TWI224556B - Method and apparatus for manufacturing multi-layer printed wiring board - Google Patents

Description

化遴理之目的 1224556 —-------------— 五、發明說明（1) 【發明所屬技術領域】 本發明係有關於一種多層印刷配線基板之製造方法以 及製造裝置’更詳而言之，係有關於一種製造適用於在含 有有機樹脂之絕緣層的表面上具有以銅等之低阻抗金屬作 為主體的配線層及填充有金屬銲料的貫穿孔（thr〇ugh hole) $體專之半導體收納用插件（package)等的多層 印刷配線基板之多層印刷配線基板之製造方法以及製造裝 置。 " 【習知技術】 習知以來’就多層印刷配線基板之製造方法而言，已 知係使用將已於絕緣板上形成有電路的内層材（芯板（ core )材）與外層材（或導電箔）之間隔著預含浸材來進 行層壓，再將上述者等藉由加壓·加熱而使内層材與外層 材密合之多層化技術。 更詳細而言，係藉由以下步驟來進行： 1 ·内層材之基準孔加工 2·藉由對内層銅箔之蝕刻（微影步驟）形成電路 3.銅之黑化處理 …、、v 4牧回涮洎興預含浸板之p 接著強度而將銅箔表面氧化成如地毯狀之細毛以提高 的潤濕性’其更具體之施行步驟如下： 门’ 脫脂—軟蝕刻（將芯板材之電路表面施行化 化以做成黑化處理之基底物）— έ 刻與水渰 爪α夂此平（以去除在⑽ π斤產生的污物（smut )為目的）—預含浸

<1 1224556 五、發明說明（2) 了防止液體被帶入黑化處理槽之 —乾燥（除去黑化處理時的水份）處理）—黑化處理 4 ·層壓加壓 5 ·貝穿孔加工 6·貫穿孔内壁電鑛 形成電路 7·藉由對外層銅箔之蝕刻（微影步 8·外型加工 , 上述層壓加壓工程係將經黑化處理# 材以及外層材（或銅箱）施行加壓·=心板材、預含浸 硬化樹脂硬化密合。 加熱而使預含浸之未 <1 習知以來，當層壓加壓工程是使 度17(TC以上、時間20分以上之條件下來進= g/Cm )- :而，在上述習知之製造方法中，會產丁生硬化後之樹 月曰k動性變大、板厚偏差等所謂妨害作業性的問題。 一—另一方面，近來在多層印刷配線基板中亦被要求必須 向禮度化。以對應该要求之技術而言，已開發出所謂的隱 藏介層孔（b 1 i nd v i a ho 1 e )技術。其乃在内層之絕緣板 上預先（於加壓層壓以前）開設出貫穿孔，再於貫穿孔中 鍰銅或將導電體銲料（將導電粉加入於熱硬化性樹脂中混 煉而成者）填充入貫穿孔内以作為貫穿孔導體。上述技術 乃得以實現多層印刷配線基板之高密度化的技術。 但是，就上述隱藏介層孔技術而言，當其用於上述習 知之多層印刷配線基板之製造方法時，即會因為複數層之

2015-3387-PF-ptd 第5頁 1224556 五、發明說明（3) 層間位置偏差而產生所謂的妨害微細化對應之問題。 【發明所欲解決之課題】 “ 法 本發明之目”的係提供-種多層印刷配線基板之製造方 該方法可解^达習知技術之問題點，亦即能使樹脂 流動不發生並解決板厚偏差及位置誤差之問題。 藉此，本發明係以提供一種可使高多層、高精密之多 層印刷配線基板生產性優異並保持高信賴性之製造方法為 目的。 、士本▲上月,另g的係提供一種多層印刷配線基板之製 造裝置’該f置可製造出能抑制板厚偏差、提昇作業性、 不產生位置誤差之多層印刷配線基板。 【用以解決課題之手段】 ι·ι或線基板之製造方法，其係將導體 、又導電體層壓板、預含浸板以及内層用鍍導電 體層壓板予以S懕尨，s #丄，广 9 ^ ^ ^ 化，直转Μ — θ後再猎由加壓·加熱來使預含浸板硬 吹於該導體該加壓·加熱之前，先將氣體喷 層用鍍導電體#芦二Ϊ導電體層壓板、預含浸板以及内 本發：體！壓板之表面上，以將雜質由該表面去除。 數且有2田t多層印刷配線基板之製造方法，其係製作複 充有導電銲m1::成之電路、具有鑛銅貫穿孔或填 此門夢由λ »、之貝牙孔的配線板，並將該複數之配線板彼 該力:』.力:：之予以多層化，其特徵在於：在進行 卜，以從#則，先將氣體喷吹於該配線基板之表面 將錶質由該表面去除。

RH 1224556 五、發明說明（4) 本發明之多層印刷配線基板之製造装置，包括有用來 加壓被層壓之成型品彼此間之可動盤以及用來加熱該被成 型品之裝置，同時在用來加壓該被成型品之空間密閉時， 設置有用來將氣體導入於該密閉之空間内之導入口以及用 來排出氣體之排出口。 【作用】 以下’就本發明之作用與本發明施行之際所得到的結 果進行說明。

在習知之多層印刷配線基板的製造方法中，一但樹脂 流動性變大、板厚之偏差變大，就會妨害作業性以及產生 位置誤差，而經由本發明者銳意探求其原因後，乃得知其 原因係在於殘存於被成形品（外層材、導電猪、内層材、 預含浸板等）之表面上的雜質（特別是水份）。曰 亦即，在層壓加壓步驟前，内層材會因施行黑化處理 ^所謂濕式處理而在表面附著有水份。黑化處理後若利用 乾秌（1 2 0 C )來除去水份的話並無法將其充份地去除。 又丄乾燥後直到進行層壓加壓之間會因為在大氣中而更進 一步附著有水份。

^成形品之表面呈附著有水份的狀態下進行層壓 4，會產生剝離或脹起。 壓力：▲方面’為了進打能確保密著力之層壓並不使層壓 壓：太向，故習知係以所謂20,公斤/平方公分之高加壓 然而’因為高加壓壓力之故， 因此招致樹脂流動過大

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五、發明說明（5) 等種種之問題。 對此，即知須從在除去水份等之雜質時即使施加低加 壓壓力亦可確保密著力之方向著手。 為了去除雜質，亦可使氣流在被成形品之表面流過。 將進行層壓加壓之空間密閉，使氣體在此空間流過而進行 淨化，並藉由氣體從被加工品表面除去水份等之雜質，以 將存在於表面之雜質去除。氣體係以非活性氣體（特別是 氬氣、氮氣）較佳。特別是在氣體中之雜質濃度係以在 5Oppb以下較佳，1 Oppb以下更佳。藉由使用上述高純度之 氣體可防止來自氣體之雜質被帶入。氣體之壓力亦可為常 壓。 又，氣體之流動方向係以與被成形品之層壓面呈水平 較佳。 此外，氣體流動之時係以對被成形品進行加熱較佳。 以加熱溫度而言，係以6 0〜7 0 °C較佳。溫度若過高的話， 預含浸板就會發生硬化掉之情形。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之實施例的多層印刷配線基板之製造 裝置剖面圖。 第2圖係本發明之實施例的多層印刷配線基板之製造 方法其步驟之示意步驟圖。 第3圖係本發明之實施例的多層印刷配線基板之製造 方法其步驟之示意剖面圖。 【符號說明】

2015-3387-PF'ptd 第8頁 1224556 _案號89116289_年月日_«_ 五、發明說明（7) 銅層壓板

1 14、134、154 雙面PWB 12 0 四層板a 1 40 四層板b 16 0 四層板c 18 0 十四層板 【發明之實施例】 (内層用鍍導電體層壓板） 内層用鍍導電體層壓板係内層材，在此處，内層即為 多層印刷配線板之表與裏的外層中除了外部之導電圖案以 外之板的内部之信號層、電源層、壓蓋（g 1 and )層等之 導電圖案。 以導電體而言，一般係銅或銅合金。以其他導電體而 言，可使用例如：銀、銘、金或包括有上述之一種以上成 份之合金，或是錄-絡合金等。 在内層中係以施行内層電路表面處理為較佳。内層電 路表面處理係一種為了令内層電路之接著力變得更佳而在 導體表面上賦予微細的凹凸之表面處理。其可舉例如：黑 化處理、氧化銅還原法、微钱刻法、無電解法以及DT (兩 次處理）銅猪等。 以用來構成層壓板之鍍上導電體之基底構件（内層材 )而言，可使用例如令熱硬化性樹脂如環氡樹脂、聚亞胺 等之樹脂含浸於玻璃而成之層壓板，以及氮化鋁、碳化 石夕、氧化石夕等之陶兗。

2015-3387-PFl.ptc 第10頁 1224556 _案號89116289 _年月曰 修正_ 五、發明說明（8) (外層用鍍導電體層壓板） 外層即為多層印刷配線板之兩面之導體圖案層。 導電體係與内層用鍍導電體層壓板相同。 亦可將外層用鍍導電體層壓板改成使用導電體箔。 (預含浸板） 用熱硬化性樹脂含浸補強材之玻璃布而呈半硬化之B 階段狀態所成之接著板。 以熱硬化性樹脂而言，可舉例如：苯酚樹脂、環氧樹 脂、聚亞胺樹脂、改質聚亞胺樹脂、含氟樹脂、聚苯酚醚 樹脂、雙馬來亞胺三嗪樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、 石夕樹脂、聚尿烷樹脂、不飽和聚酯樹脂以及烯丙基樹脂 等。 初貝〒稷a以填料來提高配線基板全 又，亦可在上述 體的強度。 (貫穿孔） 在層壓加壓後形成貫穿孔之時係利用鑽頭等來進行開 孔，亦可在之後對貫穿孔之内壁施予電鍍。 幵 在介層孔之情形下’係利用鑽頭、穿孔器、噴砂器 jsand Mast )以及雷射等習知之方法來對預含浸板&

穿孔加工。 J 其次，在孔内部進行鍍銅或填充以導電體銲料 (paste)。導電體銲料係以由導電體粉末與熱硬化 脂構成之粘合劑所混煉製成。以導電體而言，可对 銀、鋁以及其他之金屬。而熱硬化性樹脂亦可使用前述、

在孔内部 硬化，再藉由 以貫穿孔 距來進行穿孔 填充以足夠量的導電 研磨來使表面均一。 而言，亦可將3 0微来 體銲料，使導電體銲料 半徑之孔以3 0微米之間 在*習女口 士士 在本發明Φ術中’貫穿孔導體之誤差為1 50微米大，但 即使^50 1、’，由於貫穿孔導體之誤差在20微米以下，故 況。 米半彼、5 〇微米間距亦不會產生接觸不良之情 (雜質去除） 雜所在本發明中’係先由被成形品之表面將以水份為主之 y、貝去除之後再進行層壓加壓。雜質之去除係將被成形品 配置於進行層壓加壓之空間内後再進行。亦即，配置於該 空間之後，可藉由令高純度之氣體流向該空間而將該空間 淨化（purge )以由被成形品之表面施行雜質之去除。淨 化時間以及次數並不一定，可在實際的加壓機中預先將時 間、次數與水份去除量之間的關係藉由實驗來求出，再基 於上述結果來決定之。 另外，在施行加壓層壓之前先進行雜質之去除是很重 要的。此乃因為就算已在進行層壓加壓之空間外去除水 份’但之後一直到運送至進行加壓層壓的空間之間若暴露 於大氣下的話，則一瞬間水份等之雜質就會馬上附著於被 成形品之表面。上述步驟亦可在潔淨室（clean)内完 成。然而，在將雜質之去除於施行加壓層壓之空間外進行

2015-3387-PFl.ptc 第12頁 1224556 ----案號89116289_ 本月日___^-- 五、發明說明（10) 完之後，再將被成形品收納於内部係與大氣隔離的輸送盒 等之中直到運送至進行加壓層壓的空間之情形下，也可達 成與本發明同樣的效果。 以氣體而言，係以不含水份之乾燥氣體較佳。此外’ 又以使用已加熱的氣體較佳。就氣體之溫度來說，則以 60〜70 °C較佳。 另外’為了在進行加壓層壓的空間中進行雜貝之去 除’故在被成形品彼此之間設立間隙之配置方式是必要 的。例如，亦可在被成形品之角落部或側面中將用以支承 被成形品之手柄（h a n d )設定成可前進·後退的狀態。被 成形品藉由支承於手柄上之狀態而騰空，在該狀態下流過 氣體以進行雜質之去除，雜質去除後使手柄後退即可令被 成形品彼此層壓而進行加壓層壓。 (加壓層壓） 在本發明中進行加壓層壓之加壓壓力係以使用比習知 低之壓力的10〜15公斤/平方公分較為適合。即使是在如此 低的壓力下，亦可得到密著性良好、不會脹起之多層印刷 配線基板。 加壓層壓可採用銷層壓（pin lamination )方式、質 量層壓（mass lamination)形式及時序層壓 (sequential)方式等之任一種方式。 (層壓裝置） 第1圖係表示本發明之實施例的多層印刷配線基板之 製造裝置。

2015-3387-PFl.ptc 第13頁 1224556 __案號89116289_j 月 日 修正_ 五、發明說明（11) 其包括有：用以將被成形品（外層用鍍銅層壓板 4 a，4 b、内層用鍍銅層壓板6 )彼此間層壓加壓之模具板 2a，2b ’以及用以將被成形品4a，4b，6加熱之裝置（加熱器 7a，7b )，當把用以加壓被成形品4a，4b，6之空間11密閉的 同時，設置用以將氣體1 3導入於已密閉的空間1 1之導入口 1 0及用以將氣體排出之排出口 9。 在本例中，導入口 1 0係設置2處，並以使氣體能與被 成形品4a，4b，6之層壓面呈平行方向而流入之方式來配 置。導入口 1 0亦可設置2處以上。此外，設置用以在氣體 供給管1 5途中加熱氣體之加熱器1 4。 另一方面，排出口 9係隔著空間1丨設置於導入口丨〇之 對面。如此可減少氣體之對流並改善雜質去除效率。 【實施例】 預備好外層用鍍銅層壓板4a，4b、内層用鍍銅層壓板6 以及作為接著劑之預含浸板5，將上述物質層疊並開設基 準孔。 在本例中係於外層用鍍銅層壓板乜，社之外層材以及 内^用鑛銅層壓板6之内層材中使用環氧樹脂。此以 預含浸板而言’係使用以環氧樹脂含浸玻璃布者。 開设完基準孔之後，僅抽出内層用鑛 基於設計形成内層圖案。 板6 並 接著，對内層圖案之銅箔表 化處理。 自表面施仃當作粗化處理之,| 在内層用鍍銅層壓板與外層 用錢銅層壓板4a，4b之間

五、發明說明（12) 夾入預含浸板。 接著’在外層用鍍銅層壓板、 含浸板之間預先設置間隙，並將由：曰用,二層壓板及預 内之氣體以與層壓面呈 ^入口 10寺入至空間11 外，為了在外層用鍍銅層壓板、^ =至70 °c來流通。另 浸板之間設立間隙，t Μ Θ用鍍銅層壓板及預含 來達到。 隙亦可猎由例如將板之角落部作點支樓 在上述步驟中，將導引銷貫通於 層導體圖案間之相訝偏移。 、基丰孔中，以防止各 將上述者以不銹鋼板3a，3b來加 壓。其溫度為170 °c、睥n 八塗 以兀成加壓層 分。 蚪間為30分、壓力為15公斤/平方公 測定在加壓層壓後由基 微米以下。 皿出之树月曰的Ϊ係在1 其次，利用習知之方法來對外 配線圖案。 卜㈢之銅進仃蝕刻以形成 t如上述般所製作之多層印刷 驗。亦即，將多層印刖献始盆k i y八土低适灯从下之喊 太疒的彳曰雜士刷配線基板進行4小時之煮沸，之後 在260C的知錫中浸泡2〇秒，_家 交 έ士盅* 土 ^ & 蜆祭其疋否剝離及脹起。 、、、口果，亚未硯察到剝離及脹起。 另外，在加壓壓六也！ n / 丁， 刀為1 〇公斤/平方公分時亦同檨舳去 干脹起。 疋在8公斤/平方公分時則觀察到若 (實施例2 )

1224556 --- 案號 8911628Q__^ 五、發明說明（13) 在本例中，係利用如第2A 來進行層壓。 Ά_a___^ 21圖所示之時序層壓方式 第2 Α圖係繪示本實施例的流程圖，包含一 *層严 101、々電路形成m、二次層壓1()3、電路形成二G驟。 第2B、2D、2F圖係繪示一次層壓1〇1的步驟。在第2β 圖中，如同上述實施例1所示的步驟及製程條件，在具有 銅111a與層壓板iiib的單面鑛銅層壓板ill與已形成電 路圖形的雙面印刷配線板（printed Wiring b〇ard ;以下 稱PWB)114之間夾入預含浸板112、113，且在雙面pwB ll4 與具有層壓板117a與銅箔117b的單面鍍銅層壓板117之間 夾入預含浸板1 1 5、1 1 6，將其加壓層壓（條件請一併來考 實施例1 )。在第2D圖中，如同上述實施例j所示的步驟及 製程條件，在具有銅箔131a與層壓板131|3的單面鍍銅層壓 板131與已形成電路圖形的雙面PWB1 34之間夾入預含浸板 132、133，且在雙面PWB 134與具有層壓板137a與銅羯 137b的單面鍍銅層壓板137之間夾入預含浸板135、136， 將其加壓層壓（條件請一併參考實施例υ。在第2F圖中1 如同上述實施例1所示的步驟及製程條件，在具有銅箱 151a與層壓板151b的單面鑛銅層壓板151與已形成電路圖 形的雙面PWB1 54之間夾入預含浸板152、153，且在雙面回 PWB 154與具有層壓板157a與銅箱l57b的單面鍍銅層壓板 1 5 7之間夾入預含浸板1 5 5、1 5 6，將其加壓層壓（條件請一 併參考實施例1)。 ' ^ 第2C、2E、2G圖係繪示電路形成1Q2的步驟。在第％

1224556 ___ 修正 曰 案號 89116289 五、發明說明（14) 圖中’接續自第2B圖的一次層壓1〇1的步驟，形成四層板a 1 2 0後，對銅箔111 a、丨丨7b進行蝕刻以形成所需的電路圖 形。在第2E圖巾，接續自第2D圖的_次層壓】〇】的步驟， 形成四層板b 140後，對銅箔131a、137b進行蝕刻以形成 所而的電路圖形。在第2G圖巾，接續自第2F圖的一次層壓 101的步驟，形成四層板c 16〇後，對銅箔、15几進行 蝕刻以形成所需的電路圖形。 一第2H圖係繪不二次層壓丨〇3的步驟。如同上述實施例工 所示的步驟及製程料，在具有mmu層壓板161b的 二面鍍1層壓板161與四層板a 120之間夾入預含浸板 Ί 四層板3 120與四層板b 140之間夾入預含 ，在四層板b 140與四層板c 160之間夾入預

Got的單二在四層板C 160與具有層壓板17〇a與銅 W 層壓板170之間失入預含浸板、 \將，、加壓層壓（條件請—併參考實施例 第2 I圖係繪示電路形成丨〇4的步 二次層壓Η3的步驟，形成十四層板18。後接第二:的 議進行離形成所需的電路圖形。而完成ί:1;:、 180的製造。 叩兀取卞四層板 在t例中各層間樹脂之溢出量係在1微米以 此外’並未觀察到剝離及脹起。 (實施例3 ) 你个椚Y，係於環氧樹脂之 形成直徑5 0微米之貫穿孔2 1， 並在此貫

2015-3387-PFl.ptc 第17頁 1224556 --~m 89116289__年月日 你,不__ 五、發明說明（15) " 粉末以及纖維素所構成之銅銲料22並乾燥之。 更進一步，利用習知之方法在鍍銅層壓板2 〇上形成 電路圖案23而得到單一配線基板24 (第3圖（d ))。 利用同樣的順序來得到單一的配線基板2 4 b，2 4 c。 將3個單一的配線基板2 4 a，2 4 b，2 4 c與預含浸板配置在 如第1圖所示之多層印刷配線基板的製造裝置内，並將雜 質濃度lOppb以下之氬氣流入空間1 1内。氬氣之溫度係7〇 〇C。 其次，將模具2a, 2b加熱至170 °C，並以加壓壓力15公 斤/平方公分進行加壓。 與實施例1相同般觀察其剝離及脹起情形，結果並未 觀察到剝離及脹起。 又，測定貫穿孔導體之變形、位置偏移時，得到位置 偏移在2 0微米以下。 【發明之效果】 若依據本發明，可製造出不會剝離及脹起、且貫穿孔 導體之位置誤差比習知小很多之多層印刷配線基板。

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Claims (1)

1224556^ A】， C? 89116289 ;!‘， it申H專Wi：圍 ；1 词无丨 4 4 ’其係將導體箔 或外層用鍍導^體層壓板、預含浸板以及内層用鍍導電體 層壓板予以層壓後，再藉由加壓.加熱來使預含浸板硬 化，其特徵在於： 在進行該加壓.加熱之前，先將氣體噴吹於該導體箔 或外層用鍍導電體層壓板、預含浸板以及内層用鍍導電體 層壓板之表面上，以將水份由該表面去除。 2. 如申請專利範圍第1項所述之多層印刷配線基板之 製造方法，其中上述氣體為乾你氣體。 3. 如申ί青專利範圍第2項所述之多層印刷配線基板之 製造方法，其中上述乾燥氣體係加熱後之氣體。 4. 一種多層印刷配線基板之製造方法’其係製作複數 具有利用導電性箔所形成之電路、具有填充有貫穿孔導體 之貫穿孔的配線板，並將該複數之配線板彼此間藉由加 壓·加熱來予以多層化，其特徵在於： 在進行該加壓·加熱之前，先將氣體喷吹於該配線基 板之表面上，以將水份由該表面去除。 5 ·如申請專利範圍第1、2、3或4項所述之多層印刷配 線基板之製造方法，其中上述加壓時之壓力為1 〇〜1 5公斤/ 平方公分（kg/cm2 )。 6 · —種多層印刷配線基板之製造裝置，包括有用來加 壓被層壓之成型品彼此間之可動盤以及用來加熱該被成型 品之裝置，而在用來加壓該被成型品之空間密閉的同時， 設置有用來將氣體導入於該密閉之空間内之導入口以及用

1224556 _案號89116289_年月曰 修正___ 六、申請專利範圍 來排出氣體之排出口，其中該排出口係隔著上述用來加壓 該被成型品之空間，設置於該導入口之對面，且該導入口 係連接一氣體供給管，在該氣體供給管設置有一加熱器。 7.如申請專利範圍第6項所述之多層印刷配線基板之 製造裝置，其中上述導入口係平行於上述被成型品之層壓 面來設置。

2015-3387-PFl.ptc 第20頁 1224556 第89110289號中文圖式修正頁 修正日期·· 93.0.23 .Λ t.产、，-.，、. X “...ρ * .....- ^ ： g Jp yA

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