를 실시한다. 도금액 조성으로서는, 예를 들면 황산구리(예를 들면, 120g/L)와 황산(예를 들면, 80g/L)과 염소이온(예를 들면, 50mg/L)의 혼합액으로 하고, 또한 적당량의 첨가제를 가하는 것이 바람직하다. 첨가제로서는, 예를 들면 폴리에테르 화합물(폴리머), 유기황화합물(브라이트너(brightener)) 및 4급화 아민 화합물(레벨러(leveler))을 사용하는 방법을 들 수 있다.
전해구리도금층(19)을 형성한 후에, 예를 들면 도2(H)에 나타내는 바와 같이, 레지스트 박리액 등을 사용하여 레지스트 패턴을 제거한다(레지스트 패턴 제거공정). 레지스트 패턴(18)을 제거한 후에, 예를 들면 도2(I)에 나타내는 바와 같이, 전해구리도금층(19)을 에칭 레지스트로 하여, 플러시 에칭(flush etching) 등에 의하여 무전해구리도금층(17)을 에칭함으로써, 무전해구리도금층(17) 및 전해구리도금층(19)으로 이루어지는 비아홀 형성용의 마스크(20)를 형성한다(마스크 형성공정). 구체적인 에칭방법으로서는, 예를 들면 스프레이, 요동침지 등의 공지의 방법으로 실시할 수 있다. 액조성으로서는, 황산 및 과산화수소 수용액에 의한 방법을 들 수 있다.
마스크(20)를 형성한 후에, 예를 들면 도3(J)에 나타내는 바와 같이, 절연층(14) 중에서 마스크(20)로 덮여 있지 않은 부분(즉, 마스크(20)로부터 노출되어 있는 부분)을 CO2 레이저 등의 레이저로 제거하여, 비아홀(21)을 형성한다(비아홀 형성공정). 사용하는 CO2 레이저의 조건으로서는, 빔지름 1㎛∼50㎛로 좁혀 사용한다. 이 비아홀(21)의 레이저 가공은, 절연층(14) 밑의 도체패턴(12a)이 노출될 때까지 실시한다. 이에 따라, 비아홀(21)의 구멍지름을 작게 할 수 있고, 예를 들면 형성된 비아홀(21)의 톱지름(top diameter)을 평균값으로서 25㎛ 이하로 할 수 있다. 레이저 구멍의 톱지름을 작게 함으로써, 지름이 더 작은 패드를 만들 수 있어, 서브트랙티브법에 의하여 형성한 경우보다 미세 라인화가 더 가능해진다. 또한 비아홀(21)의 톱지름은, 비아홀(21)을 형성할 때의 표면측의 구멍지름이다.
비아홀(21)을 형성한 후에, 예를 들면 도3(K)에 나타내는 바와 같이, 비아홀(21) 내의 스미어(수지 잔사)를 제거한다(디스미어 공정). 스미어를 제거한 후에, 예를 들면 도3(L)에 나타내는 바와 같이, 비아홀(21)에 비아도체(22)를 형성하고, 절연층(14) 상에 도체패턴(23)을 형성한다(비아도체·도체패턴 형성공정). 구체적으로는, 예를 들면 무전해구리도금층과 전해구리도금층으로 이루어지는 마스크(20) 및 비아홀(21) 상에, 무전해구리도금 및 비아필링(via filling) 구리도금에 의하여 비아도체(22) 및 도체패턴(23)을 형성한다.
그 후에 빌드업을 더 쌓는 경우에는, 상기한 다층판 형성공정에서 비아도체·도체패턴 형성공정까지를 필요한 적층수가 될 때까지 반복하여 다층화한다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 내층회로(12)를 형성한 내층기판(13) 상에, 절연층(14)과 전해동박(15)을 이 순서대로 적층하여 다층판(16)을 형성한 후에, 다층판(16)으로부터 전해동박(15)을 제거하도록 하였기 때문에, 절연층(14)의 표면에 전해동박(15)의 표면형상을 전사할 수 있어, 절연층(14)의 표면조도의 편차를 작게 할 수 있다. 또한 절연층(14)의 표면에 무전해도금층(17)을 형성하고, 그 위에 비아홀(21)을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴(18)을 형성한 후에, 전해도금층(19)을 형성하고, 이 전해도금층(19)을 에칭 레지스트로 하여 무전해도금층(17)을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크(20)를 형성하도록 하였기 때문에, 과에칭의 문제를 회피할 수 있다. 따라서 비아홀(21)의 소경화(小徑化)를 도모할 수 있고, 또한 도체패턴(23)의 형성성을 향상시킬 수 있다.
(실시예)
(실시예1)
다음과 같이 하여 프린트 배선판을 제작하였다(도1∼3 참조).
[내층기판(13)의 제작](도1(A) 참조)
글라스포 기재 BT 수지 동박적층판(도체두께 12㎛, 두께 0.1㎜, 미쓰비시 가스 화학(주)(MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY, INC.) 제품 CCL-HL832NS)의 양면에 내층회로(12)를 서브트랙티브법에 의하여 형성하였다.
[내층기판(13)의 구리표면조화](도1(A) 참조)
내층기판(13)의 구리표면의 조화는 멧쿠(주)(MEC COMPANY LTD.)의 약액을 사용하였다. 전처리로서 CA5330으로 내층기판(13)의 세정을 실시하고, 수세처리 후에 CZ8101로 구리표면의 조화를 실시하고, 수세 후에 CL8300으로 방청을 하여 수세건조를 하였다. CZ8101의 에칭량은 1㎛로 하였다. 구리표면의 조화는 수평라인의 스프레이 장치를 사용하였다.
[다층판(16)의 형성을 위한 적층처리](도1(B) 참조)
내층기판(13)의 상하(표리)에 절연층(14)으로서 수지시트(CRS-381NSI)를 배치하였다. 또한 수지시트 상에는 전해동박(15)으로서 미쓰이 금속광업(주)(MITSUI MINING ＆ SMELTING CO., LTD.)의 캐리어 부착 극박(極薄) 전해동박(MTEx) 5㎛가 배치된 것을 사용하였다. 배치가 끝나면, 압력 3.0MPa, 온도 220℃에서 60분간 적층성형을 실시하여, 내층기판(13) 상에 절연층(14)과 전해동박(15)을 이 순서대로 적층한 다층판(16)을 형성하였다.
[표층구리의 전체에칭](도1(C) 참조)
비아홀 형성용의 마스크(20)의 형성은, SAP(Semi Additive Process)법을 사용하여 실시한다. 그 때문에, 먼저 다층판(16)의 표층의 전해동박(15)을 염산 및 염화제2구리 수용액에 의하여 48℃의 액온도로 에칭을 실시하여 제거한 뒤에, 수세건조를 하였다. 장치는, 수평라인의 스프레이식의 것(도쿄 가공기(주)(TOKYO KAKOKI CO., LTD.) 제품)을 사용하였다.
[무전해구리도금층(17)의 형성](도1(D) 참조)
전해동박(15)을 제거한 다층판(16)을 도금용 지그에 래킹하고, 무전해구리도금조에서 침지요동을 실시하였다. 무전해구리도금층(17)의 형성은, 침지요동의 알멕스 PE(주)(ALMEX PE INC.)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주)(C. Uyemura ＆ Co., Ltd.) 제품인 스루컵(THRU-CUP) PEA 및 포름알데히드를 혼합한 것을 사용하였다. 무전해구리도금의 약액온도는 36℃로 하고, 20분간 침지요동을 실시하였다. 이 처리로 1㎛의 무전해구리도금층(17)을 형성하였다.
[컨포멀 레이저 가공을 위한 레지스트 패턴(18)의 형성](도1(E) 참조)
무전해구리도금층(17) 상에 드라이 필름 레지스트를 래미네이트하고, 노광·현상을 실시하여, 레지스트 패턴(18)을 형성하였다. 드라이 필름 레지스트는 히타치 화성공업(주)(Hitachi Chemical Co., Ltd.)의 RD-1207의 7㎛ 두께를 사용하고, 래미네이터는 (주)오·엔·시(ONC)의 장치를 사용하였다. 래미네이트 압력 0.4MPa, 래미네이트 온도 110℃의 조건으로 실시하였다. 노광은 아도테크 엔지니어링(주)(ADTEC Engineering Co., Ltd.)의 INPREX3650을 사용하였다. 노광 후의 현상은 탄산칼륨 수용액을 사용하였다. 30℃의 액온도로 도쿄 가공기(주)의 장치를 사용하였다.
[스컴제거](도2(F) 참조)
레지스트 패턴(18)을 형성한 후에, 노드슨 어드밴스드 테크놀로지(주)(Nordson Advanced Technology (Japan) K.K.))의 장치를 사용하여, 플라스마 클리닝에 의하여 스컴을 제거하였다. 가스는 아르곤, 질소, 산소, 사불화메탄을 사용하였다.
[전해구리도금층(19)의 형성](도2(G) 참조)
스컴을 제거한 후에, 알멕스 PE(주)의 침지타입의 장치를 사용하여, 직류전류로서 1A/dm2로 5㎛의 두께가 되도록 전해구리도금을 실시함으로써, 전해구리도금층(19)을 형성하였다. 구리도금욕 온도는 22℃로 하고, 오쿠노 제약공업(주)(OKUNO Chemical Industries Co., Ltd.)의 톱루치나(TOP LUCINA) SF를 레벨러, 브라이트너, 폴리머의 첨가제로서 사용하였다. 구리도금욕은 황산구리 및 황산, 염산의 혼합액을 사용하였다.
[레지스트 패턴(18)의 제거](도2(H) 참조)
전해구리도금층(19)을 형성한 후에, 레지스트 패턴(18)을 제거하였다. 약액은 미쓰비시 가스 화학(주)의 R-100S를 사용하고, 액온도 48℃로 하였다. 장치는 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 것을 사용하였다.
[무전해구리도금층(17)의 에칭](도2(I) 참조)
레지스트 패턴(18)을 제거한 후에, 전해구리도금층(19)을 에칭 레지스트로 하여, 플러시 에칭에 의하여 무전해구리도금층(17)을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크(20)를 형성하였다. 약액은 미쓰비시 가스 화학(주)의 클린에치(Clean Etch) CPE-770을 사용하고, 액온도는 35℃로 하였다. 장치는 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 것을 사용하였다.
[비아홀(21)의 형성](도3(J) 참조)
마스크(20)를 형성한 후에, 절연층(14) 중에서 마스크(20)로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀(21)을 형성하였다. 레이저 구멍가공은 미쓰비시 전기(주)(Mitsubishi Electric Corporation)의 ML605GTW4(-P)5350U의 장치를 사용하였다. 마스크 지름은 0.4㎜φ로 하고, 에너지는 0.32mJ＋0.11mJ의 조건으로 실시하였다.
[스미어 제거](도3(K) 참조)
비아홀(21)을 형성한 후에, 도금용 지그에 있어서 다층판(16)의 래킹을 실시하고, 팽윤조(膨潤槽), 에칭조(etching槽), 중화조(中和槽)에서 침지요동을 실시함으로써, 스미어를 제거하였다. 침지요동에는 알멕스 PE(주)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 앱디스(APPDES) 프로세스를 사용하였다. 팽윤액은 앱디스 MDS-37, 에칭액은 앱디스 MDE-40 및 ELC-SH의 혼합액, 중화는 앱디스 MDN-62를 사용하였다. 에칭조는 온도 80℃로 하고, 10분간 침지시켰다.
[비아도체(22)의 형성](도3(L) 참조)
스미어를 제거한 후에, 도금용 지그에 있어서 다층판(16)의 래킹을 실시하고, 무전해구리도금조에서 침지요동이 가능한 알멕스 PE(주)의 장치로 무전해구리도금을 실시하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 스루컵 PEA 및 포름알데히드를 혼합한 것을 사용하였다. 무전해구리도금의 약액온도는 36℃, 처리시간은 10분으로 하고, 무전해구리도금의 두께는 0.4㎛를 목표로 하였다. 다음에 비아필링 도금으로서, 알멕스 PE(주)의 침지타입의 장치를 사용하여, 직류전류로서 1A/dm2로 15㎛의 두께가 되도록 도금을 실시하였다. 구리도금욕 온도는 22℃로 하고, 롬 앤드 하스 전자재료(주)(Rohm and Haas Electronic Materials K.K.)의 스루홀용 필링액 CU-BRITE TH4를 레벨러, 브라이트너, 폴리머의 첨가제로서 사용하였다. 구리도금욕은 황산구리 및 황산, 염산의 혼합액을 사용하였다.
(비교예1)
다음과 같이 하여 프린트 배선판을 제작하였다. 도4 및 도5는, 비교예1에 관한 프린트 배선판의 제조방법의 각 공정을 나타내는 것이다.
[내층기판(113)의 제작](도4(A) 참조)
글라스포 기재 BT 수지 동박적층판(도체두께 12㎛, 두께 0.1㎜, 미쓰비시 가스 화학(주) 제품 CCL-HL832NS)의 양면에 내층회로(112)를 서브트랙티브법에 의하여 형성하였다.
[내층기판(113)의 구리표면조화](도4(A) 참조)
내층기판(113)의 구리표면의 조화는 멧쿠(주)의 약액을 사용하였다. CZ8101로 구리표면의 조화를 실시하고, 에칭량은 1㎛로 하였다. 구리표면의 조화는 수평라인의 스프레이 장치를 사용하였다.
[다층판(116)의 형성을 위한 적층처리](도4(B) 참조)
내층기판(113)의 상하(표리)에 절연층(114)으로서 수지시트(CRS-381NSI)를 배치하였다. 또한 수지시트 상에는 미쓰이 금속광업(주)의 캐리어 부착 극박동박(115)(MTEx) 5㎛가 배치된 것을 사용하였다. 배치가 끝나면, 압력 3.0MPa, 온도 220℃에서 60분간 적층성형을 실시하였다.
[컨포멀 레이저 가공을 위한 마스크 형성](도4(C)∼(E) 참조)
비아홀 형성용의 마스크(120)의 형성은, 서브트랙티브법을 사용하여 실시한다. 다층판(116)의 상하(표리)에 드라이 필름 레지스트에 의하여 레지스트층을 형성하고, 노광, 현상을 하여, 레지스트 패턴(118)을 형성하였다. 드라이 필름 레지스트는 히타치 화성공업(주)의 RD-1215의 15㎛ 두께를 사용하고, 래미네이터는 (주)오·엔·시의 장치를 사용하였다. 래미네이트 압력 0.4MPa, 래미네이트 온도 110℃의 조건으로 실시하였다. 노광은 아도테크 엔지니어링(주)의 INPREX3650을 사용하였다. 노광 후의 현상은 탄산칼륨 수용액을 사용하였다. 다음에 극박동박(115)을 에칭하여 마스크(120)를 형성하고, 레지스트 패턴(118)을 제거하였다. 에칭은, 염산 및 염화제2구리 수용액에 의한 것으로 실시하였다. 레지스트 패턴(118)의 박리는 미쓰비시 가스 화학(주)의 R-100S를 사용하였다. 현상에서 에칭 및 박리까지의 공정은 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 장치를 사용하였다.
[비아홀(121)의 형성](도5(F) 참조)
절연층(114) 중에서 마스크(120)로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀(121)을 형성하였다. 레이저 구멍가공은, 미쓰비시 전기(주)의 ML605GTW4(-P)5350U의 장치를 사용하였다.
[스미어 제거](도5(G) 참조)
도금용 지그에 있어서 다층판(116)의 래킹을 실시하고, 팽윤조, 에칭조, 중화조에서 침지요동을 실시하였다. 침지요동은 알멕스 PE(주)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 앱디스 프로세스를 사용하였다.
[비아도체(122)의 형성](도5(H) 참조)
도금용 지그에 있어서 다층판(116)의 래킹을 실시하고, 무전해구리도금조에서 침지요동이 가능한 알멕스 PE(주)의 장치로 무전해구리도금을 실시하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 스루컵 PEA 및 포름알데히드를 혼합한 것을 사용하였다. 무전해구리도금의 약액온도는 36℃, 처리시간은 10분으로 하고, 무전해구리도금의 두께는 0.4㎛를 목표로 하였다. 다음에 비아필링 도금으로서, 알멕스 PE(주)의 침지타입의 장치를 사용하여, 직류전류로서 1A/dm2로 15㎛의 두께가 되도록 도금을 실시하였다. 구리도금에서는, 롬 앤드 하스 전자재료(주)의 스루홀용 필링액 CU-BRITE TH4를 레벨러, 브라이트너, 폴리머의 첨가제로서 사용하였다. 구리도금욕은 황산구리 및 황산, 염산의 혼합액을 사용하였다.
(비교예2)
다음과 같이 하여 프린트 배선판을 제작하였다. 또한 비교예2에서는, 실시예1(본 실시형태)에 대응하는 구성요소에는 동일한 부호를 붙여 설명한다.
[다층판의 형성]
먼저 실시예1과 동일하게 하여, 내층기판(13)의 제작 및 내층기판(13)의 구리표면조화를 실시한 후에, 내층기판(13)의 상하(표리)에 절연층(14)으로서 아지노모토(주)(Ajinomoto Co., Inc.) 제품의 수지시트(GX92)를 배치하였다. 절연층(14)을 배치한 내층기판(13)을 닛코·머티리얼즈(주)(Nikko-Materials Co., Ltd.)의 진공 래미네이터에 의하여, 온도 100℃, 래미네이트 압력 7kgf 정도의 조건으로 래미네이트하고, 150℃, 30분의 조건으로 건조시켜, 내층기판(13)에 절연층(14)을 적층한 다층판으로 하였다.
[디스미어 처리]
비아홀 형성용의 마스크(20)의 형성은, SAP법을 사용하여 실시한다. 디스미어용 지그에 있어서 다층판의 래킹을 실시하고, 팽윤조, 에칭조, 중화조에서 침지요동을 실시하였다. 침지요동은 알멕스 PE(주)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 앱디스 프로세스를 사용하였다. 디스미어 온도조건은, 팽윤 70℃, 에칭 80℃, 중화 40℃로 하였다. 이때의 디스미어 처리는, 레이저 구멍 내의 스미어를 제거하는 것이 목적이 아니고, 수지시트 표면의 표면을 조화함으로써 무전해구리도금의 밀착성을 향상시켜, 필강도를 높일 목적으로 실시하였다.
[무전해구리도금층(17)의 형성]
도금용 지그에 있어서 다층판의 래킹을 실시하고, 무전해구리도금조에서 침지요동을 실시하여, 무전해구리도금층(17)을 형성하였다. 무전해구리도금층(17)의 형성은, 침지요동의 알멕스 PE(주)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 스루컵 PEA 및 포름알데히드를 혼합한 것을 사용하였다. 무전해구리도금의 약액온도는 36℃로 하고, 20분간 침지요동을 실시하였다.
[컨포멀 레이저 가공을 위한 레지스트 패턴(18)의 형성]
무전해구리도금층(17) 상에 드라이 필름 레지스트를 래미네이트하고, 노광·현상을 실시하여, 레지스트 패턴(18)을 형성하였다. 드라이 필름 레지스트는 히타치 화성공업(주)의 RD-1215의 15㎛ 두께를 사용하고, 래미네이터는 (주)오·엔·시의 장치를 사용하였다. 래미네이트 압력 0.4MPa, 래미네이트 온도 110℃의 조건으로 실시하였다. 노광은 아도테크 엔지니어링(주)의 INPREX3650을 사용하였다. 노광 후의 현상은 탄산칼륨 수용액을 사용하고, 에칭은 염산 및 염화제2구리 수용액을 사용하여 48℃의 액온도에서 실시하고, 드라이 필름의 박리는 미쓰비시 가스 화학(주)의 R-100S를 사용하였다. 현상에서 에칭 및 박리까지의 공정은, 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 장치를 사용하였다.
[스컴제거]
레지스트 패턴(18)을 형성한 후에, 노드슨 어드밴스드 테크놀로지(주)의 장치를 사용하여, 플라스마 클리닝에 의하여 스컴을 제거하였다. 가스는 아르곤, 질소, 산소, 사불화메탄을 사용하였다.
[전해구리도금층(19)의 형성]
스컴을 제거한 후에, 알멕스 PE(주)의 침지타입의 장치를 사용하여, 직류전류로서 1A/dm2로 5㎛의 두께가 되도록 전해구리도금을 실시함으로써, 전해구리도금층(19)을 형성하였다. 구리도금욕 온도는 22℃로 하고, 오쿠노 제약공업(주)의 톱루치나 SF를 레벨러, 브라이트너, 폴리머의 첨가제로서 사용하였다. 구리도금욕은 황산구리 및 황산, 염산의 혼합액을 사용하였다.
[레지스트 패턴(18)의 제거]
전해구리도금층(19)을 형성한 후에, 레지스트 패턴(18)을 제거하였다. 약액은 미쓰비시 가스 화학(주)의 R-100S를 사용하고, 액온도 48℃로 하였다. 장치는 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 것을 사용하였다.
[무전해구리도금층(17)의 에칭]
레지스트 패턴(18)을 제거한 후에, 전해구리도금층(19)을 에칭 레지스트로 하여, 플러시 에칭에 의하여 무전해구리도금층(17)을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크(20)를 형성하였다. 약액은 미쓰비시 가스 화학(주)의 클린에치 CPE-770을 사용하고, 액온도는 35℃로 하였다. 장치는 도쿄 가공기(주)의 스프레이 타입의 것을 사용하였다.
[비아홀(21)의 형성]
마스크(20)를 형성한 후에, 절연층(14) 중에서 마스크(20)로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀(21)을 형성하였다. 레이저 구멍가공은, 미쓰비시 전기(주)의 ML605GTW4(-P)5350U의 장치를 사용하였다.
[스미어 제거]
비아홀(21)을 형성한 후에, 도금용 지그에 있어서 다층판의 래킹을 실시하고, 팽윤조, 에칭조, 중화조에서 침지요동을 실시함으로써, 스미어를 제거하였다. 침지요동은 알멕스 PE(주)의 장치를 사용하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 앱디스 프로세스를 사용하였다. 팽윤액은 앱디스 MDS-37, 에칭액은 앱디스 MDE-40 및 ELC-SH의 혼합액, 중화는 앱디스 MDN-62를 사용하였다. 에칭조는 온도 80℃로 하고, 10분간 침지를 실시하였다.
[비아도체(22)의 형성]
스미어를 제거한 후에, 도금용 지그에 있어서 다층판의 래킹을 실시하고, 무전해구리도금조에서 침지요동이 가능한 알멕스 PE(주)의 장치로 무전해구리도금을 실시하였다. 약액은 우에무라 공업(주) 제품인 스루컵 PEA 및 포름알데히드를 혼합한 것을 사용하였다. 무전해구리도금의 약액온도는 36℃, 처리시간은 10분으로 하고, 무전해구리도금의 두께는 0.4㎛를 목표로 하였다. 다음에 비아필링 도금으로서, 알멕스 PE(주)의 침지타입의 장치를 사용하여, 직류전류로서 1A/dm2로 15㎛의 두께가 되도록 도금을 실시하였다. 구리도금욕 온도는 22℃로 하고, 롬 앤드 하스 전자재료(주)의 스루홀용 필링액 CU-BRITE TH4를 레벨러, 브라이트너, 폴리머의 첨가제로서 사용하였다. 구리도금욕은 황산구리 및 황산, 염산의 혼합액을 사용하였다.
(특성평가)
실시예1 및 비교예1, 2의 특성을 이하의 방법으로 측정하였다.
[톱지름의 평가]
비아홀(121)의 톱지름을 확인하기 위하여, 먼저 마루모토 스트러스(주)(Marumoto Struers)의 단면연마기로 비아홀(121)의 단면을 가공하였다. #1000의 연마지를 사용하여 러프가공을 실시하고, #2400의 연마지로 비아홀(121)의 중심의 단면을 절삭하고, 마무리로서 버프연마를 하였다. 단면을 절삭한 후의 관찰은, 금속현미경인 Olympus(주)의 GX51을 사용하여, 50배 또는 100배의 배율로 실시하였다. 실시예1 및 비교예1, 2에 대하여 각각 시료를 20개 제작하고, 톱지름의 평균값 및 편차를 구하였다. 얻은 결과를 표1에 나타낸다. 실시예1에 있어서, 톱지름의 평균값은 23.1㎛인 것을 확인할 수 있었다.
[필강도의 평가]
실시예1로서, 내층기판(13)의 제작, 내층기판(13)의 구리표면조화, 다층판(16)의 형성을 위한 적층처리, 표층구리의 전체에칭, 및 무전해구리도금층(17)의 형성을 한 후에, 무전해구리도금층(17) 상에 전해구리도금층(19)을 형성하여, 시험편을 얻었다. 또한 비교예1로서, 내층기판(113)의 제작, 내층기판(113)의 구리표면조화, 다층판(116)의 형성을 위한 적층처리를 하여, 시험편을 얻었다. 또 비교예2로서, 내층기판(13)의 제작, 내층기판(13)의 구리표면조화, 절연층(14)의 적층성형, 절연층(14)의 조화처리, 무전해구리도금층(17)의 형성을 한 후에, 무전해구리도금층(17) 상에 전해구리도금층(19)을 형성하여, 시험편을 얻었다. 시험편은, 실시예1 및 비교예1, 2에 대하여 각각 20개 제작하였다. 각 시험편에 대하여 필강도를 측정하고, 필강도의 평균값 및 필강도의 편차를 구하였다. 필강도에 있어서는, 시험편의 하층을 판 등에 고정시키고, 도금층의 끝부분을 고정판 방향에 대하여 수직으로 잡아당겨, 박리에 필요한 하중값을 측정하였다. 얻은 결과를 표1에 나타낸다.
[표면조도의 평가]
실시예1에서는, 내층기판(13)에 절연층(14)과 전해동박(15)을 적층하여 다층판(16)으로 한 후에, 전해동박(15)을 제거하고, 절연층(14)의 표면조도를 측정하였다. 비교예1에서는, 내층기판(113)에 절연층(114)과 전해동박(115)을 적층하여 다층판(116)으로 한 후에, 전해동박(115)을 제거하고, 절연층(114)의 표면조도를 측정하였다. 비교예2에서는, 내층기판(13)에 절연층(14)을 적층하고, 디스미어 처리를 한 후에, 절연층(14)의 표면조도를 측정하였다. 표면조도의 측정은, 레이저 현미경인 (주)KEYENCE의 VK-X1000을 사용하여 150배의 배율로 실시하였다. 표면조도의 파라미터로서, Ra값, Rz값을 각 10점씩 계측하였다.
Figure pct00001
표1에 나타내는 바와 같이, 톱지름의 평가에 있어서, 실시예1의 SAP법은 비교예1의 서브트랙티브법에 비하여, 소경의 가공을 할 수 있고, 편차의 정도도 작았다. 또한 필강도의 평가에 있어서, 실시예1의 SAP법은 비교예2의 디스미어 처리가 있는 SAP법에 비하여, 필강도의 편차가 작았다. 또 표면조도의 평가에 있어서, 실시예1의 SAP법은 비교예2의 디스미어 처리가 있는 SAP법에 비하여, 표면조도Ra에 대해서는 편차가 크고, 표면조도Rz에 대해서는 값 및 편차가 모두 컸다. 즉 본 실시예에 의하면, 비아홀의 구멍지름을 작게 할 수 있고, 또한 도체패턴의 형성성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 프린트 배선판의 제조방법에 의하면, 비아홀의 구멍지름을 작게 할 수 있고, 또한 도체패턴의 형성성을 향상시킬 수 있기 때문에, 최근의 정보단말기기나 통신기기 등의 고집적·고밀도화에 대응하는 프린트 배선판의 제조방법으로서 효과적으로 이용하는 것이 가능하다.
11 : 절연기판
12 : 내층회로
12a : 도체패턴
13 : 내층기판
14 : 절연층
15 : 전해동박
16 : 다층판
17 : 무전해구리도금층
18 : 레지스트 패턴
19 : 전해도금층
20 : 마스크
21 : 비아홀
22 : 비아도체
23 : 도체패턴

Claims (3)

  1. 내층회로를 형성한 내층기판 상에, 절연층과 전해동박을 이 순서대로 적층하여 다층판을 형성하는 공정과,
    상기 다층판으로부터 상기 전해동박을 제거하여, 상기 절연층을 노출시키는 공정과,
    상기 절연층을 노출시킨 후에, 상기 절연층의 표면에 무전해구리도금층을 형성하는 공정과,
    상기 무전해구리도금층 상에 레지스트층을 형성하고, 노광 및 현상을 실시하여, 비아홀을 형성하는 부분을 남긴 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 레지스트 패턴을 도금 레지스트로 하여, 상기 무전해구리도금층의 표면에 전해구리도금층을 형성하는 공정과,
    상기 전해구리도금층을 형성한 후에, 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정과,
    상기 레지스트 패턴을 제거한 후에, 상기 전해구리도금층을 에칭 레지스트로 하여, 상기 무전해구리도금층을 에칭함으로써, 비아홀 형성용의 마스크를 형성하는 공정과,
    상기 마스크를 형성한 후에, 상기 절연층 중에서 상기 마스크로 덮여 있지 않은 부분을 레이저로 제거하여, 비아홀을 형성하는 공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비아홀의 톱지름 평균값이 25㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트 패턴을 형성한 후 상기 전해구리도금층을 형성하기 전에, 스컴을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조방법.
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