TWI383723B - Production method of printed wiring board - Google Patents

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TWI383723B
TWI383723B TW100111534A TW100111534A TWI383723B TW I383723 B TWI383723 B TW I383723B TW 100111534 A TW100111534 A TW 100111534A TW 100111534 A TW100111534 A TW 100111534A TW I383723 B TWI383723 B TW I383723B
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Inventor
Tomoyuki Ikeda
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Ibiden Co Ltd
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Description

印刷佈線板之製造方法
本發明係關於在形成於絕緣性材料中之貫通孔內形成鍍敷導體而成之印刷佈線板，更詳細而言，係關於改善鍍敷導體之導通不良且提高基板強度之印刷佈線板及其製造方法。
於習知之印刷佈線板中，作為用以電性連接分別形成於成為核心的絕緣性樹脂基材表面及背面之導體電路之鍍敷通道孔(through hole)，係有在形成於絕緣性樹脂基材中之貫通孔內藉由鍍敷填充金屬而形成之填充型(filled type)通道孔。
例如，於日本專利公開2004－311919號公報中，揭示有形成此種通道孔之方法作為習知技術。於形成通道孔時，首先，如圖9(a)所示，於絕緣性樹脂基材1中形成貫通孔2之後，如圖9(b)所示，於包含貫通孔之內壁面的絕緣性樹脂基材2之表面，藉由無電解鍍敷而形成由金屬構成之籽晶層(seed layer)3。
繼而，將籽晶層3作為供電層而實施電解鍍敷，於籽晶層3上形成電解鍍敷層4。如圖9(c)所示，該電解鍍敷層4中，形成於貫通孔2開口部之角部的部分將厚於形成在貫通孔2之內側部的部分。
進而，可實施電解鍍敷處理，如圖9(d)所示，以金屬填充貫通孔2而形成通道孔6，並且將電解鍍敷層4設為所期望之厚度。
其後，藉由對該電解鍍敷層4實施圖案化，而於絕緣性樹脂基材1之表面及背面形成所期望之佈線圖案，從而可獲得形成有電性連接此種佈線圖案之通道孔6之佈線基板。
然而，於藉由此種方法而形成之通道孔內，如圖9(d)所示，有易於在內部形成空隙8之問題。
因此，提出有可形成無空隙等缺陷之通道孔的技術(例如，參照上述專利文獻)。該方法如圖10(a)～(b)所示，係於絕緣性樹脂基材1中形成縱剖面呈鼓型之貫通孔2之後，藉由無電解鍍敷於貫通孔之內壁面形成由金屬構成之籽晶層3，繼而，將該籽晶層作為供電層而實施電解鍍敷處理，藉此於鼓型貫通孔內填充金屬4，從而形成產生空隙等缺陷之情況較少的通道孔6。
然而，具有如上所述之縱剖面呈鼓型之通道孔的印刷佈線板中，鍍敷填充而成之通道孔具有隨著自表面開口朝向中央部而逐漸縮徑之所謂的頸部分，並且為夾著中心軸而呈大致對稱之形狀，因此，於絕緣性樹脂基材產生翹曲之情況時，其應力容易集中於通道孔之頸部分周邊。其結果為，由於在頸部分周邊容易產生裂縫，故存在下述問題，即，因該裂縫之產生而導致連接不良，或者基板容易彎折而無法獲得充分之機械強度。
因此，本發明之目的在於提供具有下述通道孔構造之印刷佈線板，即，不僅可減少空隙等缺陷亦可減少裂縫之產生，藉此可減少基板之連接不良，且可提高基板之機械強度。
本發明者為解決上述課題而反覆研究，結果發現，於鍍敷填充而成之剖面鼓型之通道孔構造，例如，具有於基板之其中一個面露出之第1開口部及於基板另一個面露出之第2開口部，隨著朝向基板之中央部附近而逐漸縮徑，並於該中央部附近一體化而成之形態，即剖面鼓型之形態的通道孔構造中，在第1開口部之重心軸與第2開口部之重心軸於特定範圍內互相偏離之構造的情況時，鍍敷之填充性較佳且可有效地緩和鍍敷填充而成之通道孔所承受的應力，從而完成本發明。
即，本發明係，
(1)印刷佈線板，係具有在設於絕緣性樹脂基材中之貫通孔內進行鍍敷填充而成之通道孔者，其特徵在於，使自上述絕緣性樹脂基材之表面及背面露出之各通道孔之重心軸位置相互偏離。
又，本發明係，
(2)印刷佈線板，係具有核心基板且於該核心基板上交替形成有絕緣性樹脂層及外層導體電路而成者，該核心基板具有在設於絕緣性樹脂基材中之貫通孔內進行鍍敷填充而成之通道孔，且於上述絕緣性樹脂基材之表面及背面具有藉由該通道孔而電性連接之內層導體電路，其特徵在於，自上述絕緣性樹脂基材之表面及背面分別露出之各通道孔之重心軸的位置相互偏離。
於上述(1)及(2)之發明中，可將上述偏離量設為5～30 μm之範圍。
又，於本發明中，可將上述絕緣性樹脂基材之厚度設為100～500 μm之範圍。
又，於本發明中，上述通道孔可形成為形成有隨著自絕緣性樹脂基材之表面及背面分別朝向內部而縮徑之頸部而成的形狀，即形成為於內部具有頸部之鼓型，可將於絕緣性樹脂基材之表面及背面側分別露出之開口之直徑設為75～300 μm，將絕緣性樹脂基材內部之頸部之直徑設為50～250 μm。
又，可將相鄰接之通道孔間之間距設為100～400 μm之範圍。
此處，「重心軸」係指，通過核心基板表面(背面)之通道孔之開口部之重心點，且實質上垂直於核心基板表面(背面)之直線。
進而，本發明係
(3)印刷佈線板之製造方法，其特徵在於，在製造具有於貫通絕緣性樹脂基材之貫通孔內進行鍍敷填充而成之通道孔，且於上述絕緣性樹脂基材之表面及背面具有藉由該通道孔而電性連接之導體電路的印刷佈線板時，至少包括以下之(1)～(4)之步驟，即，
(1)對在絕緣性樹脂基材之兩面貼附有銅箔而成之貼銅箔積層板的其中一個表面之特定位置進行雷射照射，形成具有隨著朝向絕緣性樹脂基材之內部而縮徑之形狀的第1開口部；
(2)自夾著上述絕緣性樹脂基材而與上述特定位置相對向的上述貼銅箔積層板之另一個表面的部位，對不與上述第1開口部之重心位置重合之位置進行雷射照射，形成具有隨著朝向上述絕緣性樹脂基材之內部而縮徑之形狀、且於絕緣性樹脂基材之厚度方向中央部附近與上述第1開口部連通之第2開口部；
(3)對上述基板實施無電解鍍敷，於上述第1及第2開口部之內壁形成無電解鍍敷膜；以及
(4)對上述基板實施電解鍍敷，於上述無電解鍍敷膜上形成電解鍍敷膜，並且於上述第1及第2開口部內部進行鍍敷填充而形成通道孔。
再者，於上述(2)之步驟與(3)之步驟之間，亦可包括去除殘留於上述第1及第2開口部內之樹脂殘渣之步驟。
本發明之印刷佈線板，係在設於絕緣性樹脂基材中之貫通孔內具有鍍敷導體之印刷佈線板，或者，係將此種印刷佈線板作為核心基板，而於該核心基板上交替形成導體層及樹脂絕緣層而成之印刷佈線板，其特徵在於，自上述絕緣性樹脂基材之表面露出之通道孔的重心軸位置、與自上述絕緣性樹脂基材之背面露出之通道孔的重心軸位置互相偏離。
如此，將自絕緣性樹脂基材之表面及背面分別露出之通道孔的重心軸位置配置成互相偏離之狀態，藉此使通道孔之頸部、即由平行於絕緣性樹脂基材之表面或背面之平面所切剖的部分之剖面積最小的部位呈偏離之狀態，因此，即便絕緣性樹脂基材產生翹曲，由於其應力所施加之區域僅有頸部之偏離程度般的變寬，或者由於使核心基板之表面與各頸部之重心接連而產生的面不相互平行，因此使應力得到緩和，從而使頸部周邊難以產生裂縫。其結果為，難以產生因裂縫而導致之連接不良，並且可提高基板之機械強度。
又，於相鄰接之通道孔中，亦可使頸部之重心位置不同。
又，由於通道孔之頸部周邊的剖面積變大，故導通電阻下降，可提高基板之電氣特性。
進而，於本發明之多層印刷佈線板中，較理想的是，使最外側之導體層之一部分以特定之間距形成為凸塊連接用焊墊，將自上述絕緣性樹脂基材之表面及背面露出的各通道孔之表面之重心位置保持為互相偏離之狀態，並且使相鄰接之通道孔間之間距形成為與上述凸塊連接用焊墊之間距相同。
作為本發明中所用之絕緣性樹脂基材，較佳為使用自玻璃布環氧樹脂基材、玻璃布雙順丁烯二醯亞胺三樹脂基材、玻璃布聚苯醚樹脂基材、芳族聚醯胺不織布－環氧樹脂基材、芳族聚醯胺不織布－聚醯亞胺樹脂基材所選擇之硬質基材，更佳為玻璃布環氧樹脂基材。
較理想的是，上述絕緣性樹脂基材之厚度為100～500 μm左右。其原因在於，若厚度未滿100 μm，則剛性不充分；若超過500 μm，則難以於通道孔內進行鍍敷填充，而有時會產生鍍敷空隙。
較理想的是，形成於該絕緣性樹脂基材之兩面之導體電路，係如後述般藉由於通道孔內進行鍍敷填充之後，對貼附於絕緣性樹脂基材兩面之金屬箔及形成於其上之鍍敷層進行蝕刻處理而予以形成。
由上述絕緣性樹脂基材及金屬箔所構成之基板，尤其可使用藉由將使環氧樹脂含浸於玻璃布中而作為B階之預浸體、與銅箔積層並進行加熱壓製而獲得之兩面貼銅箔積層板。此種基板，於銅箔經蝕刻後之處理過程中，佈線圖案及通道(via)位置不會偏移，位置精度優良。
本發明之第1實施形態之通道孔，例如，如圖1所示為下述形態，即其包含：第1開口部，其具有隨著自絕緣性樹脂基材之其中一個面朝向內部而縮徑之形狀；第2開口部，其具有隨著自絕緣性樹脂基材之另一個面朝向內部而縮徑之形狀，且於上述絕緣性樹脂基材之厚度方向中央部附近與上述第1開口部連通；於第1開口部與第2開口部交叉之部位處形成有頸部。即，整體而言，係於鼓型之貫通孔以特定之距離在基板表面方向上偏離之形態的貫通孔內，進行鍍敷填充而成者，且自上述絕緣性樹脂基材之其中一個面及另一個面分別露出的第1開口部及第2開口部之重心軸(通過第1開口部、第2開口部之重心點、且實質上垂直於基板表面(背面)之直線)配置於互相偏離之位置上。
較佳為，上述通道孔藉由利用雷射加工而形成由第1開口部及第2開口部所構成之貫通孔之後，於該等貫通孔內填充鍍敷金屬而形成。
再者，為提高雷射加工中之照射雷射光的吸收效率，較佳為預先對絕緣性樹脂基板上之金屬箔實施眾所周知之黑化處理。
於藉由雷射加工而形成通道孔形成用貫通孔時，較佳為，首先，自特定位置朝向絕緣性樹脂基材其中一個表面進行雷射照射，形成隨著自絕緣性樹脂基材之其中一個表面朝向內部而縮徑、且自絕緣性樹脂基材之其中一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第1開口部。其後，自與上述特定位置相對向之絕緣性樹脂基材之另一個表面位置偏離特定距離的位置處，朝向該絕緣性樹脂基材之另一個表面進行雷射照射，形成隨著自絕緣性樹脂基材之另一個表面朝向內部而縮徑、且自絕緣性樹脂基材另一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第2開口部，並且於絕緣性樹脂基材之中央部附近連通第1開口部及第2開口部而形成通道孔形成用貫通孔。
在使用雷射而於上述絕緣性樹脂基材上形成通道孔形成用貫通孔時，已有藉由雷射照射而對金屬箔及絕緣性樹脂基材同時進行穿孔之直接雷射法；以及藉由蝕刻而去除金屬箔之與貫通孔相對應之金屬箔部分之後，藉由雷射照射對絕緣性樹脂基材進行穿孔的保形法；然而，於本發明中可使用其中任一種。
較理想的是，上述雷射加工係藉由脈衝振動型碳酸氣體雷射加工裝置而進行，其加工條件係根據隨著自絕緣性樹脂基材之表面朝向內部而縮徑的通道孔形成用貫通孔(第1開口部及第2開口部)之形狀，即絕緣性樹脂基材之表面與貫通孔之側壁所成之角度(以下，稱為「錐角」)及貫通孔之深度而決定。
例如，藉由將脈衝寬度設為10～20 μs之範圍，將射擊(shot)數設為1～5之範圍，可調整通道孔形成用貫通孔之錐角及深度。
而且，較理想的是，根據上述加工條件而可形成之通道孔形成用貫通孔中，絕緣性樹脂基材內部之頸部之直徑(圖1中以符號X表示)為50～250 μm。若直徑未滿50 μm則會過細，故經鍍敷填充之通道孔之連接可靠性較差，若直徑超過250 μm，則於經鍍敷填充之通道孔內變得容易產生空隙。因此，只要在上述範圍內，則可形成空隙產生較少且連接可靠性優良之通道孔。
又，較理想的是，形成上述通道孔之貫通孔之重心位置的偏離量為5～30 μm之範圍。其原因在於，若偏離量未滿5 μm，則應力緩和之效果較小，另一方面，若偏離量超過30 μm，則貫通孔之形狀容易變為如圖7(a)～(b)所示之畸形形狀。
又，較理想的是，相鄰接之通道孔間之間距為100～400 μm。其原因在於，若間距未滿100 μm，則絕緣可靠性較低，若間距超過400 μm，則不適於精細化。
再者，較理想的是，為了去除殘留於藉由雷射照射而形成之貫通孔側面的樹脂殘渣而進行除膠渣處理。該除膠渣處理，係藉由酸或氧化劑(例如，鉻酸、過錳酸)之藥液處理等濕式處理，或氧電漿放電處理、電暈放電處理、紫外線雷射處理或準分子雷射處理等乾式處理而進行。
自該等除膠渣處理方法中選擇何種方法，係根據絕緣基材之種類、厚度、通道孔之開口徑、雷射照射條件等，並考慮到預測之殘留膠渣量而進行選擇。
於本發明中，為了於上述貫通孔內進行鍍敷填充而形成通道孔，較理想的是，首先，於貫通孔內壁藉由通常之無電解鍍敷處理而形成無電解鍍敷膜，之後，藉由將鍍敷液噴射至基板上之噴射器鍍敷方法等電解鍍敷方法，而對貫通孔內進行鍍敷填充。
作為上述無電解鍍敷或電解鍍敷，例如，較佳為銅、錫、銀、各種焊錫、銅/錫、銅/銀等之金屬鍍敷，尤佳為無電解銅鍍敷或電解銅鍍敷。
於本發明中，較理想的是，形成於絕緣性樹脂基材兩面之導體電路，係藉由對與鍍敷填充通道孔之形成的同時所形成之導體層進行蝕刻處理而形成。
該導體電路形成步驟為，首先，於上述導體層之表面貼附感光性乾膜抗蝕阻劑之後，沿特定之電路圖案進行曝光、顯影處理而形成抗蝕刻層，對未形成有抗蝕刻層之部分的導體層進行蝕刻，形成含有電極焊墊之導體電路圖案。
於上述處理步驟中，作為蝕刻液，可使用自硫酸-過氧化氫、過硫酸鹽、氯化銅、氯化鐵之水溶液中選擇之至少1種水溶液。
又，作為對上述導體層進行蝕刻而形成導體電路之前處理，為了容易地形成精細圖案，可預先對導體層之整個表面進行蝕刻而使其厚度薄至1～10 μm，更佳為薄至2～8 μm左右。
可形成如下所述之多層印刷佈線板，即，將此種印刷佈線板作為核心基板，並於該核心基板上形成藉由常用方法交替形成有導體層與樹脂絕緣層而成之增建佈線層。
於此種多層印刷佈線板中，較理想的是，使其最外側導體層之一部分以特定之間距形成為凸塊連接用焊墊，使形成於核心基板上之相鄰接之鍍敷填充通道孔間的間距與上述凸塊連接用焊墊之間距相同。根據此種結構，可降低經由安裝在PKG(Package，封裝)中之晶片的佈線電阻，故在確保電源供給方面有利。
以下，就製造本發明之印刷佈線板之方法之一例加以具體說明。
(1)於製造本發明之印刷佈線板時，可使用於絕緣性樹脂基材之兩面貼附有銅箔者作為原始材料。
該絕緣性樹脂基材，係例如，使用自玻璃布環氧樹脂基材、玻璃布雙順丁烯二醯亞胺三樹脂基材、玻璃布聚苯醚樹脂基材、芳族聚醯胺不織布－環氧樹脂基材、芳族聚醯胺不織布－聚醯亞胺樹脂基材所選擇之硬質積層基材，尤其最佳為玻璃布環氧樹脂基材。
較理想的是，上述絕緣性樹脂基材之厚度為100～500 μm左右之範圍。其原因在於，若厚度未滿100 μm則剛性不充分，若厚度超過500 μm，則難以於貫通孔內進行鍍敷填充，而有時會產生空隙。
在使用雷射而於上述絕緣性樹脂基材上形成通道孔形成用貫通孔時，已有藉由雷射照射而對銅箔及絕緣基材同時進行穿孔之直接雷射法；以及藉由蝕刻而去除銅箔之與貫通孔相應之部分之後，藉由雷射照射而對絕緣基材進行穿孔的保形法；然而，於本發明中可使用其中任一種。該銅箔亦可藉由半蝕刻來調整其厚度。
作為上述絕緣性樹脂基材及銅箔，尤佳為使用藉由將使環氧樹脂含浸於玻璃布中而作為B階之預浸體、與銅箔積層並進行加熱壓製而獲得的兩面貼銅箔積層板。
其原因在於，於銅箔經蝕刻後之製造步驟中，佈線圖案之位置不會偏移，位置精度優良。
(2)繼而，藉由雷射加工而於絕緣性樹脂基材上設置通道孔形成用貫通孔。
當於電路基板之形成中使用兩面貼銅箔積層板之情況時，首先，自特定位置朝向貼附於絕緣性樹脂基材之其中一個表面之金屬箔進行雷射照射而貫通金屬箔，並且形成隨著自絕緣性樹脂基材之其中一個表面朝向內部而縮徑，且自絕緣性樹脂基材之其中一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第1開口部；或者，於貼附於絕緣性樹脂基材之其中一個銅箔表面之特定位置處，預先藉由蝕刻而形成(雷射用遮罩)直徑與通道孔表面之直徑大致相等的孔之後，將該孔作為照射標記而進行碳酸氣體雷射照射，形成隨著朝向絕緣性樹脂基材之內部而縮徑，且自絕緣性樹脂基材之其中一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第1開口部。
繼而，自與上述特定位置相對向之絕緣性樹脂基材之另一個表面位置偏離了特定距離的位置處，朝向貼附於該絕緣性樹脂基材之另一個表面之金屬箔進行雷射照射，形成隨著自絕緣性樹脂基材之另一個表面朝向內部而縮徑，且自絕緣性樹脂基材之另一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第2開口部；或者，於貼附在絕緣性樹脂基材之另一個銅箔表面之特定位置處，預先藉由蝕刻而形成(雷射用遮罩)直徑與通道孔之表面直徑大致相等的孔之後，將該孔作為照射標記而進行碳酸氣體雷射照射，形成隨著朝向絕緣性樹脂基材之內部而縮徑，且自絕緣性樹脂基材之另一個表面延長至其中央部附近為止之形態的第2開口部。
於形成該第2開口部時，於絕緣性樹脂基材之中央部附近連通第1開口部與第2開口部而形成通道孔形成用貫通孔，且，根據雷射照射位置來調整第1開口部與第2開口部之重心間距離(偏離量)，以使由連結頸部之線所包圍的平面區域不與基板表面平行(參照圖2)。
上述雷射加工係藉由脈衝振動型碳酸氣體雷射加工裝置而進行的，其加工條件係根據隨著自絕緣性樹脂基材之表面朝向內部而縮徑之通道孔形成用貫通孔之形狀而決定，例如，將脈衝寬度設為10～20 μs，將射擊數設為1～5。
利用此種雷射加工條件，可使通道孔形成用貫通孔之開口徑(第1開口部及第2開口部之開口徑)成為75～300 μm之範圍，使頸部之最短徑成為50～250 μm之範圍，使形成通道孔之貫通孔之重心位置偏離量成為5～30 μm之範圍。
(3)進行用以去除殘留於以上述(2)之步驟所形成之貫通孔之側壁上的樹脂殘渣的除膠渣處理。
該除膠渣處理，係藉由酸或氧化劑(例如，鉻酸、過錳酸)之藥液處理等濕式處理，或者氧電漿放電處理、電暈放電處理、紫外線雷射處理或準分子雷射處理等乾式處理而進行。
(4)繼而，實施無電解鍍敷處理，於通道孔用貫通孔之內壁及銅箔上形成無電解鍍敷膜。此時，無電解鍍敷膜亦可使用銅、鎳、銀等金屬。
(5)進而，將以上述(4)所形成之無電解鍍敷膜作為引線，實施電解鍍敷處理，於被覆基板之銅箔的無電解鍍敷膜上形成電解鍍敷膜，並且使附著形成於貫通孔內壁面上之鍍敷層逐漸變厚，於貫通孔內填充電解鍍敷膜，藉此形成鼓型之通道孔。
(6)繼而，於上述(5)中，在形成於基板上之電解銅鍍敷膜上形成抗蝕刻層。抗蝕刻層可使用塗佈抗蝕液之方法或預先貼附膜狀者之方法中的任一種方法。於該抗蝕層上載置預先描繪有電路之遮罩，進行曝光、顯影處理，藉此形成抗蝕刻層，對未形成有抗蝕刻層之部分的金屬層進行蝕刻，形成含有通道孔焊盤之導體電路圖案。
作為該蝕刻液，較佳為自硫酸-過氧化氫、過硫酸鹽、氯化銅、氯化鐵之水溶液中選擇之1種水溶液。
作為藉由上述蝕刻處理而形成導體電路之前處理，為了容易地形成精細圖案，亦可藉由預先對電解銅鍍敷膜之整個表面進行蝕刻而調整厚度。
可將按照上述(1)～(6)之步驟所製作之本發明的印刷佈線板作為核心，於該核心基板之單面或兩面形成使絕緣性樹脂層及導體電路層交替積層而成之增建佈線層，藉此形成多層印刷佈線板。
於該多層印刷佈線板中，於增建佈線層之最外層、即最外側之形成有導體電路的絕緣樹脂層之表面上，分別形成阻焊劑層。此時，於基板之整個最外層表面上塗佈阻焊劑組成物，並使該塗膜乾燥之後，於該塗膜上載置描繪有連接焊墊之開口部的光罩膜並進行曝光、顯影處理，藉此使連接焊墊部分露出。此時，亦可貼附將阻焊劑層乾膜化者，並藉由曝光‧顯影或雷射而形成開口。
於自阻焊劑層露出之連接焊墊上，形成鎳-金等之耐蝕層。此時，鎳層之厚度較理想的是1～7 μm，金層之厚度較理想的是0.01～0.1 μm。除了該等金屬以外，亦可形成鎳-鈀-金、金(單層)、銀(單層)等。
其後，於連接焊墊上供給焊錫體，並使該焊錫體熔融‧固化，藉此形成焊錫凸塊，從而形成多層電路基板。
於藉由如上所述之步驟而形成之多層印刷佈線板中，使其最外側導體層之一部分以特定之間距而形成為連接焊墊，且使該連接焊墊之間距與形成於核心基板上之相鄰接的鍍敷填充通道孔間的間距相同，由此可降低經由安裝於PKG中之晶片之佈線電阻，故就確保電源供給之觀點而言有利。
(實施例) (實施例1－1)
(1)首先，製作作為構成多層印刷佈線板之一個單位的電路基板(核心)。該電路基板係應積層之數層絕緣層中應成為積層中心之基板，使用藉由將使環氧樹脂含浸於玻璃布中而作為呈B階之預浸體及銅箔進行積層並加熱壓製而獲得的兩面貼銅箔積層板10作為原材料(參照圖4(a))。
上述絕緣性樹脂基材12之厚度為300 μm，銅箔14之厚度為3 μm。使用厚於3 μm者作為該積層板之銅箔，亦可藉由蝕刻處理而將銅箔之厚度調整為3 μm。
(2)對兩面電路基板10之其中一個表面之特定位置進行碳酸氣體雷射照射，形成貫通其中一個銅箔14，且自絕緣性樹脂基材12之厚度方向中央部到達接近另一個表面之部分的第1開口部16(參照圖4(b))，並且對自兩面電路基板10之另一個表面的與上述特定位置相對應之位置偏離15 μm之位置處進行碳酸氣體雷射照射，形成貫通另一個銅箔14、且自絕緣性樹脂基材12之厚度方向中央部到達接近其中一個表面之部分，且與上述第1開口部16連通的第2開口部18。結果為，藉由連通第1及第2開口部16、18而形成通道孔形成用貫通孔20。
再者，於該實施例中，於形成通道孔形成用貫通孔20時，例如，使用日立VIA公司製造之高峰值短脈衝振動型碳酸氣體雷射加工機，以脈衝寬度為10～20 μs、射擊數為1～5之雷射加工條件而進行。以150 μm之間距形成如下所述之貫通孔20，即：第1開口部16及第2開口部18之開口徑大致為150 μm，並且基板厚度方向之大致中央部附近的頸部之口徑、即最為縮徑之部分之最短距離(圖1中，以X表示)大致為87 μm，第1及第2開口部16、18之重心軸之偏離量為15 μm。
於此種條件下所形成之貫通孔20形成為下述形態，即，中心軸互相偏離而配置之第1及第2開口部16、18，其內壁由相對於絕緣性樹脂基材12之表面呈錐形(內角)的圓錐梯形之一部分所形成，於基材厚度方向之中央部附近，以共通之接合剖面而接合。
該接合剖面(參照圖2)並不平行於絕緣性樹脂基材之表面。又，較佳為相鄰接之接合剖面之重心位置於絕緣性樹脂基材之剖面方向上偏離(參照圖3)。
(3)此後，藉由O2 電漿或CF4 電漿等物理方法，對藉由雷射加工而形成之貫通孔20內實施去除殘存於內壁上之樹脂或粒子殘渣的除膠渣處理。進而，亦可在對已完成除膠渣處理之基板進行水洗、酸性脫脂之後，實施軟蝕刻處理。
(4)繼而，將實施了除膠渣處理之基板浸漬於如下組成之無電解銅鍍敷水溶液中，在貼附於基板兩面之銅箔14之整個表面及貫通孔20之內壁上，形成厚度為0.6 μm之無電解銅鍍敷膜22。(圖4(d))。
(無電解銅鍍敷液)
硫酸銅：0.03 mol/l
EDTA：0.200 mol/l
HCHO：0.18 g/l
NaOH：0.100 mol/L
α,α'-聯吡啶：100 mg/l
聚乙二醇：0.10 g/l
(鍍敷條件)
液溫：30～50℃
時間：40～60分鐘
(5)繼而，以50℃之水洗淨基板而脫脂，並以25℃之水進行水洗後，進而以硫酸洗淨後，立即於下述條件下實施電解鍍敷，形成電解鍍敷膜24(參照圖5(a))。
[電解銅鍍敷液]
硫酸　2.24 mol/l
硫酸銅　0.26 mol/l
添加劑　19.5 ml/l
均平劑　50 mg/l
光澤劑　50 mg/l
[電解鍍敷條件]
電流密度　1.0 A/dm2
時間　30～90分鐘
溫度　22±2℃
(6)再者，於圖5中，為了簡化而省略了無電解鍍敷膜22之表示。於形成有上述電解銅鍍敷膜之基板上貼附膜狀抗蝕膜，於該抗蝕膜上載置預先描繪有電路之遮罩，進行曝光、顯影處理，藉此形成蝕刻抗蝕層28(參照圖5(b))。其後，對未形成有抗蝕刻層之部分的金屬層進行蝕刻，於絕緣性樹脂基材之表面及背面形成厚度為20～30 μm之內層導體電路30，並且於通道孔26之正上方形成通道孔焊盤32，藉此製作出核心基板(參照圖5(c))。
再者，形成經由導體電路30、及通道孔焊盤32而連結有100個通道孔之佈線。
繼而，於核心基板上將層間樹脂絕緣層及導體層交替積層而形成增建佈線層，藉此形成多層化之印刷佈線板。
(7)對上述基板進行水洗、酸性脫脂後，進行軟蝕刻，繼而，利用噴霧器向基板之兩面噴附蝕刻液，對內層導體電路30(包含通道孔焊盤32)之表面進行蝕刻，藉此使內層導體電路30(包含通道孔焊盤32)之整個表面形成為粗化面(省略圖示)。
作為蝕刻液，使用了含有10重量份之咪唑銅(Ⅱ)錯合物、7重量份之乙醇酸、5重量份之氯化鉀的蝕刻液(MEC公司製造，MECetchBOND)。
(8)於基板之兩面，將稍大於基板之層間樹脂絕緣層用樹脂膜(例如，味之素公司製造之ABF)載置於基板上，於壓力為0.4 MPa、溫度為80℃、壓著時間為10秒之條件下進行臨時壓著並裁剪後，進而，藉由下述方法使用真空層壓裝置進行貼附，藉此形成層間樹脂絕緣層36。
即，於真空度為67 Pa、壓力為0.4 MPa、溫度為80℃、壓著時間為60秒之條件下，將層間樹脂絕緣層用樹脂膜正式壓著於基板上，其後，於170℃之溫度下使之熱硬化30分鐘。
(9)繼而，於層間樹脂絕緣層36上，經由形成有厚度為1.2 mm之貫通孔之遮罩，利用波長為10.4 μm之CO2 氣體雷射，在束徑為4.0 mm、高帽(top－hat)模式、脈衝寬度為8.0 μ秒、遮罩之貫通孔之直徑為1.0 mm、射擊為1～3之條件下，於層間樹脂絕緣層上形成直徑為60 μm之通道孔用開口38(參照圖5(d))。
(10)將形成有通道孔用開口38之基板浸漬於含有60g/l之過錳酸的80℃之溶液中10分鐘，去除存在於層間樹脂絕緣層36表面之粒子，藉此使包含通道孔用開口38之內壁的層間樹脂絕緣層36之表面成為粗化面(省略圖示)。
(11)繼而，將已完成上述處理之基板浸漬於中和溶液(Shipley公司製造)中後立即進行水洗。
進而，對經粗面化處理(粗化深度為3 μm)之該基板之表面賦予鈀觸媒，藉此使觸媒核附著於層間樹脂絕緣層36之表面及通道孔用開口38之內壁面(未圖示)。即，將上述基板浸漬於含有氯化鈀(PdCl2 )及氯化錫(SnCl2 )之觸媒液中，並使鈀金屬析出，藉此賦予觸媒。
(12)繼而，將賦予有觸媒之基板浸漬於下述組成之無電解銅鍍敷水溶液中，於整個粗面上形成厚度為0.6～3.0 μm之無電解銅鍍敷膜，從而獲得於包含通道孔用開口38之內壁的層間樹脂絕緣層36之表面上形成有無電解銅鍍敷膜(省略圖示)之基板。
[無電解銅鍍敷水溶液]
硫酸銅：0.03 mol/l
EDTA：0.200 mol/l
HCHO：0.18 g/l
NaOH：0.100 mol/L
α,α'-聯吡啶：100 mg/l
聚乙二醇：0.10 g/l
(鍍敷條件)
液溫：30～50℃
時間：40～60分鐘
(13)於形成有無電解銅鍍敷膜之基板上貼附市售之感光性乾膜，載置遮罩，於100 mJ/cm2 之條件下進行曝光，並以0.8%之碳酸鈉水溶液進行顯影處理，藉此設置厚度為20 μm之抗鍍敷層(省略圖示)。
(14)繼而，以50℃之水洗淨基板而脫脂，並以25℃之水進行水洗後，進而以硫酸洗淨後，立即於下述條件下實施電解鍍敷，形成電解鍍敷膜。
[電解鍍敷液]
硫酸　2.24 mol/l
硫酸銅　0.26 mol/l
添加劑　19.5 ml/l
均平劑　50 mg/l
光澤劑　50 mg/l
[電解鍍敷條件]
電流密度　1 A/dm2
時間　65分鐘
溫度　22±2℃
於該鍍敷處理中，於鍍敷抗蝕未形成部形成厚度為20 μm之電解銅鍍敷膜，並且於通道孔用開口38內填充電解鍍敷膜。
(15)進而，以5%之KOH剝離去除鍍敷抗蝕後，以硫酸及過氧化氫之混合液中對該抗鍍敷層下之無電解鍍敷膜進行蝕刻處理並溶解去除，形成包含通道焊盤之鍍敷填孔40及獨立之外層導體電路44(參照圖6(a))。
(16)繼而，進行與上述(8)相同之處理，於外層導體電路44之表面、鍍敷填孔40之表面形成粗化面(省略圖示)。
(17)藉由重複上述(8)～(15)之步驟，進而形成外層之層間絕緣層46、外層導體電路48、及鍍敷填孔50，獲得多層佈線板(參照圖6(b))。
(18)繼而，於多層佈線基板之兩面塗佈市售之阻焊劑組成物並使其厚度為20 μm，以70℃下20分鐘、70℃下30分鐘之條件進行乾燥處理後，使描繪有阻焊劑開口部之圖案的厚度為5 mm之光罩密著於阻焊劑層並以1000 mJ/cm2 之紫外線進行曝光後，進行顯影處理，形成直徑為60 μm之開口54(參照圖6(c))。
繼而，進而以80℃下1小時、100℃下1小時、120℃下1小時、150℃下3小時之條件分別進行加熱處理而使阻焊劑層硬化，形成具有開口且其厚度為20 μm之阻焊劑圖案層52。
(19)繼而，將形成有阻焊劑層52之基板浸漬於含有氯化鎳(2.3×10-1 mol/l)、次亞磷酸鈉(2.8×10-1 mol/l)、檸檬酸鈉(1.6×10-1 mol/l)且pH為4.5之無電解鎳鍍敷液中20分鐘，於開口部54上形成厚度為5 μm之鎳鍍敷層(省略圖示)。進而，於80℃之條件下將該基板浸漬於含有氰化金鉀(7.6×10-3 mol/l)、氯化銨(1.9×10-1 mol/l)、檸檬酸鈉(1.2×10-1 mol/l)、次亞磷酸鈉(1.7×10-1 mol/l)之無電解金鍍敷液中7.5分鐘，從而於鎳鍍敷層上形成厚度為0.03 μm之金鍍敷層(省略圖示)。
(20)進而，於基板之載置IC晶片之面的阻焊劑層52之開口54上，印刷含有錫-鉛之焊錫膏，進而，於另一個面的阻焊劑層52之開口54上印刷含有錫-銻之焊錫膏之後，於230℃下進行回焊，藉此形成焊錫凸塊56，製成多層印刷佈線板(參照圖6(d))。
(實施例1－2)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為5 μm、且頸部之口徑為76 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(實施例1－3)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為10 μm、且頸部之口徑為80 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(實施例1－4)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為20 μm、且頸部之口徑為91 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(實施例1－5)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為25 μm、且頸部之口徑為97 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(實施例1－6)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為30 μm、且頸部之口徑為110 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(參考例1－1)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為3 μm、且頸部之口徑為74 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
(參考例1－2)
藉由雷射射束照射而形成第1開口部16及第2開口部18之重心軸之偏離量為35 μm、且頸部之口徑為95 μm之貫通孔20，除此以外，與實施例1－1同樣地製造多層印刷佈線板。
於實施例1－1～1－6及參考例1－1～1－2中，使用絕緣性樹脂基材之厚度為100 μm之兩面貼銅箔積層板，並改變雷射用遮罩之開口徑及碳酸氣體雷射照射條件，使第1開口部16及第2開口部18之直徑為75 μm，除此以外，同樣地製造多層印刷佈線板，並將其等作為實施例2－1～2－6及參考例2－1～2－2。
將此時之重心軸之偏離量及頸部之口徑示於表1、表2。
同樣，於實施例1－1～1－6及參考例1－1～1－2中，使用絕緣性樹脂基材之厚度為500 μm之兩面貼銅箔積層板，並改變雷射用遮罩之開口徑及碳酸氣體雷射照射條件，使第1開口部16及第2開口部18之直徑為300 μm，除此以外，同樣地製造多層印刷佈線板，並將其等作為實施例3－1～3－6及參考例3－1～3－2。
將此時之重心軸之偏離量及頸部之口徑示於表2。
對於按照上述實施例1－1～3－6及參考例1－1～3－2而製造之多層印刷佈線板，進行如以下A之評估測試。將該等評估測試之結果示於表1及表2。
A.熱循環測試
於多層印刷佈線板之核心基板之表面及背面之導體電路中，測定連結有100個通道孔之佈線之連接電阻(初始值)，其後，於將-55℃×5分鐘125℃×5分鐘作為1個循環之熱循環條件下，反覆進行1000次循環測試，再次測定連接電阻。
此處，若連接電阻之變化量(100×(熱循環後之連接電阻值－初始值之連接電阻值)/初始值之連接電阻值)在10%以內，則認定為合格(以o表示)，若超過10%則認定為不良(以×表示)。
測定結果為，各實施例全部合格，各參考例全部不合格。
對於各參考例之多層印刷佈線板之核心基板，使用X射線電視系統(島津製作所製造，商品名「SMX－100」)，觀察貫通孔中所填充之鍍敷(通道孔)內是否存在空隙。通道孔係隨機選擇100個而進行觀察的。
於各參考例之核心基板中，多數可確認到存在空隙。若偏離量較少，則可推測，空隙之產生有可能係由於自核心基板之表面及背面進入通道孔內之鍍敷液發生正面碰撞而造成的。另一方面，若偏離量超過30 μm，則可推測，有可能係由於，因偏離量過大而導致貫通孔容易變成如圖7(a)～(b)所示之畸形形狀。
由上述評估測試A之結果可確認，按照各實施例而製造之印刷佈線板，可阻止於鍍敷填充通道孔縮徑之中央部周邊產生裂縫，可獲得良好之電氣連接性及機械強度。
於上述各實施例中，在設於絕緣性樹脂基材(核心基板)中之貫通孔內進行有鍍敷填充，然而，即使作成在貫通孔之內壁形成通道孔導體，進而於由通道孔導體所包圍之空隙內填充填充材料而成之通道孔(參照圖8)，相對於偏離量之熱循環測試結果亦相同。
(產業上之可利用性)
如上所說明般，本發明提供有利於減少空隙等缺陷或裂縫之產生，減少基板之連接不良，且提高基板之機械強度的印刷佈線板。
1、12．．．絕緣性樹脂基材
2、20．．．貫通孔
3．．．籽晶層
4．．．電解鍍敷層
6、26．．．通道孔
10．．．兩面貼銅箔積層板
14．．．銅箔
16．．．第1開口部
18．．．第2開口部
22．．．無電解銅鍍敷膜
24．．．電解鍍敷膜
28．．．抗蝕層
30、44、48．．．導體電路
32．．．通道孔焊盤
36．．．樹脂絕緣層
38．．．通道孔用開口
40、50．．．鍍敷填孔
46．．．層間絕緣層
52．．．阻焊劑圖案層
54．．．開口
56．．．焊錫凸塊
圖1係用以說明本發明之印刷佈線板中之通道孔形狀的概略圖。
圖2係表示通道孔之頸部之接合剖面的概略圖。
圖3係表示相鄰接之通道孔之重心位置不同之示例的概略圖。
圖4(a)至(d)係表示製造本發明之一實施例之印刷佈線板的步驟之一部分的圖。
圖5(a)至(d)係表示製造本發明之一實施例之印刷佈線板的步驟之一部分的圖。
圖6(a)至(d)係表示製造本發明之一實施例之印刷佈線板的步驟之一部分的圖。
圖7(a)、(b)係用以說明通道孔之重心位置之偏離量較大時的畸形形狀的概略圖。
圖8係表示於貫通孔之內壁形成通道孔導體，進而於由通道孔導體所包圍之空隙內填充填充材料而成之通道孔的概略圖。
圖9(a)至(d)係表示習知技術之印刷佈線板之製造步驟的圖。
圖10(a)、(b)係用以說明習知技術之其他印刷佈線板之通道孔形狀的圖。

Claims (3)

  1. 一種印刷佈線板之製造方法，其特徵在於，在製造具有於貫通絕緣性樹脂基材之貫通孔內進行鍍敷填充而成之通道孔，且於上述絕緣性樹脂基材之表面及背面具有藉由該通道孔而電性連接之導體電路的印刷佈線板時，至少包括以下之(1)～(4)之步驟，即：(1)對在絕緣性樹脂基材的其中一個表面之特定位置進行雷射照射，形成具有隨著朝向絕緣性樹脂基材之內部而縮徑之形狀的第1開口部；(2)自夾著上述絕緣性樹脂基材而與上述特定位置相對向的上述絕緣性樹脂基材之另一個表面的部位，對不與上述第1開口部之重心位置重合之位置進行雷射照射，形成具有隨著朝向上述絕緣性樹脂基材之內部而縮徑之形狀、且於絕緣性樹脂基材之內部與上述第1開口部連通之第2開口部；(3)對上述絕緣性樹脂基材實施無電解鍍敷，於上述第1開口部及上述第2開口部之內壁形成無電解鍍敷膜；以及(4)對上述絕緣性樹脂基材實施電解鍍敷，於上述無電解鍍敷膜上形成電解鍍敷膜，並且於上述第1開口部及上述第2開口部內部進行鍍敷填充而形成通道孔。
  2. 如申請專利範圍第1項之印刷佈線板之製造方法，其中，在上述印刷佈線板上，交替形成樹脂絕緣層與外層導體電路，而形成增建層。
  3. 如申請專利範圍第1項之印刷佈線板之製造方法，其中，上述印刷佈線板係在上述絕緣性樹脂基材之兩面貼附銅箔而成之貼銅箔積層板。
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