TW200911058A - A method for manufacturing a printed circuit board - Google Patents

Description

200911058 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種印刷配線板之製造方法。特別是關 於一種對於覆銅積層板上進一步積層有預浸體層（絕緣層） 與銅箔而成之多層積層板，自該多層積層板表面之銅箔側 以雷射光照射，使表面之銅箔與其下之内層（預浸體層）形 成貫通孔（通孔）之印刷配線板之製造方法。 【先前技術】 隨著近年電子機器的小型化、高密度化、高性能化， 印刷配線板被要求能夠達成高密度電路形成。爲滿足此要 求，於多層印刷配線板間為了能夠層間連接而形成 BVH(Blind Via hole)等之貫通孔（通孔）。 作為此時之穿孔手段，以加工效率與成本面來看以二 氧化碳雷射等之雷射加工常被拿來利用。 以往為了用雷射在多層積層板上形成通孔，係採用正 形光罩（conformal mask)法··首先要將穿設通孔的部分之表 層侧之銅領藉蝕刻法除去，之後再以雷射專門針對銅層間 (上述表層側銅箔存在處到内層之銅箔表面之間）之絕緣層 (預浸體層所形成之絕緣層等）進行穿孔。 然而正形光罩法中除了蝕刻的成本之外，也有藉蝕刻 法除去銅之可靠性、或銅層間之電路對位精度等技術上問 題。因此近年來提出了改變正形光罩法而在表層側之銅箱 上以雷射照射形成孔洞之直接法（例如參照下述日本專利文 獻1〜4)。 5 200911058 藉此直接法穿孔之方法中，於雷射加工時孔的周圍會 產生銅之飛散。若不將此銅之飛散物除去就在通孔上進行 鍍敷加工，於後續之鍍敷步驟中可能會產生鍍敷金屬之異 常析出等不良的情形。 疋以，乃有人提出以氯化鐵、過硫酸鹽系、或氨系之 銅之蝕刻液將飛散物除去之習知技術（參照下述日本專利文 獻5) 曰本專利文獻1 :特開2〇〇4_154843號公報 曰本專利文獻2 .特開2004-154844號公報 曰本專利文獻3 :特開2〇〇4_27391 1號公報 曰本專利文獻4 :特開2〇〇4·281872號公報 曰本專利文獻5 :特開2〇〇4_129147號公報 【發明内容】 —八然而此等以往之銅之蝕刻液，若蝕刻進行至飛散物被 兀王除去為止，會造成連位於通孔底部之内層之銅層或多 層積層板表面側之銅層表面都會被過度钱刻的問題產生。 毛月之目的係在於提供一種印刷配線板之製造方 法，係以直接雷射加工於多層積層板上形成通孔時，位於 通孔底部内層之銅層或多層積層板表面側之銅層表面不會 過度蝕刻就能將銅之飛散物確實除去。 :了解决上述課題，本發明之印刷配線板之製造方法， 士： ： s積層板之最外層之銅或銅合金表面以雷射光照射 垠形成通孔；其特徵在於： 200911058 雷射光照射後於該最外層之鋼或銅合金表面，以喷霧 處理之方式’來和餘刻速度/浸潰處理之㈣速度之比為 3〜5之含有硫酸以及過氧化氫之蝕刻液做接觸。 上述之印刷配線板之製造方法中，蝕刻液之硫酸濃度 為3wt%〜25wt%、過氧化氫濃度為較佳。 上述之印刷配線板之製造方法中，上述之蝕刻液在喷 霧處理時之蝕刻速度為2μηι/ιηίη〜8μιηΛηίη之蝕刻液較佳。 上述之印刷配線板之製造方法中，上述之蝕刻液係進 -步含有選自脂肪族或脂環式胺類、醇類、四唑化合物、 非離子性界面活性劑中至少丨種較佳。 此外，上述之印刷配線板之製造方法中，蝕刻液之溶 劑為水較佳。 依據本發明，以直接雷射加工於多層積層板上形成通 孔時，位於通孔底部内層之銅層或多層積層板表面側之銅 層表面不會過度蝕刻就能將銅之飛散物確實除去。 【實施方式】 本發明適用於基板表面上有銅積層之覆銅積層板上有 預浸體層（絕緣層）積層，其表面使用有銅箔形成之多層積 層板之製造印刷配線板之製造方法。形成印刷配線板之配 線電路之銅或銅合金只要無特別說明以下統一以銅表示。 以銅合金而言係使用形成印刷配線板之配線電路時不會招 致特別障礙之以往所用之銅合金。 以下為了容易理解，將此使用直接雷射加工法之通常 200911058 之印刷配線板之製程之代表例，引用圖來做說明。 圖3係顯示具有藉直接雷射加工法進行通孔 之印刷配線板製造過程之部分概略剖面圖。/成^驟 刊反1之兩面積層鋼層2之覆鋼積屠板3之 』面圖。接著如® 3(b)所示，在 之 成用之抗_—一成後二 :::=遮罩將銅層2不要之部分餘刻除去，形成由銅 層2所構成之内層配線電路2、接著如圖3(d)所示

内層配線電路2，$肉® 3K3 A # L 之内層配線基板5之上下兩面分別以預浸 人(絕緣層)6與表層之銅猜7來積層，此例中製作出且有 :計4層之銅層積層板。然巾，具有4層之銅層積層板僅 ::中例’並非僅限定於於此例之中。接著如3(e)所 ，雷射光進订直接通孔加工，但這之前為了使雷射光照 射邛77之表層之銅7之表面易於雷射加工所以預先以黑 化還原處理或粗化處理等之表面處理(圖未顯示)較佳。 如此，具有表面處理銅層之積層板上以雷射照射， 進仃通孔之加工。此時’於通孔開口部週邊也會形成如後 迟之熔融爪散之銅之飛散物（圖3(e)中未顯示。參照後述圖 1之符號22)。本發明即為，於此使用後述之本發明之姓刻 液，藉喷霧處理來除去銅之飛散物。本發明之印刷配線板 之製造方法，其具有此銅之飛散物之除去方法之特徵。關 於鋼之飛散物之除去會於後面說明。 接著’形成有通孔之多層積層板在後續步驟之圖示雖 然省略，但通常基於已形成之通孔之層間導通形成，包含 200911058 通孔内壁也會鍍銅，進而將表層（圖3之情況為上側與下側 之銅箔7)之銅層圖案化來形成表層之鋼層之配線電路，然 後製作出多層印刷配線板，此為一般的方法。 以下，對本發明之各要件作詳細的說明。 (1)銅表面 以基板1而言，例如有玻璃纖維強化環氧樹脂含浸基 板（玻璃環氧基板）、芳族聚醯胺纖維強化環氧樹脂含浸基 ( 板（芳族聚醯胺環氧基板）等之含樹脂之基板（樹脂基板）等。 上述基板1之表面上積層銅層2成為覆銅積層板3, 再於此上積層絕緣層之預浸層6，再於其表面形成銅猪7 而構成多層積層板。絕緣層6例如可使用環氧樹脂等之樹 脂層或纖維強化樹脂層。此多層積層板之剖面示意圖以圖 2顯不。本來作為印刷配線板之情況如圖〜圖3(旬所 示’將覆銅積層板3之銅層2加以圖案化形成具有内層配 線電路2,之内層配線基板5，然後其上下兩面上再形成絕 緣層（預浸層）6,目2為省略此圖案化之圖示。 上述表層之銅箔7之表面上預先形成於波長9.3μηι〜 下吸光度〇 〇5以上（〇 〇7以上更佳）之加工層，特別 疋在-乳化碳雷射加工之情況可用低能量進行雷射加工較 佳。 有機酸系或硫酸過氧化氫 表層進行前處理來形成。以此 ' ^成加工層之方法而言，例如有黑化還原處理或

而言，例％有硫酸過氧化氫系 。以此表面處理用之前處理劑之商 L化氫系之雷射加工用前處理劑”梅 9 200911058 克v邦得梅克股份公司製）等之代表例。 (2)雷射加工 本發明所使用之雷射，以加工效率與成本面來看以二 氧化碳雷射特別適合。 二氧化碳雷射使用屬紅外線波長區之93μιη〜ι〇6μιη 波長。加工能量可隨著開孔表面之銅箔厚度適宜選擇，例 如：广27mJ曝射卜欠來穿孔。更佳的方法是，以低加 月b里之2 5mJ 4射2次達成通孔底之銅層面之清除。 但未必須曝射2次。此外’如有必要曝射3次以上也可、。 、於此所謂二氧化竣雷射之加工能量意為於加工時所 必要之輸出能量除以頻率之商(加工能量[j] =輸出 / 頻率[Hz])。 (3)餘刻處理 述一氧化奴雷射加工後（例如圖3(e)之步驟後），如 w所不以敍刻液21之喷霧處理來除去銅之飛散物22。 圖1係卩示意方式顯示除去此缺飛散物之樣子之剖 =圖此圖為目3(e)之上部之部分（形成有通孔之附近部分） 放大，示意描繪經蝕刻液喷霧之狀態之剖面圖。 圖1中，22為銅之飛散物，21為喷霧中之本發明所用 虫刻液，其他的部分，與目3⑷相同之部分標示同一符 :° ’、、、、而，為了一併了解圖2中形成通孔之情況，内層之 鋼層2在圖2令之情況由於未圖案化對應於符號2標示， ^圖3⑷中經圖“形成㈣配線電路2，之“對應到符 200911058 ，意為於通孔開口周邊之銅箔表 口部分邊緣殘存之突起狀銅。圖 此處所謂銅之飛散物 面上飛散的銅塊或通孔開 1中以符號22標示。 若任憑銅之飛散物殘留而實施接下去之㈣處理，則 飛散物之附近會產生空隙，有無法均一鍍敷等之不良情況 產生之可能。 以為了除去飛散物所使用之钮刻液而言，除了可溶解 銅之溶液為必要之外’同時也被要求不會將位於通孔底部 之内層之銅層2(2，）或多層積層板表面側之銅層7表面造成 必要以上之蝕刻。因此需要滿足如下述之要件。 < 1 >飛散物去除性 通孔開口周邊之多層積層板表面侧之銅箱表面之飛散 物因為以物理方式附著於表面上，所以使用橫向之姓刻優 先之蝕刻液，或使用橫向與縱向之蝕刻性無差別之蝕刻液 之情況有較容易除去之傾向。 縱向之蝕刻液蝕刻性較高之情況，在除去銅之飛散物 之前就會有位於通孔底部之内層之銅層2(2，）或多層積層板 表面側之銅層7表面被蚀刻之疑慮。 < 2 >通孔底部之蝕刻 為除去飛散物而自通孔附近之多層積層板表面側之銅 層7表面側以噴霧進行蝕刻處理之情況，通孔内部以及外 部之钱刻液之狀態可以想像成如圖1所示之情況。 亦即於表面側之銅層7表面因直接受到來自喷霧機之 蝕刻液的噴射，所以呈現經常替換蝕刻液之狀態，即為經 200911058 常被供給新鮮之蝕刻液之狀態。 另一方面，通孔内部23由於是非常狹小之部分所以蝕 刻液之替換較少，可想成接近被蝕刻液浸潰處理之狀態。 因此為了防止位於通孔底部之内層之銅層2(2，）之過度 敍刻’浸潰狀態之蝕刻速度若能放慢則可抑制底部之銅層 之過度蝕刻。 以滿足上述之要件之蝕刻液而言，本發明使用喷霧處 理之敍刻速度/浸潰處理之蝕刻速度的比為3〜5之蝕刻 液。 較佳為使用噴霧處理之蝕刻速度/浸潰處理之蝕刻速 度的比為3.5〜4之姓刻液。 蝕刻速度之比為3以上則位於通孔底部之銅層2(2，）或 夕層積層板表面側之銅層7表面不會過度触刻就能將飛散 物除去。 另一方面，蝕刻速度之比為5以下則不會因為縱向之 蝕刻速度過快造成在飛散物除去前於通孔底部之銅層2(2，) 或多層積層板表面側之銅層7表面受到過度蝕刻。 再者，喷霧處理之蝕刻速度在2|im/min〜8μιη/ιηίη較 佳。 喷霧處理之#刻速度若於此範圍内，因可保持縱向與 橫向之蝕刻速度之平衡，也可使位於通孔底部之銅層2(2,) 或多層積層板表面側之銅層7表面不用過度蝕刻就能將飛 散物除去所以較佳。 藉使用此飯刻液可除去銅之飛散物且同時抑制通孔底 12 200911058 部之銅層之過度钮刻。 喷霧處理與浸潰處理之钮刻速度之測定，例如喷霧處 理之㈣速度可於室溫（2G〜351)之範圍中設定適當之溫 度，於一定之噴霧壓力0.05〜02MPa之範圍中設定適當的 壓力狀態來測定。另一方面，比較之浸潰處理之蝕刻速度， 係將之浸潰於與比較之噴霧處理相同溫度之蝕刻液中，測 定達到分別之目的之蝕刻量（2〜5μη1)時之蝕刻之速度，然 後比較噴霧處理之蝕刻速度與浸潰處理之蝕刻速度。 此外本發明之各蝕刻速度，於喷霧處理之條件為液體 溫度25t喷霧壓力〇.1MPa、於浸潰處理之條件為液體溫 度2 5 C ’刀別將電解銅揭姓刻5 pm為止時之速度。 此外’蚀刻速度藉測定蝕刻前之銅重量與蝕刻後之銅 重量之差之重量法求出。 以適合本發明之蝕刻液而言，硫酸以及過氧化氫作為 基液之溶液較佳。 以硫酸以及過氧化氫作為基液之溶液，與其他基液之 姓刻液例如氯化銅系、氣化鐵系、有機酸系之蝕刻液相比 其橫向之蝕刻性較高，故對於飛散物之縱向之蝕刻不易除 去之物有較優良之除去性。 為了使噴霧處理之蝕刻速度/浸潰處理之蝕刻速度的 比為3〜5 ’首先以添加各種之添加劑或使蝕刻液之濕潤性 上升之界面活性劑等較佳。具體上有脂肪族或脂環式胺 類、醇類、四唑化合物、曱酯化物、非離子性界面活性劑 等。 13 200911058 1〜12之脂肪族胺类負 例如有三正丁胺、乙 再者’以脂肪族胺類而言碳數在 較佳’以脂肪族胺類之具體例而言， 烯二胺、2-乙基己胺等。 例如有環己胺、二環已 以脂環式胺類之具體例而言 胺等。 例如有乙二醇、丙二醇、二乙 以醇類之具體例而言 二醇、二丙二醇、三丙二醇等。 以四唑化合物之具體例而 基-1H-四唑u其m U如有1Η·四唑、5H-甲 本基_1Η·四唑、5_氣 -5-乙基-1Η-四唑等。 飞肌基_1Η-四唑、1-甲基 以非離子性界面活性 油-、聚乙二醇、乙二醇例如有丙二甘 醇單乙醚等。 、 —醇單丁醚、二乙二

此等添加劑可適宜選擇使用！ 若併用脂環式胺類與四唑化合物， 散物之蝕刻液。 藉此等之添加劑之添加 物確實除去之具有本申請案 及银刻速度之比之餘刻液。 ，可簡單調製出可使銅之飛散 毛月之姓刻液般之Ί虫刻速度以 種或2種以上。特別是 則可成為優良之除去飛 此等添加物之使用量雖無特別限定，但相對於總量於 〇.001 〜2wt%較佳、0.01 〜0.5wt%更佳。 再者，過氧化氫之量於調整至下述範圍内較佳。 過氧化氫：lwt%〜15wt%、2wt%〜1〇wt%較佳、2〜％ 〜5 wt%更佳。 14 200911058 過氧化氣泼度若低於上述範圍，則噴霧處理之蝕刻速 度降低的同時浸潰處理之餘刻速度不會像喷霧處理之餘刻 速度攻般降，因此噴霧處理之姓刻ϋ度/浸潰處理之触 I速度之比會小於3。從而，除去銅之飛散物會花費太多 打間，其間容易產生位於通孔底部之銅層之蝕刻繼續進行 之傾向。 再者過氧化氫濃度高於上述範圍之情況，蝕刻速度會 又知過快而使得適切蝕刻時間之設定變得困難。因此，過 氧化氫之濃度於上述範圍内較佳。 此外’硫酸之濃度範圍調整至下述範圍内較佳。 硫酸濃度：3wt%〜25wt%、5wt%〜20wt%較佳、6wt% 〜1 〇wt%更佳。 硫酸之濃度低於上述範圍則過氧化氫有變得容易分解 之傾向另一方面，硫酸之濃度高於上述範圍則有硫酸銅 變得容易析出之傾向。因此硫酸之濃度於上述範圍内較 佳。 以下，為了更進一層容易理解本發明而引用實施例， 對本發明做更進一步說明，但本發明並不只限定於此實施 例中。 [實施例] 於基板1之兩面形成有銅層2之蕊材（松下電工製“R_ 1766”）上，將雷射加工對應預浸板（厚6〇μηι松下電工製 “R1661ED”）以及銅箔（厚12_三井金屬礦業製，，3Ec_ni，，） 加以積層，做成如圖2所示之試驗基板。然而，因其為試 15 200911058 聽板’故為於多層積層板表面側之銅層7或位於通孔底 部之内層之銅層2都不進行圖案化形成配線電路即進行實 驗之物。

/將_Li4H 2所$之試驗基板之表面’以硫酸過氧化氮 系之雷射加工前處理卷丨r，，i A _ 劍（梅克v邦得，，梅克股份公司製）進 行蚀刻處理將表面層之細7 4 is tir 銅7之厚度蚀刻為9_6μηι。藉此雷 射加工别處理而有雷辦一 丁处I、丨 对加工忐以低能量進行之優點。 f 使用—氧化石厌雷射機（日立力學製”LC-2G212/ 2C”）， 雷射照射側（表面側）之直輕含盔，^ λ 直让疋為1 〇〇pm，底面側之直徑定 為80μηι〜1 ΟΟμηι，再以下味+丄.^ 边之加工條件形成通孔。 另外，下述之條件之^! # ρ / 千之3己載中『/』之前後分別為進行 2次曝射雷射照射之情況笛 1月，凡之弟1次與第2次之條件。 輸出能量（w): 17.75mJ/3 6〇mj 頻率（Hz) : 1000 次） 曝射數· 1/1 (上述之輪出能量、頻率各採用 g. 脈衝寬度（ps) : 36/ 10 U 一 將表1顯示之實施例1〜τ 1 2、比較例1〜4以及比較例6〜8 之各姓刻液裝入小型噴霧機，以可達成使形成上述通孔之 各試驗基板敍刻5_(重量法）的方式來進行姓刻。 此外，實施例1〜12、屮h 比較例1〜4以及比較例6〜8之各 钮刻液之蝕刻速度用以下條件測定。 浸潰處理蝕刻速度··液、、ra 。 > 紙25 C時，測量各蝕刻液中將 試驗基板進行钮刻5 μηι所需 > 主日 南之時間與蝕刻前蝕刻後之銅之 重量來計算蝕刻速度。 16 200911058 曰噴霧處理触刻速度：以液溫饥、喷霧壓力^他， ’則里將測疋基板進行蝕刻5μηι所需之時間與蝕刻前蝕刻後 之銅之重量來計算蝕刻速度。 另外，雷射加工後，沒彳進行钮刻之試驗基板當作比 較例5。 蝕刻後，將各試驗基板以實體顯微鏡進行表面觀察， 目視觀察銅之飛散物之除去性。 飛散物除去性之評價，於所觀察之5〇〇處中，所有之 飛散物被完全除去去兔〇、士 ^ 于云言马ϋ有一處以上沒有被除去者為 再來作成截面以實體顯微鏡觀察其剖面，計算通孔底 部之銅層之減少量。 通孔底部之銅層之減少量，係藉由觀察其截面，於原 本銅之上端之線拉出延長線，以此線測定蝕刻之程度而概 异出敍刻量來計算。 結果以表1顯示。 如表1所示，實施例1〜12與硫酸以及過氧化氫系以 外之蝕刻液之比較例3、4以及7相比其飛散物除去性較 為良好。同時，實施例卜12中之蝕刻速度與噴霧蝕刻速 度和浸潰蝕刻速度之差較少之比較例1、2以及6相比明 顯通孔底部之銅層之蝕刻量較少。再者實施例1〜12與使 用噴霧處理之蝕刻速度/浸潰處理之蝕刻速度之比大於5 之姓刻液之以較例8相比其飛散物除去性較為良好。 因此實施例1〜12所顯示之本發明方法，可知能夠滿 17 200911058 足銅之飛散物除去性與通孔底部之銅層之蝕刻抑制性 18 200911058 f 總合評價 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ◎ w _ A ^ 1 tv I m m IT} m ν〇 cn CN cn cn cn m Ό m Ό ΓΛ 寸 m 00 (N 飛散物 除去性 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 £ * \ l/Ί cn m 寸 *«H 寸 寸 cn in cn cn ΓΛ v〇 cn ^ s' ^ ε 眾3 m \〇 m 卜 1-H 卜 ό o in »n ^-H Ό 铋 oo ΐ/*ί f~« 寸 卜 卜 to VO Ό 卜 m v-> *r\ i〇 接觸時間 (Sec) (Ν ^Τ) m CO CO Ό Ο ν*ί m m S ?； 配合wt% _ι 42 «e( 4 这1/11〇十 SS蛉鍰 0m ί^Ν〇«· «( ^ ^ntOH' _l iSe? ^«〇t〇H-ss蛑韁 o°®PS? “<NO —m di 1¾¾ O cs K 毯 r〇 Ό »—ι ·βΕ nil ^ 0 ^ ηΛ . ¥ 截 5*^ 1¾¾ * Η- SgS迤 二$〇¥ (So Μ —W SS-n^tf ^S雄 CN 〇 ^1¾ M 屮 圣 S傘 二°9〇¥ Γ^ Ο ίΜ 'Iff sse鴒 式姿S龜 ^°〇q¥ fS 〇 式。11屮 ss«齷 35%過氧化氫 11% 62.5% 硫酸 12.80% 1H_ 四唑 0.05% 環己胺 0.05% 離子交換水 剩餘 嫁 御κ ίΝ 5 鸯 ίΚ 如< 寸 谋 ik in 军 诺 IK Ο w O 00 邊 Vc Os 雀 〇 200911058 1- -Μ d寸3

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t2_ 各 C£L· J -J J r-r> tv tv ㈣齊掛 200911058 產業上可利用性 • 本發明可有效利用於包含直接雷射加工於多層積層板 上形成通孔之步驟之印刷配線板之製造方法。 【圖式簡單說明】 圖 \ >{系、 — ''以示，¾方式顯示本發明方法中除去銅之飛散物 之樣子之剖面圖。

圑u員示本發明之實施例中 形成前之多層積層板之剖面示意圖。之4驗基板之通孔 騍 圖3係顯示具有藉直接雷射加工法進 之印刷配線板製程之部分之概略剖面圖。 形成步 【主要元件符號說明】 1 基板 2 銅層 2 ’内層配線電路 3 覆鋼積層板 4 抗蝕圖案 5 内層配線基板 6 絕緣層（預浸體層） 7 銅箔 20 雷射 21噴出之触刻液 22 銅之飛散物 21 200911058 通孔内部 23

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Claims (1)

1. 200911058 十、申請專利範面： 1 · 一種印刷配線板之製造方法，係於多層積層板之最 外層之銅或銅合金表面以雷射光照射來形成通孔；其特徵 在於： 雷射光照射後於該最外層之銅或銅合金表面，以噴霧 處理之方式，來和蝕刻速度/浸潰處理之蝕刻速度之比為 3〜5之含有硫酸以及過氧化氫之蝕刻液做接觸。

   2_如申請專利範圍第丨項之印刷配線板之製造方法， 其中，㈣液之硫酸濃度為3wt%〜25m%、過氧 為 lwt%〜15wt°/。。 度 3.如申請專利範圍第i《2項之印刷配線板之製造方 法，其中’該蝕刻液在噴霧處理時之蝕刻逮 2μηι/ιηίη〜8μηι/ηιίη。 又两 4.如申β專利關第i 4 2項之印刷配線板 Γ，其中，該飯刻液係進一步含有選自脂肪族或脂環2 類、醇類、四也化合紙 Λ 衣式胺 η物、非離子性界面活性劑小 i 種。 Η"一、圖式： 如次頁。 23