TW201419972A - 印刷配線板之製造方法及表面處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種印刷配線板之製造方法，其在進行水平搬送之際，不僅能抑制因搬送損傷起因造成之孔徑不一，更能減低雷射加工能源之用量，及提供一種使用該製造方法之表面處理裝置。本發明之印刷配線板之製造方法係包含以下步驟：對印刷配線板製造用積層板(10)之表層的銅層(3)表面進行前處理步驟，及對經前述前處理步驟後的銅層(3)表面進行雷射光照射以形成孔洞之雷射加工步驟。前述前處理步驟具有以下步驟：在含氧環境下使銅層(3)表面與水溶液A接觸之第一表面處理步驟，及使經過前述第一表面處理步驟後的銅層(3)表面與水溶液B接觸之第二表面處理步驟。本發明中，於前述第二表面處理步驟中，係於不供給氧之下使銅層(3)表面與水溶液B接觸。

Description

印刷配線板之製造方法及表面處理裝置
本發明係關於印刷配線板之製造方法，其藉由雷射加工形成用以使層與層之間通電連接的孔洞，以及使用該製造方法之表面處理裝置。
一般的多層印刷配線板，係使夾有絕緣層並在雙面形成有由銅所形成的電路之內層基板，與其他內層基板及銅箔夾著預浸材料而積層所製造。於這些印刷配線板之製造中，為了形成用以使以絕緣層隔開的銅層與銅層電性連接之盲孔(Blind via)及通孔(Through hole)，而施行開孔加工。
作為對由絕緣層與銅層積層而成的印刷配線板製造用積層板(以下，亦僅稱「積層板」)施以雷射加工之開孔方法，習知者為例如，在位於積層板表層的銅層中，以蝕刻法去除要形成孔洞的部位，再以紅外線雷射光照射露出於經去除的銅層開口內的絕緣層而形成盲孔之敷形掩膜成孔法(conformal mask method)。然而，此種方法中，以蝕刻產生之銅層的孔洞，與以紅外線雷射產生之絕緣層的孔洞易產生位置偏移的問題。
為了防止前述孔洞的位置偏移，可進行對銅層及絕緣層同時開孔的方法，即藉由所謂的直接雷射法進行開孔。但是紅外線雷射光在銅層表面幾乎都會被反射，因此以直接雷射法用紅外線雷射進行開孔時，照射高能量的紅外線雷射光是必要的。對積層板照射高能量的雷射光的話，絕緣層會大幅裂開並被去除，使接下來的蝕刻步驟產生蝕刻不良之虞。
在此，作為使用低能量紅外線雷射的直接雷射法進行開孔之方法，已知有在雷射加工前對銅層表面進行暗化處理之方法。依據此方法，因為減少紅外線雷射光的反射，因此能減低雷射加工能量，亦能防止內層基板的損在以蝕傷。但是在暗化處理上，一般必須將次氯酸鈉等氧化劑加熱至90℃，對積層板進行處理。當然，因為暗化處理作業環境惡劣，水平搬送化有困難，通常使用乳膠分批進行處理，故如何提高生產性成為課題。
另外，作為不進行暗化處理而能抑制紅外線雷射光反射之雷射加工前處理方法，下述專利文獻1提出了以特定的蝕刻劑處理銅層表面以形成雷射光吸收層之方法。又，下述專利文獻2中，提出了在銅層表面形成銅鹵化物層以作為雷射光吸收層之方法。作為前述銅鹵化物層之形成方法的具體例，記載有將銅層表面浸漬於10重量%的氯化銅2水合物的水溶液中之方法。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2007-129193號公報
[專利文獻2]日本特開2001-144411號公報
前述專利文獻1之方法，就處理條件的觀點來看，比起暗化處理，水平搬送化較容易。然而，經由本案發明人的檢討，發現進行水平搬送之際，經由與輥的接觸而在銅層表面容易產生搬送損傷，因此進行雷射加工之際變得易發生孔徑不一之情事。再者，前述專利文獻2之方法，經由本案發明人的檢討，發現雷射加工能量的減低效果尚稱不足。
本發明乃鑑於上述情事而完成者，於對銅層表面照射雷射光以形成孔洞之印刷配線板之製造方法上，提供一種印刷配線板之製造方法，其不僅能抑制積層板的搬送損傷起因造成之孔徑不一，更能減低雷射加工能源之用量，及提供一種使用該製造方法之表面處理裝置。
本發明之印刷配線板之製造方法，其包含以下步驟：對由絕緣層與銅層積層而成之印刷配線板製造用積層板的表層之銅層進行表面處理之前處理步驟，及對前述進行前處理步驟後的銅層表面照射雷射光以形成孔洞之雷射加工步驟。其中前述前處理步驟，具有以下步驟：在含氧環境下使銅層表面與水溶液A接觸之第一表面處理步驟，及使經過前述第一表面處理步驟後的銅層表面與水溶液B接觸 之第二表面處理步驟。前述水溶液A為含有銅離子、有機酸、鹵化物離子及聚合物之水溶液。前述聚合物為具有聚胺鏈及/或陽離子性基，且重量平均分子量為1000以上之水溶性聚合物。前述水溶液B為含有銅離子、酸及鹵化物離子之水溶液。本發明中，於前述第二表面處理步驟中，係於不供給氧之下使前述銅層表面與前述水溶液B接觸。
本發明表面處理裝置，其為前述本發明之印刷配線板之製造方法所使用之表面處理裝置，其具有：於前述第一表面處理步驟中用以使銅層表面與前述水溶液A接觸之第一表面處理槽、於前述第二表面處理步驟中，用以使經過前述第一表面處理步驟後的銅層表面與前述水溶液B接觸之第二表面處理槽、用以貯存使用於前述第一表面處理步驟之前述水溶液A的貯存槽，及將使用於前述第一表面處理步驟之前述水溶液A由前述貯存槽運送至前述第二表面處理槽之輸液手段。
此外，本發明中的「銅」不僅是由銅所構成者，也可是由銅合金所構成者。另外，本說明書中的「銅」係指銅或銅合金。
依據本發明，不僅能抑制積層板的搬送損傷起因造成之孔徑不一，更能減低雷射加工能源之用量，
1‧‧‧內層基板
1a‧‧‧絕緣層
1b‧‧‧銅層
2‧‧‧樹脂層
3‧‧‧銅箔
4‧‧‧銅化合物皮膜
10‧‧‧積層板
11‧‧‧輥
12‧‧‧水溶液
13‧‧‧第一表面處理槽
13a‧‧‧第一表面處理槽之入口
13b‧‧‧第一表面處理槽之底部孔
14‧‧‧噴嘴
15‧‧‧第二表面處理槽
15a‧‧‧第二表面處理槽之入口
15b‧‧‧第二表面處理槽之出口
15c‧‧‧第二表面處理槽之底部孔
16‧‧‧分隔板
17‧‧‧外槽
17a‧‧‧外槽之入口
17b‧‧‧外槽之出口
18‧‧‧貯存槽
19‧‧‧第一泵
20‧‧‧第一配管
21‧‧‧第二泵
22‧‧‧第二配管
100‧‧‧表面處理裝置
BV‧‧‧盲孔
圖1A及B為表示本發明之印刷配線板之製造方法的一實施形態之步驟別剖面圖。
圖2A及B為表示本發明之印刷配線板之製造方法的一實施形態之步驟別剖面圖。
圖3為表示本發明的表面處理裝置及前處理工程之一實施形態之概念圖。
〔實施發明之形態〕
以下參照圖面一邊說明關於本發明之印刷配線板之製造方法的合適實施形態。所參照之圖1A及B與圖2A及B皆為表示本發明之印刷配線板之製造方法的一實施形態之步驟別剖面圖。
首先，如圖1A所示，準備積層板10。圖1A中，使用積層板10，該積層板10含有：內層基板1，其於含有玻璃纖維強化環氧樹脂含浸基板(玻璃環氧基板)，及醯胺纖維強化環氧樹脂含浸基板(醯胺環氧基板)等樹脂之絕緣層1a的雙面上形成有銅層1b；樹脂層2，其積層於內層基板1的雙面，係由含有玻璃強化纖維的預浸材料及其他樹脂所形成；及銅箔3，其在各個樹脂層2間與內層基板1反方向的面上積層。通常，內層基板1的銅層1b會被圖案化而形成銅配線。
銅箔3的厚度，只要是能進行雷射加工皆可，並沒有特別限定，但銅箔3的厚度越厚，就必須更大的雷射加工能量。在本實施形態中，如後述一般，由於為能減低雷射加工能量，故銅箔3的厚度越厚(例如厚度7μm以上)，越能發揮減低雷射加工能量的效果。
〈前處理步驟〉
〔第一表面處理步驟〕
其次，在含氧環境下進行使銅箔3的表面與後述之水溶液A接觸之第一表面處理步驟。在含氧環境下使銅箔3的表面與水溶液A接觸之方法，可舉出在銅箔3的表面噴灑水溶液A之方法，及經由吹泡等方式將水溶液A吹入空氣中使銅箔3的表面浸漬於水溶液A之方法等等。其中，由蝕刻速度之安定性的觀點來看，在銅箔3的表面噴灑水溶液A之方法為佳。經由此第一表面處理步驟，銅箔3的表面被蝕刻，該表面變成可有效抑制雷射光的反射並能減低雷射加工能量的粗化形狀(參照圖1B)。之所以在含氧環境下進行第一表面處理步驟，乃是因為經由銅之蝕刻而使水溶液A中生成之亞銅離子氧化為銅離子，而能使作為銅的氧化劑的銅離子維持適當的濃度。
於以在銅箔3的表面噴灑水溶液A作為第一表面處理步驟時，以水溶液A的溫度為10~50℃、噴灑壓力為0.03~0.3MPa、接觸時間為5~180秒的條件下進行為佳。於以使銅箔3的表面浸漬於水溶液A時作為第一表面處理步驟，以水溶液A的溫度為10~50℃、接觸時間為5~180秒的條件下進行為佳。
第一表面處理步驟中，從形成能有效抑制雷射光的反射的粗化形狀的觀點來看，對銅箔3的表面進行粗化之際的蝕刻量較佳為0.01μm以上，更佳為0.1μm以上，最佳為0.2μm以上。又，在後步驟中銅箔3被圖案化形成銅配 線之際，由抑制銅配線的高電阻化之觀點來看，蝕刻量較佳為3.0μm以下，更佳為2.0μm以下，最佳為1.5μm以下。綜上所述，第一表面處理步驟中對銅箔3的表面進行粗化之際的蝕刻量，較佳為0.01μm~3.0μm，更佳為0.1μm~2.0μm，最佳為0.2μm~1.5μm。此外，上述「蝕刻量」意指在深度方向的平均蝕刻量(溶解量)，是由經水溶液A溶解之銅的重量、比重以及銅箔3之表面的前面投影面積計算出的值。
<水溶液A>
水溶液A係為包含銅離子、有機酸、鹵化物離子及聚合物之水溶液。以下說明水溶液A中所包含之各成分。
(銅離子)
銅離子係作用為用於將銅氧化之氧化劑之物，能藉由調配銅離子源而使其包含在水溶液A中。銅離子源可列舉例如：有機酸的銅鹽、氯化銅、溴化銅、氫氧化銅、氧化銅等。形成前述銅鹽之有機酸無特別限制，從維持適當的蝕刻速度之觀點來看，較佳為後述之pKa為5以下之有機酸。前述銅離子源也可併用2種以上。
銅離子的濃度，從維持適當的蝕刻速度之觀點來看，較佳為0.01~20重量%，更佳為0.1~10重量%。
(有機酸)
有機酸係具有溶解經銅離子而被氧化之銅的功能，並且具有調整pH的功能。從被氧化之銅的溶解性之觀點來看，較佳使用pKa為5以下之有機酸。pKa為5以下之有 機酸可列舉：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等飽和脂肪酸；丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸等不飽和脂肪酸；乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸等脂肪族飽和二羧酸；順丁烯二酸等脂肪族不飽和二羧酸；苯甲酸、鄰苯二甲酸、肉桂酸等芳香族羧酸；乙醇酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸等羥基羧酸；胺磺酸、β-氯丙酸、菸鹼酸、抗壞血酸、羥基三甲基乙酸、乙醯丙酸等具有取代基之羧酸；及它們的衍生物等。前述有機酸也可併用2種以上。
水溶液中有機酸之濃度，從被氧化之銅的溶解性之觀點來看，較佳為0.01~30重量%，更佳為0.1~25重量%。
(鹵化物離子)
鹵化物離子具有輔助銅的溶解，具有形成能有效抑制雷射光的反射之粗化形狀的功能，能藉由調配鹵化物離子源而使其包含在水溶液A中。鹵化物離子源可例示例如：氯化物離子、溴化物離子等離子源。具體來說可列舉：鹽酸、溴化氫酸、氯化鈉、氯化鈣、氯化鉀、氯化銨、溴化鉀、溴化鈉、氯化銅、溴化銅、氯化鋅、氯化鐵、溴化錫等。作為鹵化物離子源，除此之外，可舉出在溶液中可解離出鹵化物離子的化合物。前述鹵化物離子源也可併用2種以上。其中，從形成能有效抑制雷射光的反射之粗化形狀的觀點來看，較佳係調配氯化物離子源。其中，例如氯化銅，能使用作為具有鹵化物離子源及銅離子源雙方作用之物。
水溶液A中鹵化物離子的濃度，從形成能有效抑制雷 射光的反射之粗化形狀的觀點來看，較佳為0.01~20重量%，更佳為0.1~20重量%。
(聚合物)
水溶液A中所含有的聚合物係具有聚胺鏈及/或陽離子性基，且重量平均分子量在1000以上之水溶性聚合物。前述聚合物係與前述鹵化物離子一起調配，用以形成能有效抑制雷射光的反射之粗化形狀。從水溶性的觀點來看，較佳為重量平均分子量1000至五百萬之聚合物。其中，上述「重量平均分子量」係利用凝膠滲透層析法分析，以聚乙二醇換算所得到之值。
前述聚合物的具體例可列舉：四級銨鹽型苯乙烯聚合物、四級銨鹽型胺基烷基(甲基)丙烯酸酯聚合物、四級銨鹽型二烯丙基胺聚合物、四級銨鹽型二烯丙基胺-丙烯醯胺共聚物等四級銨鹽型聚合物，與聚乙烯亞胺、聚伸烷基聚胺、胺基烷基丙烯醯胺的鹽的聚合物，陽離子性纖維素衍生物等。前述鹽可舉出例如鹽酸鹽等。前述聚合物也可併用2種以上。其中，從形成能有效抑制雷射光的反射之粗化形狀的觀點來看，較佳為從四級銨鹽型聚合物、聚乙烯亞胺及聚伸烷基聚胺中選出的1種以上，更佳為四級銨鹽型聚合物。另外，作為前述聚合物，也可使用樹脂或纖維的抗靜電劑、廢水處理用的高分子凝集劑、毛髪用潤絲精的調理成分等市售之物。
水溶液A中前述聚合物的濃度，從形成能有效抑制雷射光的反射之粗化形狀之觀點來看，較佳為0.0001~0.1重 量%，更佳為0.0002~0.05重量%。
(其他添加劑)
水溶液A中，也可包含上述以外的成分。例如，水溶液A中，也可添加不具有聚胺鏈之非離子性界面活性劑作為消泡劑。水溶液A中，為了減少粗化處理中pH的變動，也可添加有機酸的鈉鹽或鉀鹽或銨鹽等鹽類，為了提升銅的溶解安定性，也可添加乙二胺、吡啶、苯胺、氨、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等錯合劑，也可因應必要添加其他種種的添加劑。添加這些添加劑的時候，水溶液A中添加劑的濃度為0.0001~20重量%左右。
水溶液A能藉由將前述各成分溶解於離子交換水等而輕易地調製。
〔第二表面處理步驟〕
前述第一表面處理步驟後，進行使銅箔3的表面與後述之水溶液B接觸之第二表面處理步驟。本發明中，於第二表面處理步驟中，以不供給氧而使銅箔3的表面與水溶液B接觸。藉此，如圖1B所示，經過粗化的銅箔3表面上形成銅化合物皮膜4。銅化合物皮膜4因為能減輕積層板10在水平搬送之際的搬送損傷，故在雷射加工之際能抑制孔徑不一的問題。另外，在銅箔3的表面上形成適量的銅化合物皮膜4，亦有助於減低雷射加工能量的用量。除此之外，本發明中，在第一表面處理步驟與第二表面處理步驟之間，能設有不減損本發明效果的水洗步驟等處理步驟。
以不供給氧而使銅箔3的表面與水溶液B接觸之方法， 可舉出在水溶液B中空氣(氧氣)不起泡的狀態下，將銅箔3的表面浸漬於水溶液B之方法，或將海綿輥當作搬送輥使用，將該海綿輥浸泡於水溶液B後，使積層板10通過一對吸收水溶液B的海綿輥之間的方法等。其中，從銅化合物皮膜4的形成性之觀點來看，較佳為在水溶液B中空氣(氧氣)不起泡的狀態下，將銅箔3的表面浸漬於水溶液B之方法。
作為第二表面處理步驟，在水溶液B中空氣(氧氣)不起泡的狀態下，將銅箔3的表面浸漬於水溶液B之時，從銅化合物皮膜4的形成性之觀點來看，在水溶液B的溫度為10~50℃、接觸時間為5~180秒的條件下進行為佳。
從雷射加工之際抑制孔徑不一的觀點，以及減低雷射加工能量的觀點來看，在第二表面處理步驟所形成的銅化合物皮膜4較佳為包含鹵化亞銅。銅化合物皮膜4中鹵化亞銅的含有量，銅箔3表面的每一單位面積含有0.5~10.0g/m2為佳，較佳為1.0~9.0g/m2，更佳為2.0~8.0g/m2，最佳為2.5~6.5g/m2。銅箔3表面的每一單位面積的鹵化亞銅量，可藉由水溶液B的各成分濃度、水溶液B的處理溫度、銅箔3與水溶液B的接觸時間等進行調整。此外，銅化合物皮膜4不一定要形成連續的層狀，在能減輕搬送損傷的限度內，亦可形成點狀的銅化合物。又，在不減損上述效果的限度內，銅化合物皮膜4亦可介由別的皮膜形成於銅箔3的表面上。
<水溶液B>
水溶液B係為包含銅離子、酸及鹵化物離子，因應必要可包含聚合物或其他添加劑等之水溶液。關於酸以外的 成分，可與上述水溶液A相同之物以相同的濃度調配。
(酸)
水溶液B中含有的酸，為了在銅箔3的表面上形成適量銅化合物皮膜4，使雷射加工之際抑制孔徑不一，能減低雷射加工能量而進行調配。前述酸並沒有特別限定，可從有機酸及無機酸中選擇。有機酸可列舉例如：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等飽和脂肪酸；丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸等不飽和脂肪酸；乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸等脂肪族飽和二羧酸；順丁烯二酸等脂肪族不飽和二羧酸；苯甲酸、鄰苯二甲酸、肉桂酸等芳香族羧酸；乙醇酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸等羥基羧酸；胺磺酸、β-氯丙酸、菸鹼酸、抗壞血酸、羥基三甲基乙酸、果糖衍酸等具有取代基之羧酸；及它們的衍生物等。無機酸可列舉例如：鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸等。前述酸也可併用2種以上。
水溶液B中酸之濃度，從在銅箔3的表面上形成適量銅化合物皮膜4，使雷射加工之際抑制孔徑不一，能減低雷射加工能量之觀點來看，較佳為0.01~30重量%，更佳為0.1~25重量%。
水溶液B能藉由將前述各成分溶解於離子交換水等而輕易地調製。
使用於第二表面處理步驟中之水溶液B，較佳為在前述各成分之外，並且含有亞銅離子。此外，即使於第二表面處理步驟中供給之水溶液B在不含有鹵化亞銅的情況 下，亦可藉由因銅離子對銅箔3的蝕刻而在水溶液B中生成亞銅離子。本發明中，為了在不供給氧氣而進行第二表面處理步驟，水溶液B中的亞銅離子難以氧化成銅離子。因為鹵化亞銅幾乎不溶於水，於是在經粗化的銅箔3表面析出形成含有鹵化亞銅的銅化合物皮膜4。
水溶液B可使用與水溶液A相同之水溶液，也可使用不同之水溶液，以含有使用於前述第一表面處理步驟中之水溶液A為佳。使用於第一表面處理步驟中之水溶液A，因作為銅化合物皮膜4之形成成分的亞銅離子溶解於其中，銅化合物皮膜4的形成性提高。又，因為使用於第一表面處理步驟之水溶液A能夠再利用，故也預期能降低製造成本。此外，「水溶液B含有使用於第一表面處理步驟中之水溶液A」，意謂「作為水溶液B，僅使用在第一表面處理步驟中使用的水溶液A」，亦可指「作為水溶液B，使用在第一表面處理步驟中使用的水溶液A中添加水或其他成分的水溶液」。後者的情況，於水溶液A中添加之水或其他成分的添加量，相對於水溶液A 100重量部，較佳為0.01~100重量部。
〈雷射加工步驟〉
進行前述第二表面處理步驟之後，如圖2A所示，由銅化合物皮膜4之該側照射雷射光進行形成盲孔BV的雷射加工步驟。本實施形態中，因為於銅箔3的表面形成銅化合物皮膜4，能減輕積層板10在水平搬送之際的搬送損傷。藉此，能抑制雷射加工之際孔徑不一的問題。
能使用於前述雷射加工步驟之雷射，可舉出例如能照射紅外線領域的雷射光之雷射，或能照射紫外線領域的雷射光之雷射等，為能更有效地發揮本發明之效果「減低雷射加工能量」，較佳為能照射紅外線領域的雷射光之雷射，其中，由加工效率或成本面來看更佳為二氧化碳雷射。
雷射加工能量可依據孔洞的開口徑或照射的銅箔3之厚度等進行適當的選擇，例如以8~27mJ的1擊發照射，或藉由在前述第1擊發的照射之後以低加工能量的2~8mJ進行第2擊發之照射而可調整加工能量。
如前述一般分為2擊發照射雷射光時，因不易殘留污跡而為佳，視積層板10的材質等情形，非必要一定要進行2擊發照射，又，必要時，亦可進行3擊發以上之照射。
此外，雷射的前述加工能量(J)是將加工所需的功率(W)除以頻率(Hz)所算出。
經由前述雷射光之照射，除去表層的銅化合物皮膜4、其下方的銅箔3以及樹脂層2，成為如圖2A所示之具有盲孔BV的穿孔積層板。
〈銅化合物皮膜4的去除步驟〉
接著，藉著使銅化合物皮膜4與去除液接觸而從銅箔3表面去除(圖2B)。作為前述去除液，較佳為鹽酸。作為前述鹽酸，從皮膜去除性的觀點來看，較佳為氯化氫之濃度為2~5重量%左右之物。處理方法，可舉出例如對銅化合物皮膜4噴灑鹽酸之方法，或將銅化合物皮膜4浸漬於鹽酸中之方法等。其中，從能夠容易去除皮膜的觀點來看， 較佳為將鹽酸噴灑於銅化合物皮膜4之方法。進行噴灑時，以例如20~40℃的液體溫度、噴灑壓力0.03~0.3MPa、10~300秒的接觸時間下進行為佳。進行浸漬時，以例如20~40℃的液體溫度、10~300秒的接觸時間下進行為佳。
此外，銅化合物皮膜4的去除液並不限定於鹽酸，也可使用例如有機化合物系去除液等。其中，含有三乙醇胺等之胺系化合物之水溶液，因對銅化合物皮膜4的去除性高而為佳。此時，去除液中的胺系化合物濃度為1~30重量%左右即可。處理方法或處理條件等與上述鹽酸的使用情形相同。
經前述處理後的積層板10，於此省略步驟之圖示，可經由例如無電鍍銅處理後，在盲孔BV的內壁上電鍍銅，再將上下方的銅箔3圖案化形成銅配線，而做成多層印刷配線板。
以上，說明關於本發明之一實施形態之印刷配線板之製造方法，但本發明並不限定於前述實施形態。例如，前述實施形態中，設有去除銅化合物皮膜之步驟，若不對後續之步驟構成障礙，亦可不去除銅化合物皮膜。
又，可使用於本發明之積層板，在其構成為1層以上的絕緣層與2層以上的銅層積層而成，且至少一邊的表層為銅層的限度內，沒有特別的限定。
另外，前述實施形態中，說明了適用盲孔之形成的例子，本發明不限定於此，也適用例如通孔之形成。
又，前述實施形態中，銅層與絕緣層同時進行開孔，本發明亦可適用以雷射僅對銅層進行開孔之方法。
又，前述實施形態中，說明了單就積層板的單面進行前處理以及雷射加工處理的例子，本發明亦適用對積層板的雙面進行前處理以及雷射加工處理的情形。
〈表面處理裝置〉
接著，說明關於本發明之表面處理裝置的實施形態。本發明之表面處理裝置具有：於上述第一表面處理步驟中用以使銅層表面與水溶液A接觸之第一表面處理槽、於上述第二表面處理步驟中，用以使經過第一表面處理步驟後的銅層表面與水溶液B接觸之第二表面處理槽、用以貯存使用於第一表面處理步驟之水溶液A的貯存槽，及將水溶液A由貯存槽運送至第二表面處理槽之輸液手段。藉由利用此種表面處理裝置，使用於第一表面處理步驟之水溶液A，可作為使用於第二表面處理步驟之水溶液B(或者水溶液B的一部分)而能夠再利用。再者，本發明之表面處理裝置以具有將積層板從槽外經由第一表面處理槽、第二表面處理槽依序搬送之後，再次搬送至槽外之搬送手段為佳。從將積層板進行水平搬送之觀點來看，作為搬送手段，適合使用輥。
以下，一邊參照圖面一邊說明本發明之表面處理裝置的合適實施形態。所參照之圖3為本發明之表面處理裝置的一實施形態以及表示使用該表面處理裝置之前處理步驟的一實施形態之概念圖。
圖3所示之表面處理裝置100，其具有：作為用以搬送積層板10的搬送手段之輥11；於第一表面處理步驟中對銅箔表面噴灑水溶液A(水溶液12)之第一表面處理槽13；第一表面處理槽13內對銅箔表面噴灑水溶液12之噴嘴14；於第二表面處理步驟中使銅箔表面浸漬於水溶液B(水溶液12)之第二表面處理槽15；分隔第一表面處理槽13與第二表面處理槽15之分隔板16；收容第一表面處理槽13及第二表面處理槽15之外槽17；使用於第一表面處理步驟之水溶液12以及貯存從第二表面處理槽15溢流出之水溶液12之貯存槽18；作為將水溶液12自貯存槽18移送至噴嘴14的輸液手段之第一泵19；連接貯存槽18與噴嘴14，經由第一泵19成為移送水溶液12之流路的第一配管20；作為用以將水溶液12自貯存槽18移送至第二表面處理槽15的輸液手段之第二泵21；以及連接貯存槽18與第二表面處理槽15，經由第二泵21成為移送水溶液12之的第二配管22。
第一表面處理槽13的形狀及大小並無特別的限定，只要是形成為可回收使用於第一表面處理步驟之水溶液A而供給至貯存槽18即可。一實施形態中，分隔板16為可取下之構成。於分隔板16為可取下之構成時，藉由在第二表面處理槽15內相鄰的輥11之間插入分隔板16，例如，如圖3所示可將第二表面處理槽15之槽長L2變更為槽長L2’。如此一來，槽長為可變更的話，第一表面處理步驟與第二表面處理步驟的處理時間比亦可變更，便能夠適當地 對第一表面處理步驟中銅箔3的蝕刻量或第二表面處理步驟中銅化合物皮膜4的形成厚度等進行調整。此外，除了第二表面處理槽15之槽長為可變更之方法以外，經由第一表面處理槽13之槽長為可變更之方法、第一表面處理槽中不由一部分的噴灑噴嘴14供給水溶液A之方法、在第一表面處理槽內與第二表面處理槽內變更積層板10的搬送速度之方法等，亦可對第一表面處理步驟與第二表面處理步驟的時間比進行調整。
使用表面處理裝置100對積層板10進行雷射加工前處理步驟之際，首先，在圖3中左端的上下輥11之間插入積層板10，滾動各輥11搬送積層板10。藉此，積層板10通過外槽17之入口17A以及第一表面處理槽13之入口13A，搬入第一表面處理槽13之內。在第一表面處理槽13內，經由對積層板10的銅箔表面自噴嘴14噴灑水溶液12，進行第一表面處理步驟。其次，進行過第一表面處理步驟之積層板10，通過設置有分隔板16之第二表面處理槽15之入口15A，搬入第二表面處理槽15內，其銅箔表面浸漬於水溶液12(第二表面處理步驟)。然後，進行過第二表面處理步驟之積層板10，通過第二表面處理槽15之出口15B以及外槽17之出口17B搬出至槽外，結束雷射加工前處理步驟。
雷射加工前處理之際，使用於第一表面處理步驟之水溶液12，經由第一泵19自貯存槽18移送僅該處理所必要的量至噴嘴14。然後，使用於第一表面處理步驟之水溶液 12，自第一表面處理槽13的底部孔13B經由外槽17的底面流入貯存槽18。再者，使用於第二表面處理步驟之水溶液12，經由第二泵21自貯存槽18朝向第二表面處理槽15僅移送固定的量，自第二表面處理槽15之底部孔15c流入。藉此，自第二表面處理槽15之開口部溢流出固定量的水溶液12。然後，溢流出的水溶液12，經由第一表面處理槽13或外槽17等流入貯存槽18。如此一來，藉著使水溶液12產生循環，即使對複數枚的積層板10進行連續處理時，能降低液體交換的更新頻率。
依據本實施形態之表面處理裝置，能將使用於第一表面處理步驟之水溶液，作為使用於第二表面處理步驟之水溶液B。使用於第一表面處理步驟之水溶液中，溶解有因銅箔3的蝕刻所產生之亞銅離子。因此，以本實施形態之表面處理裝置進行積層板10處理時，於第二表面處理步驟中，能提升含有鹵化亞銅之銅化合物皮膜4的形成性。又，因為能夠對使用於第一表面處理步驟之水溶液12進行再利用，可期降低製造成本。
以上，說明了關於本發明之一實施形態的表面處理裝置，但本發明並不限定於前述實施形態。例如，如圖3所示之實施形態中，其構成為將使用於第一表面處理步驟之水溶液及使用於第二表面處理步驟之水溶液雙方皆貯存於貯存槽18中，也可使其構成為僅將使用於第一表面處理步驟之水溶液貯存於貯存槽，藉由輸液手段將此水溶液移送至第二表面處理槽。
〔實施例〕
接著，就本發明之實施例與比較例一併說明。惟，不可解釋為本發明係限定於下述實施例。
〈噴灑處理〉
使用松下電工股份有限公司製之雙面銅箔積層板(R-1766)作為內層基板，準備有在前述內層基板之雙面各自積層有松下電工股份有限公司製之預浸材料(R-1661，厚度60μm)以及福田金屬箔粉工業公司製之銅箔(CF-T9LK-UN-12，厚度12μm)之物作為試驗用的積層板。對位於此積層板雙面之表層的銅箔表面，使用容量1L的噴灑機如表1所示以「使用於噴灑處理之水溶液」進行處理。此時的噴灑條件為水溶液的溫度為25℃，噴灑壓力為0.1MPa。蝕刻時間調整為使積層板的各表面中蝕刻量達到1.0μm。
〈浸漬處理〉
接著，關於比較例1及實施例1~3，對經過噴灑處理之積層板如表1所示浸漬於「使用於浸漬處理之水溶液」中，接著進行水洗及乾燥。關於實施例4~7及比較例2、3，噴灑處理過的積層板經過水洗處理之後，如表1所示浸漬於「使用於浸漬處理之水溶液」，接著進行水洗及乾燥。關於比較例4之噴灑處理後的積層板，僅進行水洗處理。浸漬條件為：比較例2以外的水溶液之溫度為25℃，浸漬時間為30秒。關於比較例2，水溶液之溫度為20℃，浸漬時間為60秒。此外，比較例1及實施例1、4以外，使用 新的水溶液作為「使用於浸漬處理之水溶液」。
又，作為比較例5，準備與實施例3中除了未進行噴灑處理之外經過相同處理之積層板。另外，作為比較例6，準備與比較例2中除了未進行噴灑處理之外經過相同處理之積層板。
〈銅化合物皮膜中之氯化亞銅的含有量〉
使用北斗電工公司製之恆電位器/恆流器(HA305)，以電壓：3V、掃瞄電流：2mA的條件測量各積層板之銅化合物皮膜中的銅含有量。接著，將銅化合物皮膜中的銅及氯視為來自氯化亞銅者，而由前述銅含有量的測量值算出氯化亞銅的含有量。結果示於表2。
〈最小雷射加工能量〉
以下述所示之雷射加工條件，將加工能量從1mJ開始至20mJ為止，以1mJ的間距往上加，能將各積層板之表層的銅箔貫通出開口徑100μm的孔洞之最小能量當作最小雷射加工能量。此最小雷射加工能量越低，可評價為雷射加工能量之減低效果越高。結果示於表2。
使用裝置：三菱電機公司製之二氧化碳雷射裝置(ML605GTWIII-5200U)
擊發數：1發
脈衝幅度：15μs
〈穿孔之開口徑〉
為了重現基板在水平搬送之際的搬送損傷，將經處理後之各積層板的處理面的一部份以鋁製肉鎚棒刮取製造傷 痕。其次，依以下所示之雷射加工條件形成如圖2A所示的盲孔：經由使用鹽酸(氯化氫：3.5重量%)、25℃、120秒的浸漬處理方法處理將銅化合物皮膜去除之後，依以下所示之方法測量穿孔之開口徑。
〔雷射加工條件〕
使用裝置：三菱電機公司製之二氧化碳雷射裝置(ML605GTWIII-5200U)
擊發數：2發
脈衝幅度：第1次擊發15μs/第2次擊發10μs
第1次擊發之加工能量：在無傷痕部位形成穿孔之開口徑為90~100μm之能量
第2次擊發之加工能量：7mJ
穿孔之個數：5041個
<穿孔之開口徑的測量方法>
藉由光學顯微鏡任意選擇10個在無傷痕部位形成之穿孔，拍下各穿孔之影像，進行各穿孔之開口徑中最長徑之測量。然後，算出所得到測量值之平均值，將此平均值作為「無傷痕部位之開口徑」。接著，藉由光學顯微鏡任意選擇10個在有傷痕部位形成之穿孔，與上述同樣地進行各穿孔之開口徑中最長徑之測量，算出平均值，將此平均值作為「有傷痕部位之開口徑」。接下來，將前述有傷痕部位之開口徑除以前述無傷痕部位之開口徑，算出開口徑比。此開口徑比越接近1，可評價為抑制因搬送損傷起因造成孔徑不一的效果越高。結果示於表2。
如表2所示，在未進行噴灑處理(第一表面處理步驟)的比較例5、6中，無法得到充分的雷射加工能量之減低效果，即使以20mJ的雷射加工能量也無法進行穿孔加工。又，以不含有聚合物之水溶液進行噴灑處理的比較例1，也無法得到充分的雷射加工能量之減低效果。
另一方面，以特定的水溶液進行噴灑處理的比較例4中，相較於比較例5、6理應可見到雷射加工能量的減低效果，然而因未進行噴灑處理後的浸漬處理(第二表面處理步驟)，依表面傷痕的有無而產生孔徑不一。
經噴灑處理後向不含銅離子之鹽酸進行浸漬之比較例3中，相較於比較例4，可看出依傷痕的有無而產生孔徑不一有更擴大的傾向。其原因，推測係起因為經鹽酸處理去除表面的皮膜之故。另一方面，經噴灑處理後浸漬於不含酸之氯化銅水溶液之比較例2中，可看出皮膜中之氯化亞銅的含有量變大，雷射加工所需要的能量有増大的傾向。相對於此等，本發明之實施例，在任一評價項目上都得到良好的結果。
浸漬處理中，使用不含有聚合物之水溶液的實施例2，與使用含有聚合物之水溶液的實施例3對比，皮膜中的氯化亞銅含有量、最小雷射加工能量以及開口徑比的任一項皆為同樣的結果。綜合比較例1與實施例1的對比以及實施例2與實施例3的對比，可得知：經由使用於噴灑處理(第一表面處理步驟)之水溶液A含有聚合物，可期可減低雷射加工能量以及抑制孔徑不一，相對於此，使用於浸 漬處理(第二表面處理步驟)之水溶液B中的聚合物有無，對其後的雷射加工步驟並無太大影響。
浸漬處理中，使用無機酸之實施例5~7中，與使用有機酸之實施例1~4，同樣都可看出雷射加工能量的減低效果以及孔徑不一的抑制效果。由這些結果，可得知使用於第二表面處理步驟之水溶液B的酸成分可為有機酸也可為無機酸。

Claims (10)

  1. 一種印刷配線板之製造方法，包含以下步驟：對由絕緣層與銅層積層而成之印刷配線板製造用積層板的表層之銅層進行表面處理之前處理步驟，及對前述進行前處理步驟後的銅層表面照射雷射光以形成孔洞之雷射加工步驟；其中前述前處理步驟，具有以下步驟：在含氧環境下使銅層表面與水溶液A接觸之第一表面處理步驟，及使經過前述第一表面處理步驟後的銅層表面與水溶液B接觸之第二表面處理步驟；前述水溶液A為含有銅離子、有機酸、鹵化物離子及聚合物之水溶液，前述聚合物為具有聚胺鏈及/或陽離子性基，且重量平均分子量為1000以上之水溶性聚合物，前述水溶液B為含有銅離子、酸及鹵化物離子之水溶液，於前述第二表面處理步驟中，係於不供給氧之下使前述銅層表面與前述水溶液B接觸。
  2. 如請求項1所記載之印刷配線板之製造方法，其中前述水溶液B含有使用於前述第一表面處理步驟之前述水溶液A。
  3. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中於前述第二表面處理步驟中，將前述銅層表面浸漬於前述水溶液B。
  4. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中於前述第一表面處理步驟中，對前述銅層表面噴灑前述水溶液A。
  5. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中於前述第二表面處理步驟中，前述水溶液B的溫度為10~50℃；前述水溶液B與前述銅層表面的接觸時間為5~180秒。
  6. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中前述水溶液A為含有0.01~20重量%之前述銅離子、0.01~30重量%之前述有機酸、0.01~20重量%之前述鹵化物離子及0.0001~0.1重量%之前述聚合物之水溶液。
  7. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中前述水溶液B為含有0.01~20重量%之前述銅離子、0.01~30重量%之前述酸及0.01~20重量%之前述鹵化物離子之水溶液。
  8. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中含於前述水溶液A中的前述聚合物為四級銨鹽型聚合物。
  9. 如請求項1或2所記載之印刷配線板之製造方法，其中於前述第一表面處理步驟中，銅層的深度方向的平均蝕刻量為0.01~3.0μm。
  10. 一種如請求項2所記載之製造方法所使用之表面處理裝置；具有：於前述第一表面處理步驟中用以使銅層表面與前述水溶液A接觸之第一表面處理槽，於前述第二表面處理步驟中，用以使經過前述第一表面處理步驟後的銅層表面與前述水溶液B接觸之第二表面處理槽，用以貯存使用於前述第一表面處理步驟之前述水溶液A的貯存槽，及將使用於前述第一表面處理步驟之前述水溶液A由前述貯存槽運送至前述第二表面處理槽之輸液手段。
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