WO2020066074A1 - 多層配線板の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a multilayer wiring board.
- multilayered printed wiring boards have been widely used. Such multilayer printed wiring boards are used in many portable electronic devices for the purpose of weight reduction and size reduction.
- the multilayer printed wiring board is required to further reduce the thickness of the interlayer insulating layer and to further reduce the thickness and weight of the wiring board.
- the coreless build-up method is a method in which insulating layers and wiring layers are alternately stacked (built-up) without using a so-called core substrate to form a multilayer structure.
- the coreless build-up method it has been proposed to use a metal foil with a carrier so that the support and the multilayer printed wiring board can be easily separated.
- Patent Document 1 Japanese Patent No.
- an insulating layer and a metal layer having a thickness of 18 ⁇ m are sequentially laminated on the metal foil side of a metal foil with a carrier, and the metal layer is processed to form an inner layer circuit (first conductor).
- a further insulating layer and a metal foil are sequentially laminated on the inner layer circuit, and the carrier is peeled off to form a substrate having the metal foil on both sides of the inner layer circuit.
- Patent Document 1 laser processing is performed from both sides of the substrate to form via holes that penetrate the metal foil and the insulating layer and reach the inner layer circuit, and the metal foil on both sides of the substrate is patterned with a dry film, After that, it is also disclosed that the via holes are filled with a plating metal by electroplating, and an outer layer circuit (conductor pattern) is formed on both surfaces of the substrate.
- the present inventors have recently used a wiring layer having a specific surface where the reflectance of a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m and the peak vertex density Spd satisfy predetermined conditions as a circuit (for example, an inner layer circuit) to form a multilayer wiring board. It has been found that by performing the manufacturing, even when the circuit is extremely thin, the circuit is excellent in the adhesiveness, and the penetration of the circuit by laser processing can be extremely effectively prevented.
- an object of the present invention is to provide a multilayer wiring board that has excellent circuit adhesion and can extremely effectively prevent penetration of the circuit by laser processing even when the circuit is extremely thin. It is to provide a manufacturing method of.
- a method for manufacturing a multilayer wiring board (A) preparing a laminate including a metal foil, an insulating layer provided on the metal foil, and a first wiring layer provided on a surface of the insulating layer opposite to the metal foil; (B) forming a via hole that penetrates the metal foil and the insulating layer to reach the first wiring layer by performing laser processing on the laminate from the surface of the metal foil; (C) forming a multilayer wiring board including the first wiring layer and the second wiring layer derived from the metal foil by plating and patterning the side of the laminate where the via hole is formed;
- FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
- FIG. 3 is a process flow chart showing steps (steps (i) to (iii)) in an example of the production method of the present invention.
- 6 is a process flow chart showing steps (steps (i) to (iv)) of producing a laminated body for evaluating laser workability and forming via holes in Examples 1 to 6.
- the term “reflectance of a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m” means that a sample (metal foil) surface is irradiated with a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m, which is measured by a Fourier transform infrared photometer (FT-IR). In this case, the ratio of the amount of light reflected by the sample to the amount of light reflected by the reference plate (for example, an Au evaporation mirror).
- the measurement of the reflectance of a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m can be performed using a commercially available Fourier transform infrared photometer according to the conditions described in the examples of the present specification. Since the wavelength of a carbon dioxide laser typically used for laser processing is 10.6 ⁇ m, the laser wavelength of the Fourier transform infrared photometer was set to 10.6 ⁇ m.
- the “peak vertex density Spd” is a parameter representing the number of peaks per unit area, measured according to ISO25178. A large value indicates that the number of contact points with other objects is large.
- the peak vertex density Spd can be calculated by measuring a surface profile of a predetermined measurement area (for example, a region of 107 ⁇ m ⁇ 143 ⁇ m) on the surface of the metal foil or the wiring layer with a commercially available laser microscope.
- the present invention of a multilayer wiring board, a method for manufacturing a multilayer wiring board.
- the method of the present invention includes the steps of (1) preparing a laminate, (2) forming a via hole, and (3) forming a second wiring layer.
- Laminate A laminate comprising a metal foil 10, an insulating layer 12 provided on the metal foil 10, and a first wiring layer 14 provided on a surface of the insulating layer 12 opposite to the metal foil 10. 16 is prepared.
- the laminate 16 typically corresponds to an intermediate product before the support is peeled off in a method for manufacturing a multilayer wiring board such as the coreless build-up method described above.
- the laminated body 16 may have a form in which an insulating layer 12 'is further laminated on the surface on the first wiring layer 14 side (that is, the side opposite to the metal foil 10). Good.
- the first wiring layer 14 is an inner circuit embedded between the insulating layers 12 and 12 '.
- the laminated body 16 may have a form in which a further metal foil or a wiring layer (not shown) is laminated or formed on the surface on the side of the first wiring layer 14 via the insulating layer 12 ′ (for example, a metal foil is provided on both sides). Form).
- the first wiring layer 14 may be provided in the insulating layer 12.
- the laminate 16 only needs to include at least the metal foil 10, the insulating layer 12, and the first wiring layer 14, and other layer configurations are not particularly limited.
- the metal foil 10 may have a known configuration adopted for a metal foil for a printed wiring board.
- the metal foil 10 may be formed by a wet film forming method such as an electroless plating method and an electrolytic plating method, a dry film forming method such as sputtering and chemical vapor deposition, or a combination thereof.
- the metal foil 10 include an aluminum foil, a copper foil, a stainless steel (SUS) foil, a nickel foil and the like, and preferably a copper foil.
- the copper foil may be any of a rolled copper foil and an electrolytic copper foil.
- the metal foil 10 may be provided in the form of a metal foil with a carrier.
- the metal foil with a carrier typically includes a carrier (not shown), a release layer (not shown), and a metal foil 10 in this order.
- the carrier is a foil or layer for supporting the metal foil 10 and improving its handling.
- Preferred examples of the carrier include an aluminum foil, a copper foil, a stainless steel (SUS) foil, a resin film, a resin film whose surface is metal-coated with copper or the like, a resin plate, a glass plate, and a combination thereof.
- the thickness of the carrier is typically 5 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less, preferably 9 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
- the material of the release layer is not particularly limited as long as it is a layer capable of releasing the carrier.
- the release layer can be composed of a known material used as a release layer of the metal foil with a carrier.
- the release layer may be either an organic release layer or an inorganic release layer, or may be a composite release layer of an organic release layer and an inorganic release layer.
- the thickness of the release layer is typically from 1 nm to 1 ⁇ m, preferably from 5 nm to 500 nm, more preferably from 6 nm to 100 nm.
- the laminate 16 may be provided with rigidity by attaching one surface to a support (not shown) such as a prepreg.
- a support such as a prepreg.
- the prepreg is a general term for a composite material in which a base material such as a synthetic resin plate, a glass plate, a glass woven fabric, a glass nonwoven fabric, and paper is impregnated with a synthetic resin.
- a metal foil with a carrier is stuck on both sides of the support in a vertically symmetric manner, and a laminate 16 is formed on both sides of the obtained temporary laminate with a support so as to be vertically symmetrical. It is preferably removed together with.
- a metal foil with a carrier including the metal foil 10 is attached to the support, and the insulating layer 12 and the first wiring layer 14 are sequentially laminated or formed on the metal foil 10 to form a laminate 16.
- a metal foil with a carrier provided with a metal foil different from the metal foil 10 is attached to the support, and the first wiring layer 14, the insulating layer 12, and the metal foil 10 are sequentially laminated or formed on the metal foil.
- the laminate 16 prepared in the present invention may be formed by laminating or forming any of the metal foil 10 and the first wiring layer 14 first.
- the insulating layer 12 may have a known configuration adopted as an insulating layer of the coreless build-up method, and is not particularly limited.
- the insulating layer 12 can be preferably formed by laminating an insulating resin material such as a prepreg or a resin sheet on the metal foil 10 and then performing hot press molding.
- Preferred examples of the insulating resin impregnated in the prepreg used include an epoxy resin, a cyanate resin, a bismaleimide triazine resin (BT resin), a polyphenylene ether resin, and a phenol resin.
- Preferred examples of the insulating resin constituting the resin sheet include an epoxy resin, a polyimide resin, and a polyester resin.
- the insulating layer 12 may contain filler particles or the like made of various inorganic particles such as silica and alumina from the viewpoint of improving the insulation.
- the thickness of the insulating layer 12 is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, and still more preferably 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
- the insulating layer 12 may be composed of a plurality of layers. Note that, as shown in FIG. 1 (i), when the laminate 16 includes the insulating layer 12 ′, the configuration of the insulating layer 12 ′ may be similar to that of the insulating layer 12; The preferred embodiment 12 applies to the insulating layer 12 'as it is.
- the first wiring layer 14 can be preferably formed, for example, by laminating a metal foil for the first wiring layer on the insulating layer 12 or the insulating layer 12 'and patterning the metal foil for the first wiring layer. .
- the first wiring layer 14 may be formed by patterning a metal foil other than the metal foil 10 using metal plating or the like.
- the metal foil for the first wiring layer may be formed by a wet film forming method such as an electroless plating method and an electrolytic plating method, a dry film forming method such as sputtering and chemical vapor deposition, or a combination thereof.
- the metal foil for the first wiring layer examples include an aluminum foil, a copper foil, a stainless steel (SUS) foil and the like, and preferably a copper foil.
- the copper foil may be any of a rolled copper foil and an electrolytic copper foil.
- the preferred thickness of the first wiring layer metal foil is 0.1 ⁇ m or more and 12 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less, and even more preferably 5 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less. Within such a range, it is extremely suitable for forming a fine circuit.
- Patterning for forming the first wiring layer 14 may be performed by a known method such as a subtractive method, an MSAP (modified semi-additive process) method, or an SAP (semi-additive process) method, and is not particularly limited. .
- the inner layer treatment preferably includes a roughening treatment such as a CZ treatment.
- the CZ treatment uses an organic acid-based microetching agent (for example, product number CZ-8101 manufactured by Mec Co., Ltd.) to form a fine rough surface on the surface of the first wiring layer 14. It can be preferably carried out by performing the chemical conversion. By doing so, fine irregularities can be formed on the surface of the first wiring layer 14, and the adhesion to the insulating layer to be laminated later can be improved.
- At least the surface of the first wiring layer 14 facing the metal foil 10 has a reflectance of 10.6 ⁇ m of a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m measured by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) of 80% or more, and The peak density Spd of the peak measured according to ISO25178 is 7000 / mm 2 or more and 15,000 / mm 2 or less.
- FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
- the reflectivity of a laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m measured by a Fourier transform infrared spectrophotometer on the surface of the first wiring layer 14 facing the metal foil 10 is increased to 80% or more, so that it is used for forming via holes. It is possible to effectively prevent the absorption of the laser light to be emitted.
- T 2 / T 1 which is the ratio of the thickness T 2 of the metal foil 10 to the thickness T 1 of the first wiring layer 14 is set to 0.23 or more. Even if it is made larger), the penetration of the first wiring layer 14 by the laser processing can be prevented very effectively.
- the reflectance of the laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m increases as the surface of the first wiring layer 14 is smoothed.
- the surface of the first wiring layer 14 is simply smoothed in order to increase the laser reflectance, the adhesion between the first wiring layer 14 and the insulating layer 12 is reduced, and the circuit is likely to be peeled. As described above, it is not easy to achieve both the prevention of circuit penetration by laser processing and the circuit adhesion.
- the peak density Spd of the peak is increased to 7,000 /
- the thickness is not less than 2 mm and not more than 15000 pieces / mm 2 .
- the surface of the first wiring layer 14 facing the metal foil 10 has a reflectivity of 10.6 ⁇ m wavelength laser measured by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) of 80% or more. , Preferably at least 85%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95%.
- FT-IR Fourier transform infrared spectrophotometer
- the upper limit is not particularly limited and may be 100%, but is typically 98% or less.
- the surface of the first wiring layer 14 facing the metal foil 10 has a peak vertex density Spd measured in accordance with ISO25178 of 7000 / mm 2 or more and 15,000 / mm 2 or less, and preferably 10,000 / Mm 2 or more and 15000 pieces / mm 2 or less, more preferably 13000 pieces / mm 2 or more and 15000 pieces / mm 2 or less.
- the penetration of the first wiring layer 14 during laser processing can be more effectively prevented while further ensuring high circuit adhesion.
- the reflectance of the laser having a wavelength of 10.6 ⁇ m and the peak vertex density Spd in the above range on the surface of the first wiring layer 14 facing the metal foil 10 are the first wiring on which the first wiring layer 14 is formed.
- the surface of the layer metal foil may be provided in advance, or may be applied to the surface of the first wiring layer 14 by the above-described inner layer treatment (for example, a roughening treatment such as a CZ treatment). Therefore, the surface of first wiring layer 14 facing metal foil 10 is preferably a roughened surface.
- the first wiring layer metal foil having a surface satisfying the above conditions can be realized by subjecting the metal foil surface to a roughening treatment under known or desired conditions. Alternatively, a commercially available metal foil having a surface satisfying the above conditions may be selectively obtained.
- the surface of the first wiring layer 14 opposite to the metal foil 10 has a reflectance of 10.6 ⁇ m wavelength laser and a peak density of the peak within the above range. It may have Spd. This ensures high adhesion between the first wiring layer 14 and a layer (for example, the insulating layer 12 ′) that is laminated on the side opposite to the metal foil 10, while maintaining the high adhesion of the first wiring layer 14 on the side opposite to the metal foil 10 of the laminate 16. Even when laser processing is performed from the surface, penetration of the first wiring layer 14 can be effectively prevented.
- T 2 / T 1 which is the ratio of the thickness T 2 of the metal foil 10 to the thickness T 1 of the first wiring layer 14 is 0.23 or more, preferably 0.25 or more, more preferably 0.30 or more. It is. As described above, according to the present invention, since the first wiring layer 14 has a surface that hardly absorbs laser light, even if the first wiring layer 14 is extremely thin so as to satisfy the above range, the first wiring layer 14 can be prevented from being damaged by laser processing.
- T 2 / T 1 is preferably at most 1.0, more preferably at most 0.50, even more preferably at most 0.33.
- T 1 and T 2 is intended to refer to the thickness of the first wiring layer 14 after the surface treatment and the thickness of the metal foil 10, respectively.
- T 1 is the thickness of the first wiring layer 14 after the lining process.
- a thickness T 1 of the first wiring layer 14 is 2 ⁇ m or more 15 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more 12 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or 10 ⁇ m or less, particularly preferably 5 ⁇ m or 8 ⁇ m or less.
- the thickness T 2 of the metal foil 10 is preferably 0.5 ⁇ m or more 6 ⁇ m or less, more preferably 0.7 ⁇ m or 4.0 ⁇ m or less, more preferably 1.2 ⁇ m or 3.0 ⁇ m or less, particularly preferably 1.5 ⁇ m Not less than 2.0 ⁇ m.
- the laminated body 16 is subjected to laser processing from the surface of the metal foil 10 to penetrate the metal foil 10 and the insulating layer 12 to form a first wiring layer.
- a via hole 18 that reaches 14 is formed.
- Various lasers such as a carbon dioxide laser, an excimer laser, a UV laser, and a YAG laser can be used for the laser processing, but the use of a carbon dioxide laser is particularly preferable.
- the first wiring layer 14 has a surface that hardly absorbs laser light, it is possible to extremely effectively prevent the first wiring layer 14 from being penetrated by laser processing in the via hole forming step. It becomes possible.
- the via hole 18 in the present invention is formed by irradiating one shot of laser per via hole using a laser having an output density within the above range.
- the diameter of the via hole 18 is preferably 30 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, and further preferably 30 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. Within such a range, it is extremely advantageous for increasing the density of the multilayer printed wiring board.
- spot diameter since the energy of the laser is likely to be concentrated on the laser-irradiated portion of the first wiring layer 14, it can be said that the first wiring layer 14 is liable to penetrate originally.
- the method of the present invention since the first wiring layer 14 has a surface that hardly absorbs laser light, penetration of the first wiring layer 14 is effectively prevented even when laser energy is concentrated. It is possible to do.
- the via hole forming step is a desmear step using at least one of a chromate solution and a permanganate solution as a treatment for removing a resin residue (smear) at the bottom of the via hole generated when the via hole is formed by laser processing. It is preferable to further include
- the desmear process is a process in which a swelling process, a chromic acid process or a permanganate process, and a reduction process are performed in this order, and a known wet process can be employed.
- chromates include potassium chromate.
- permanganates include sodium permanganate, potassium permanganate, and the like. In particular, it is preferable to use a permanganate from the viewpoints of reducing the emission of environmentally harmful substances from the desmear treatment solution, electrolytic regenerating properties, and the like.
- Second Wiring Layer As shown in FIG. 1 (iii), plating and patterning are performed on the side of the stacked body 16 where the via holes 18 are formed, so that the first wiring layer 14 and the metal foil are formed.
- a multilayer wiring board 24 including the second wiring layer 22 derived from 10 is formed. By doing so, the via hole 18 is filled with the plating metal, and the first wiring layer 14 and the second wiring layer 22 are electrically connected via the via hole 18.
- the second wiring layer 22 typically includes a metal derived from the metal foil 10, but is formed as a new wiring layer (not including a metal derived from the metal foil 10) inheriting only the surface profile of the metal foil 10. You may.
- the method for forming the second wiring layer 22 is not particularly limited, and a known method such as a subtractive method, an MSAP method, or an SAP method can be used.
- FIG. 1 (iii) shows a circuit formed by the MSAP method.
- a photoresist (not shown) is formed in a predetermined pattern on the surface of the metal foil 10.
- the photoresist is preferably a photosensitive film.
- a predetermined wiring pattern may be applied to the photoresist by exposure and development.
- an electroplating layer 20 is formed on the exposed surface of the metal foil 10 (that is, the portion not masked by the photoresist layer) and the via hole 18.
- the first wiring layer 14 and the metal foil 10 are electrically connected through the via hole 18.
- the electroplating may be performed by a known method, and is not particularly limited. After removing the photoresist layer, the metal foil 10 and the electroplating layer 20 are etched to obtain a multilayer wiring board 24 on which the second wiring layer 22 is formed.
- Further build-up wiring layers may be formed on the multilayer wiring board 24. That is, by alternately laminating an insulating layer and a wiring layer including a wiring pattern on the multilayer wiring board 24 alternately, a multilayer wiring board formed up to the n-th wiring layer (n is an integer of 3 or more) is obtained. Can be. This process may be repeated until a desired number of build-up wiring layers are formed. If necessary, a soldering resist, a mounting bump such as a pillar, or the like may be formed on the outer layer surface.
- Examples 1-6 Six types of copper foils were prepared for use as metal foils for forming an inner layer circuit of a multilayer wiring board, and various evaluations were made. The specific procedure is as follows.
- a laminate for evaluating laser workability was prepared as follows, and the laser workability was evaluated.
- a copper foil having a thickness of 2 ⁇ m was prepared as a metal foil 110, and a prepreg (GHPL-830NSF, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.) having a thickness of 0.02 mm was laminated as an insulating layer 112 on the metal foil 110.
- the copper foil prepared in the above (1) was laminated as the first wiring layer metal foil 113 such that the surface having the parameters shown in Table 1 was in contact with the insulating layer 112, and the pressure was 3.
- the first laminate 115 was obtained by performing hot press molding at 0 MPa and a temperature of 220 ° C. for 90 minutes (FIG. 2 (i)). After etching the surface of the first wiring layer metal foil 113 with a microetching liquid by 1 ⁇ m, a dry film was attached, and exposure and development were performed in a predetermined pattern to form an etching resist. The surface of the first wiring layer metal foil 113 is treated with a copper chloride etching solution to dissolve and remove copper from between the etching resists, and then the etching resist is peeled off to form the first wiring layer 114. A body 116 was obtained (FIG. 2 (ii)).
- the surface of the first wiring layer 114 was subjected to a roughening process (CZ process).
- the thickness of the first wiring layer 114 after the roughening treatment was 7 ⁇ m.
- a 0.02 mm-thick prepreg (GHPL-830NSF, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and a 2 ⁇ m-thick copper foil are respectively placed on the insulating layer 112 ′ on the second laminate 116 on which the first wiring layer 114 is formed.
- a metal foil 110 ′ were sequentially laminated, and hot press-formed at a pressure of 4.0 MPa and a temperature of 220 ° C. for 90 minutes. In this way, a laminate 117 for evaluating laser workability was obtained (FIG.
- the obtained laminated body 117 for laser workability evaluation is subjected to laser processing from the metal foil 110 side at an output density of 9.5 MW / cm 2 using a carbon dioxide laser, and penetrates through the metal foil 110 and the insulating layer 112. As a result, a via hole 118 having a diameter of 65 ⁇ m reaching the first wiring layer 114 was formed (FIG. 2 (iv)).
- the via hole 118 was observed from the metal foil 110 side with a metal microscope, and it was determined whether the first wiring layer 114 had penetrated. For each example, the formation and penetration of the via hole 118 were determined for each of 88 holes, and the penetration rate of the first wiring layer 114 after laser processing was calculated from the number of formed via holes 118 and the number of penetrations of the first wiring layer 114.
- circuit etching was performed with a copper etching solution, and the etching resist was peeled off to obtain a circuit.
- the circuit (thickness 9 ⁇ m, circuit width 0.8 mm) formed in this manner was peeled in a 90 ° direction with respect to the prepreg surface in accordance with JIS C 6481-1996, and the peel strength (kgf / cm) was measured.
- CZ treatment roughening treatment
- Example 12 1) A copper foil having a thickness of 3 ⁇ m was used instead of a copper foil having a thickness of 2 ⁇ m as the metal foils 110 and 110 ′, and 2) an output density of the carbon dioxide laser from 9.5 MW / cm 2 to 9. Evaluation of laser workability was performed in the same manner as in Example 10 except that the value was changed to 75 MW / cm 2 .
- Example 13 1 A copper foil having a thickness of 3 ⁇ m was used instead of a copper foil having a thickness of 2 ⁇ m as the metal foils 110 and 110 ′, and 2) an output density of the carbon dioxide laser from 9.5 MW / cm 2 to 9.
- the laser workability was evaluated in the same manner as in Example 8, except that the laser beam was changed to 75 MW / cm 2 .
- Example 14 1) A copper foil having a thickness of 5 ⁇ m was used instead of a copper foil having a thickness of 3 ⁇ m as the metal foils 110 and 110 ′, and 2) an output density of the carbon dioxide laser from 9.75 MW / cm 2 to 10.25 MW. / Cm 2 was evaluated in the same manner as in Example 11 except that the laser workability was changed.
- Example 15 1) A copper foil having a thickness of 5 ⁇ m was used instead of a copper foil having a thickness of 3 ⁇ m as the metal foils 110 and 110 ′, and 2) an output density of the carbon dioxide laser from 9.75 MW / cm 2 to 10.25 MW. / Cm 2 was evaluated in the same manner as in Example 12 except that the laser workability was changed.
- Example 16 1) A copper foil having a thickness of 5 ⁇ m was used instead of a copper foil having a thickness of 3 ⁇ m as the metal foils 110 and 110 ′, and 2) an output density of the carbon dioxide laser from 9.75 MW / cm 2 to 10.25 MW. / Cm 2 was evaluated in the same manner as in Example 13 except that the laser workability was changed.
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Abstract
回路を極薄化した場合であっても、回路密着性に優れ、かつ、レーザー加工による当該回路の貫通を極めて効果的に防止することが可能な、多層配線板の製造方法が提供される。この多層配線板の製造方法は、金属箔と、金属箔上に設けられる絶縁層と、絶縁層の金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、積層体に対して金属箔の表面からレーザー加工を施してビアホールを形成する工程と、積層体のビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して多層配線板を形成する工程とを含み、第1配線層の少なくとも金属箔と対向する面は、波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、第1配線層の厚さT1に対する金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である。
Description
本発明は、多層配線板の製造方法に関する。
近年、プリント配線板の実装密度を上げて小型化するために、プリント配線板の多層化が広く行われるようになってきている。このような多層プリント配線板は、携帯用電子機器の多くで、軽量化や小型化を目的として利用されている。そして、この多層プリント配線板には、層間絶縁層の更なる厚みの低減、及び配線板としてのより一層の薄型化及び軽量化が要求されている。
このような要求を満足させる技術として、コアレスビルドアップ法を用いた多層プリント配線板の製造方法が採用されている。コアレスビルドアップ法とは、いわゆるコア基板を用いることなく、絶縁層と配線層とを交互に積層(ビルドアップ)して多層化する方法である。コアレスビルドアップ法においては、支持体と多層プリント配線板との剥離を容易に行えるように、キャリア付金属箔を使用することが提案されている。例えば、特許文献1(特許第4460013号公報)には、キャリア付金属箔の金属箔側に絶縁層及び厚さ18μmの金属層を順に積層し、金属層を加工して内層回路(第1導体パターン)を形成し、内層回路に更なる絶縁層及び金属箔を順に積層し、キャリアを剥離して内層回路の両面側に金属箔を具備する基板を形成し、その後、基板両面の金属箔と内層回路とをビアを介して電気的に接続する配線基板の製造方法が開示されている。また、特許文献1には、基板の両面からレーザー加工を行って金属箔及び絶縁層を貫通して内層回路に到達するビアホールを各々形成し、基板両面の金属箔にドライフィルムでパターニングを施し、その後、電気めっきによってビアホールをめっき金属で充填するとともに、外層回路(導体パターン)を基板の両面に形成することも開示されている。
近年、多層プリント配線板に要求される更なる薄型化に伴い、多層配線板の回路に用いられる金属箔の厚さも低減している。この点、特許文献1に記載されるような配線基板の製造においても、極薄化した金属箔を用いることが望まれる。しかしながら、既存の極薄銅箔(例えば厚さ6μm以上12μm以下)を用いて回路(例えば内層回路)を形成した場合、層間接続用のビアホールを形成する工程において、両面(外層)の金属箔及び絶縁層のみならず当該回路までもがレーザー加工により貫通して穴が生じてしまうという問題がある。例えば、特許文献2(特許第3142270号公報)には、内層回路付基板に関して、内層回路の厚さが外層銅箔の厚さの4.5倍に満たない場合には(換言すれば内層回路の厚さT1に対する外層銅箔の厚さT2の比であるT2/T1が1/4.5(=0.22)未満となる場合)、レーザー照射による穴開けを行う際に、内層回路の損傷等が生じるおそれがあることが開示されている。
本発明者らは、今般、波長10.6μmのレーザーの反射率及び山の頂点密度Spdが所定の条件を満たす特定面を備えた配線層を回路(例えば内層回路)として用いて多層配線板の製造を行うことにより、回路を極薄化した場合であっても、回路密着性に優れ、かつ、レーザー加工による当該回路の貫通を極めて効果的に防止することができるとの知見を得た。
したがって、本発明の目的は、回路を極薄化した場合であっても、回路密着性に優れ、かつ、レーザー加工による当該回路の貫通を極めて効果的に防止することが可能な、多層配線板の製造方法を提供することにある。
本発明の一態様によれば、多層配線板の製造方法であって、
(a)金属箔と、該金属箔上に設けられる絶縁層と、該絶縁層の前記金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、
(b)前記積層体に対して前記金属箔の表面からレーザー加工を施して、前記金属箔及び前記絶縁層を貫通して前記第1配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
(c)前記積層体の前記ビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、前記第1配線層、及び前記金属箔に由来する第2配線層を含む多層配線板を形成する工程と、
を含み、
前記第1配線層の少なくとも前記金属箔と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、
前記第1配線層の厚さT1に対する前記金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である、方法が提供される。
(a)金属箔と、該金属箔上に設けられる絶縁層と、該絶縁層の前記金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、
(b)前記積層体に対して前記金属箔の表面からレーザー加工を施して、前記金属箔及び前記絶縁層を貫通して前記第1配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
(c)前記積層体の前記ビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、前記第1配線層、及び前記金属箔に由来する第2配線層を含む多層配線板を形成する工程と、
を含み、
前記第1配線層の少なくとも前記金属箔と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、
前記第1配線層の厚さT1に対する前記金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である、方法が提供される。
定義
本発明を特定するために用いられるパラメータの定義を以下に示す。
本発明を特定するために用いられるパラメータの定義を以下に示す。
本明細書において「波長10.6μmのレーザーの反射率」とは、フーリエ変換赤外光度計(FT-IR)により測定される、波長10.6μmのレーザーを試料(金属箔)表面に照射した際の、基準板(例えばAu蒸着ミラー)で反射した光の量に対する、試料で反射した光の量の比率である。波長10.6μmのレーザーの反射率の測定は、市販のフーリエ変換赤外光度計を用いて、本明細書の実施例に記載される諸条件に従って行うことができる。なお、レーザー加工に典型的に用いられる炭酸ガスレーザーの波長が10.6μmであるため、フーリエ変換赤外光度計のレーザー波長を10.6μmとした。
本明細書において「山の頂点密度Spd」とは、ISO25178に準拠して測定される、単位面積当たりの山頂点の数を表すパラメータである。この値が大きいと他の物体との接触点の数が多いことを示唆する。山の頂点密度Spdは、金属箔ないし配線層表面における所定の測定面積(例えば107μm×143μmの領域)の表面プロファイルを市販のレーザー顕微鏡で測定することにより算出することができる。
多層配線板の製造方法
本発明は、多層配線板の製造方法に関する。本発明の方法は、(1)積層体の用意、(2)ビアホールの形成、及び(3)第2配線層の形成の各工程を含む。
本発明は、多層配線板の製造方法に関する。本発明の方法は、(1)積層体の用意、(2)ビアホールの形成、及び(3)第2配線層の形成の各工程を含む。
以下、図1を参照しながら、工程(1)~(3)の各々について説明する。
(1)積層体の用意
金属箔10と、金属箔10上に設けられる絶縁層12と、絶縁層12の金属箔10と反対側の面に設けられる第1配線層14とを備えた積層体16を用意する。この積層体16は、典型的には、上述したコアレスビルドアップ法等の多層配線板の製造方法において、支持体を剥離する前の中間製品に相当するものである。例えば、図1(i)に示されるように、積層体16は、第1配線層14側(すなわち金属箔10と反対側)の面に絶縁層12’がさらに積層された形態であってもよい。この場合、第1配線層14は絶縁層12及び絶縁層12’間に埋め込まれた内層回路となる。あるいは、積層体16は、第1配線層14側の面に絶縁層12’を介して更なる金属箔又は配線層(図示せず)が積層ないし形成された形態(例えば両面に金属箔を備えた形態)であってもよい。また、第1配線層14は絶縁層12内に設けられたものであってもよい。いずれにしても、積層体16は少なくとも金属箔10、絶縁層12及び第1配線層14を備えていればよく、その他の層構成については特に限定されない。
金属箔10と、金属箔10上に設けられる絶縁層12と、絶縁層12の金属箔10と反対側の面に設けられる第1配線層14とを備えた積層体16を用意する。この積層体16は、典型的には、上述したコアレスビルドアップ法等の多層配線板の製造方法において、支持体を剥離する前の中間製品に相当するものである。例えば、図1(i)に示されるように、積層体16は、第1配線層14側(すなわち金属箔10と反対側)の面に絶縁層12’がさらに積層された形態であってもよい。この場合、第1配線層14は絶縁層12及び絶縁層12’間に埋め込まれた内層回路となる。あるいは、積層体16は、第1配線層14側の面に絶縁層12’を介して更なる金属箔又は配線層(図示せず)が積層ないし形成された形態(例えば両面に金属箔を備えた形態)であってもよい。また、第1配線層14は絶縁層12内に設けられたものであってもよい。いずれにしても、積層体16は少なくとも金属箔10、絶縁層12及び第1配線層14を備えていればよく、その他の層構成については特に限定されない。
金属箔10は、プリント配線板用金属箔に採用される公知の構成であることができる。例えば、金属箔10は、無電解めっき法及び電解めっき法等の湿式成膜法、スパッタリング及び化学蒸着等の乾式成膜法、又はそれらの組合せにより形成したものであってよい。金属箔10の例としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス(SUS)箔、ニッケル箔等が挙げられ、好ましくは銅箔である。銅箔は圧延銅箔及び電解銅箔のいずれであってもよい。
金属箔10はキャリア付金属箔の形態で供されてもよい。キャリア付金属箔は、典型的にはキャリア(図示せず)、剥離層(図示せず)、及び金属箔10を順に備える。キャリアは金属箔10を支持してそのハンドリング性を向上させるための箔ないし層である。キャリアの好ましい例としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス(SUS)箔、樹脂フィルム、表面を銅等でメタルコーティングした樹脂フィルム、樹脂板、ガラス板、及びそれらの組合せが挙げられる。キャリアの厚さは典型的には5μm以上250μm以下であり、好ましくは9μm以上200μm以下である。また、剥離層はキャリアの剥離を可能とする層であるかぎり、材質は特に限定されない。例えば、剥離層は、キャリア付金属箔の剥離層として採用される公知の材料で構成されることができる。剥離層は、有機剥離層及び無機剥離層のいずれであってもよく、有機剥離層と無機剥離層との複合剥離層であってもよい。剥離層の厚さは、典型的には1nm以上1μm以下であり、好ましくは5nm以上500nm以下、より好ましくは6nm以上100nm以下である。金属箔10がキャリア付金属箔の形態で供される場合には、後述する金属箔10に対するレーザー加工前に、キャリアを積層体16から剥離するのが好ましい。こうすることで、後述するビアホールの形成工程において、金属箔10からレーザー加工を施すことが可能となる。
積層体16は、片面がプリプレグ等の支持体(図示せず)に貼り付けられて剛性が付与されてもよい。プリプレグとは、合成樹脂板、ガラス板、ガラス織布、ガラス不織布、紙等の基材に合成樹脂を含浸させた複合材料の総称である。この場合、支持体の両面にキャリア付金属箔が上下対称に貼り付けられ、得られた支持体付仮積層体の両面に上下対称となるように積層体16が形成され、その後支持体がキャリアとともに除去されるのが好ましい。例えば、支持体に金属箔10を備えたキャリア付金属箔が貼り付けられ、金属箔10上に絶縁層12及び第1配線層14が順に積層ないし形成されて積層体16となりうる。あるいは、支持体に金属箔10とは別の金属箔を備えたキャリア付金属箔が貼り付けられ、当該金属箔上に第1配線層14、絶縁層12及び金属箔10が順に積層ないし形成されて積層体16となりうる。このように、本発明で用意する積層体16は、金属箔10及び第1配線層14のいずれを先に積層ないし形成して作製されたものであってもよい。
絶縁層12は、コアレスビルドアップ法の絶縁層に採用される公知の構成であってよく、特に限定されない。例えば、絶縁層12は、プリプレグや樹脂シート等の絶縁樹脂材料を金属箔10上に積層し、その後、熱間プレス成形を施すことにより好ましく形成することができる。使用するプリプレグに含浸される絶縁性樹脂の好ましい例としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、樹脂シートを構成する絶縁性樹脂の好ましい例としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。さらに、絶縁層12には絶縁性を向上する等の観点からシリカ、アルミナ等の各種無機粒子からなるフィラー粒子等が含有されていてもよい。絶縁層12の厚さは特に限定されないが、1μm以上100μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以上40μm以下、さらに好ましくは10μm以上30μm以下である。絶縁層12は複数の層で構成されていてよい。なお、図1(i)に示されるように、積層体16が絶縁層12’を含む場合には、絶縁層12’の構成は絶縁層12に準じたものとすればよく、上述した絶縁層12の好ましい態様は絶縁層12’にもそのまま当てはまる。
第1配線層14は、例えば、絶縁層12又は絶縁層12’上に第1配線層用金属箔を積層し、この第1配線層用金属箔にパターニングを施すことにより好ましく形成することができる。あるいは、第1配線層14は、金属箔10とは別の金属箔上に金属めっき等を用いてパターニングを施すことにより形成してもよい。第1配線層用金属箔は、無電解めっき法及び電解めっき法等の湿式成膜法、スパッタリング及び化学蒸着等の乾式成膜法、又はそれらの組合せにより形成したものであってよい。第1配線層用金属箔の例としては、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス(SUS)箔等が挙げられ、好ましくは銅箔である。銅箔は圧延銅箔及び電解銅箔のいずれであってもよい。第1配線層用金属箔の好ましい厚さは0.1μm以上12μm以下であり、より好ましくは1μm以上9μm以下、さらに好ましくは5μm以上7μm以下である。このような範囲内であると、微細回路形成を行うのに極めて適したものとなる。第1配線層14を形成するためのパターニングはサブトラクティブ法、MSAP(モディファイド・セミ・アディティブ・プロセス)法、SAP(セミ・アディティブ・プロセス)法等の公知の手法によって行えばよく、特に限定されない。第1配線層14上に絶縁層12又は絶縁層12’を積層する場合には、予め第1配線層14に内層処理を施してもよい。内層処理はCZ処理等の粗化処理を含むのが好ましく、CZ処理は有機酸系マイクロエッチング剤(例えばメック株式会社製、品番CZ-8101)を用いて、第1配線層14表面に微細粗化を施すことにより好ましく行うことができる。こうすることで、第1配線層14表面に微細凹凸を形成し、後に積層される絶縁層との密着性を向上させることができる。
第1配線層14の少なくとも金属箔10と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下である。このような条件を満たす配線層を回路(例えば内層回路)として用いて多層配線板の製造を行うことにより、回路密着性に優れ、かつ、レーザー加工による当該回路の貫通を極めて効果的に防止することが可能となる。
すなわち、第1配線層14の金属箔10と対向する面におけるフーリエ変換赤外分光光度計により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率を80%以上と高くしたことで、ビアホール形成に用いられるレーザー光の吸収を効果的に妨げることが可能となる。その結果、第1配線層14を極薄化した場合(すなわち第1配線層14の厚さT1に対する金属箔10の厚さT2の比であるT2/T1を0.23以上と大きくした場合)であっても、当該第1配線層14のレーザー加工による貫通を極めて効果的に防止することができる。この波長10.6μmのレーザーの反射率は第1配線層14の表面を平滑にするほど大きくなるといえる。しかしながら、レーザー反射率を大きくするために第1配線層14の表面を単に平滑にした場合、第1配線層14と絶縁層12との密着性が低下してしまい、回路剥がれが生じやすくなる。このように、レーザー加工による回路の貫通防止と、回路密着性とを両立することは容易なことではない。この点、本発明においては、第1配線層14の金属箔10と対向する面において、波長10.6μmのレーザー反射率向上に寄与する平滑性を保ちつつ、山の頂点密度Spdを7000個/mm2以上15000個/mm2以下と高くすることで、第1配線層14の絶縁層12への食い込みを多くの接点数で確保することができる。その結果、高い回路密着性を確保しながらも、レーザー加工による内層回路の貫通を極めて効果的に防止することが可能となる。
上記観点から、第1配線層14の金属箔10と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上である。上限値は特に限定されるものでなく100%であってもよいが、典型的には98%以下である。また、第1配線層14の金属箔10と対向する面は、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、好ましくは10000個/mm2以上15000個/mm2以下、より好ましくは13000個/mm2以上15000個/mm2以下である。上記好ましい範囲内であると、高い回路密着性をより一層確保しながら、レーザー加工時における第1配線層14の貫通をより効果的に防止できる。
第1配線層14の金属箔10と対向する面における上記範囲内の波長10.6μmのレーザーの反射率及び山の頂点密度Spdは、第1配線層14が形成されることになる第1配線層用金属箔の表面が予め備えていてもよく、あるいは上述した内層処理(例えばCZ処理等の粗化処理)により第1配線層14の表面に事後的に付与されてもよい。したがって、第1配線層14の金属箔10と対向する面は粗化面であることが好ましい。なお、上記諸条件を満たす表面を有する第1配線層用金属箔は、金属箔表面に公知ないし所望の条件で粗化処理を施すことにより実現することができる。また、上記諸条件を満たす表面を有する市販の金属箔を選択的に入手してもよい。
第1配線層14の金属箔10と対向する面と同様に、第1配線層14の金属箔10と反対側の面が上記範囲内の波長10.6μmのレーザーの反射率及び山の頂点密度Spdを有していてもよい。こうすることで、第1配線層14の金属箔10と反対側に積層される層(例えば絶縁層12’)との高い密着性を確保しつつ、積層体16の金属箔10と反対側の表面からレーザー加工を施した場合でも、第1配線層14の貫通を効果的に防止できる。
第1配線層14の厚さT1に対する金属箔10の厚さT2の比であるT2/T1は0.23以上であり、好ましくは0.25以上、より好ましくは0.30以上である。上述したとおり、本発明によれば、第1配線層14がレーザー光を吸収しにくい表面を有するため、上記範囲を満足するように第1配線層14を極薄化しても、第1配線層14のレーザー加工による損傷を抑制することが可能となる。T2/T1は1.0以下であるのが好ましく、より好ましくは0.50以下であり、さらに好ましくは0.33以下である。なお、レーザー加工を施す前に第1配線層14及び/又は金属箔10に対して表面処理を行う(すなわち第1配線層14及び/又は金属箔10の厚さを変化させる)場合には、上記T1及びT2は、当該表面処理後における第1配線層14の厚さ及び金属箔10の厚さをそれぞれ指すものとする。例えば、第1配線層14に上述した内層処理を施す場合には、T1は内層処理後における第1配線層14の厚さとなる。
第1配線層14の厚さT1は2μm以上15μm以下であるのが好ましく、より好ましくは3μm以上12μm以下、さらに好ましくは5μm以上10μm以下、特に好ましくは5μm以上8μm以下である。このような範囲内であると、多層プリント配線板に要求される薄型化に極めて有利となる。一方、金属箔10の厚さT2は0.5μm以上6μm以下が好ましく、より好ましくは0.7μm以上4.0μm以下、さらに好ましくは1.2μm以上3.0μm以下、特に好ましくは1.5μm以上2.0μm以下である。このような範囲内であると、後述するビアホール形成工程において、金属箔10から直接レーザー加工を行ってビアホール18を形成することが容易になる。また、金属箔10が配線層の形成に用いられる際、上述した厚さの範囲内であると微細回路形成性にも優れる。
(2)ビアホールの形成
図1(ii)に示されるように、積層体16に対して金属箔10の表面からレーザー加工を施して、金属箔10及び絶縁層12を貫通して第1配線層14に到達するビアホール18を形成する。レーザー加工には炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、UVレーザー、YAGレーザー等の様々なレーザーが使用可能であるが、炭酸ガスレーザーを用いるのが特に好ましい。本発明の方法によれば、第1配線層14がレーザー光を吸収しにくい表面を有するため、ビアホールの形成工程において、レーザー加工による第1配線層14の貫通を極めて効果的に防止することが可能となる。とりわけ、レーザー加工を効率的に行うべくレーザーの出力密度を大きくした場合であっても、本発明によれば第1配線層14の貫通が生じにくくなるといえる。この観点から、レーザー加工におけるレーザーの出力密度は8MW/cm2以上14MW/cm2以下であるのが好ましく、より好ましくは8MW/cm2以上12MW/cm2以下、さらに好ましくは9MW/cm2以上12MW/cm2以下である。したがって、本発明におけるビアホール18は、上記範囲内の出力密度を有するレーザーを用いて、1個のビアホールにつき1ショットのレーザー照射で形成することが好ましい。
図1(ii)に示されるように、積層体16に対して金属箔10の表面からレーザー加工を施して、金属箔10及び絶縁層12を貫通して第1配線層14に到達するビアホール18を形成する。レーザー加工には炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、UVレーザー、YAGレーザー等の様々なレーザーが使用可能であるが、炭酸ガスレーザーを用いるのが特に好ましい。本発明の方法によれば、第1配線層14がレーザー光を吸収しにくい表面を有するため、ビアホールの形成工程において、レーザー加工による第1配線層14の貫通を極めて効果的に防止することが可能となる。とりわけ、レーザー加工を効率的に行うべくレーザーの出力密度を大きくした場合であっても、本発明によれば第1配線層14の貫通が生じにくくなるといえる。この観点から、レーザー加工におけるレーザーの出力密度は8MW/cm2以上14MW/cm2以下であるのが好ましく、より好ましくは8MW/cm2以上12MW/cm2以下、さらに好ましくは9MW/cm2以上12MW/cm2以下である。したがって、本発明におけるビアホール18は、上記範囲内の出力密度を有するレーザーを用いて、1個のビアホールにつき1ショットのレーザー照射で形成することが好ましい。
ビアホール18の直径は30μm以上80μm以下であるのが好ましく、より好ましくは30μm以上60μm以下、さらに好ましくは30μm以上40μm以下である。このような範囲内であると、多層プリント配線板の高密度化に極めて有利となる。また、上記のような小さい直径を有するビアホール18を形成するためには、レーザーのビーム径(スポット径)を小さくすることが望まれる。この場合、第1配線層14のレーザー照射部分にレーザーのエネルギーが集中しやすくなるため、本来的には第1配線層14の貫通が生じやすくなるといえる。この点、本発明の方法によれば、第1配線層14がレーザー光を吸収しにくい表面を有するため、レーザーのエネルギーが集中した場合においても、第1配線層14の貫通を効果的に防止することが可能となる。
ビアホールの形成工程は、レーザー加工でビアホールを形成した際に生じるビアホール底部の樹脂残渣(スミア)を除去する処理として、クロム酸塩溶液及び過マンガン酸塩溶液の少なくともいずれか一方を用いたデスミア工程をさらに含むのが好ましい。デスミア工程は膨潤処理、クロム酸処理又は過マンガン酸処理、及び還元処理という処理をこの順に行う処理であり、公知の湿式プロセスが採用されうる。クロム酸塩の例としてはクロム酸カリウムが挙げられる。過マンガン酸塩の例としては、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等が挙げられる。特に、デスミア処理液の環境負荷物質の排出低減、電解再生性等の点から、過マンガン酸塩を用いるのが好ましい。
(3)第2配線層の形成
図1(iii)に示されるように、積層体16のビアホール18が形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、第1配線層14、及び金属箔10に由来する第2配線層22を含む多層配線板24を形成する。こうすることで、ビアホール18がめっき金属で充填され、第1配線層14と第2配線層22とがビアホール18を介して電気的に接続される。第2配線層22は金属箔10に由来の金属を典型的には含むが、金属箔10の表面プロファイルのみを引き継いだ新たな配線層(金属箔10に由来の金属を含まない)として形成されてもよい。第2配線層22の形成方法についての工法は特に限定されず、サブトラクティブ法、MSAP法、SAP法等の公知の手法が使用可能である。ここで、図1(iii)はMSAP法により回路形成を行ったものである。MSAP法による回路形成の一例としては、まず金属箔10の表面にフォトレジスト(図示せず)を所定のパターンで形成する。フォトレジストは感光性フィルムであるのが好ましく、この場合は露光及び現像により所定の配線パターンをフォトレジストに付与すればよい。次いで、金属箔10の露出表面(すなわちフォトレジスト層でマスキングされていない部分)、並びにビアホール18に電気めっき層20を形成する。このとき、ビアホール18にめっき金属が充填されるため、第1配線層14と金属箔10とがビアホール18を介して電気的に接続される。電気めっきは公知の手法により行えばよく、特に限定されない。フォトレジスト層を剥離した後、金属箔10及び電気めっき層20をエッチング加工することにより、第2配線層22が形成された多層配線板24を得ることができる。
図1(iii)に示されるように、積層体16のビアホール18が形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、第1配線層14、及び金属箔10に由来する第2配線層22を含む多層配線板24を形成する。こうすることで、ビアホール18がめっき金属で充填され、第1配線層14と第2配線層22とがビアホール18を介して電気的に接続される。第2配線層22は金属箔10に由来の金属を典型的には含むが、金属箔10の表面プロファイルのみを引き継いだ新たな配線層(金属箔10に由来の金属を含まない)として形成されてもよい。第2配線層22の形成方法についての工法は特に限定されず、サブトラクティブ法、MSAP法、SAP法等の公知の手法が使用可能である。ここで、図1(iii)はMSAP法により回路形成を行ったものである。MSAP法による回路形成の一例としては、まず金属箔10の表面にフォトレジスト(図示せず)を所定のパターンで形成する。フォトレジストは感光性フィルムであるのが好ましく、この場合は露光及び現像により所定の配線パターンをフォトレジストに付与すればよい。次いで、金属箔10の露出表面(すなわちフォトレジスト層でマスキングされていない部分)、並びにビアホール18に電気めっき層20を形成する。このとき、ビアホール18にめっき金属が充填されるため、第1配線層14と金属箔10とがビアホール18を介して電気的に接続される。電気めっきは公知の手法により行えばよく、特に限定されない。フォトレジスト層を剥離した後、金属箔10及び電気めっき層20をエッチング加工することにより、第2配線層22が形成された多層配線板24を得ることができる。
多層配線板24上に更なるビルドアップ配線層を形成してもよい。すなわち、多層配線板24上にさらに絶縁層と配線パターンを含む配線層とを交互に積層配置することで、第n配線層(nは3以上の整数)まで形成された多層配線板を得ることができる。この工程の繰り返しは所望の層数のビルドアップ配線層が形成されるまで行えばよい。また、必要に応じて、外層面にソルダーレジストや、ピラー等の実装用のバンプ等を形成してもよい。
本発明を以下の例によってさらに具体的に説明する。
例1~6
多層配線板の内層回路形成用の金属箔として用いるための銅箔を6種類用意し、各種評価を行った。具体的な手順は以下のとおりである。
多層配線板の内層回路形成用の金属箔として用いるための銅箔を6種類用意し、各種評価を行った。具体的な手順は以下のとおりである。
(1)銅箔の用意
表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ9μmの電解銅箔を6種類用意した。これらの銅箔のうち幾つかは市販品であり、その他は公知の方法に基づき別途作製したものである。用意した銅箔の各パラメータの測定ないし算出方法は以下のとおりである。
表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ9μmの電解銅箔を6種類用意した。これらの銅箔のうち幾つかは市販品であり、その他は公知の方法に基づき別途作製したものである。用意した銅箔の各パラメータの測定ないし算出方法は以下のとおりである。
(FT-IRにおける波長10.6μmのレーザーの反射率)
赤外分光光度計(Thermo Fisher SCIENTIFIC社製、Nicolet Nexus 640 FT-IR Spectrometer)を用いて、銅箔表面に対して下記条件にて測定を行い、IRスペクトルデータを取得した。取得したIRスペクトルデータを解析することにより、波長10.6μmのレーザーの反射率を算出した。
<測定条件>
‐測定法:正反射法
‐バックグラウンド:Au蒸着ミラー
‐分解能:4cm-1
‐スキャン回数:64scan
‐検出器:DTGS(Deuterium Tri-Glycine Sulfate)検出器
赤外分光光度計(Thermo Fisher SCIENTIFIC社製、Nicolet Nexus 640 FT-IR Spectrometer)を用いて、銅箔表面に対して下記条件にて測定を行い、IRスペクトルデータを取得した。取得したIRスペクトルデータを解析することにより、波長10.6μmのレーザーの反射率を算出した。
<測定条件>
‐測定法:正反射法
‐バックグラウンド:Au蒸着ミラー
‐分解能:4cm-1
‐スキャン回数:64scan
‐検出器:DTGS(Deuterium Tri-Glycine Sulfate)検出器
(山の頂点密度Spd)
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X100)を用い、Sフィルターによるカットオフ波長0.8μm、倍率2000倍(測定面積107μm×143μm)の条件で、ISO25178に準拠して銅箔表面の山の頂点密度Spdを測定した。
レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、VK-X100)を用い、Sフィルターによるカットオフ波長0.8μm、倍率2000倍(測定面積107μm×143μm)の条件で、ISO25178に準拠して銅箔表面の山の頂点密度Spdを測定した。
(2)銅箔の評価
用意した銅箔について、各種特性の評価を以下のとおり行った。
用意した銅箔について、各種特性の評価を以下のとおり行った。
<レーザー加工性>
図2に示されるように、上記(1)で用意した銅箔を内層回路形成用の金属箔として用いてレーザー加工性評価用積層体を以下のように作製し、レーザー加工性を評価した。まず、厚さ2μmの銅箔を金属箔110として用意し、金属箔110上に絶縁層112として厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)を積層した。次いで、上記(1)で用意した銅箔を第1配線層用金属箔113として、表1に示される各パラメータを有する側の面が絶縁層112上に当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って第1積層体115を得た(図2(i))。第1配線層用金属箔113の表面をマイクロエッチング液で1μmエッチングした後、ドライフィルムを貼り付け、所定のパターンで露光及び現像を行い、エッチングレジストを形成した。この第1配線層用金属箔113の表面を塩化銅エッチング液で処理して、エッチングレジスト間から銅を溶解除去した後、エッチングレジストを剥離して第1配線層114を形成し、第2積層体116を得た(図2(ii))。第1配線層114表面に対して粗化処理(CZ処理)を施した。粗化処理後における第1配線層114の厚さは7μmであった。その後、第1配線層114が形成された第2積層体116上に厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)及び厚さ2μmの銅箔をそれぞれ絶縁層112’及び金属箔110’として順に積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行った。このようにして、レーザー加工性評価用積層体117を得た(図2(iii))。なお、レーザー加工性評価用積層体117における第1配線層114の厚さT1(7μm)に対する金属箔110の厚さT2(2μm)の比であるT2/T1は2/7=約0.29であった。得られたレーザー加工性評価用積層体117に対して、炭酸ガスレーザーを用いて9.5MW/cm2の出力密度で金属箔110側からレーザー加工を施し、金属箔110及び絶縁層112を貫通して第1配線層114に到達する直径65μmのビアホール118を形成した(図2(iv))。このビアホール118を金属箔110側から金属顕微鏡にて観察し、第1配線層114の貫通の有無を判定した。各例につきビアホール118の形成及び貫通判定を88穴ずつ行い、ビアホール118の形成数及び第1配線層114の貫通数から、レーザー加工後における第1配線層114の貫通率を算出した。
図2に示されるように、上記(1)で用意した銅箔を内層回路形成用の金属箔として用いてレーザー加工性評価用積層体を以下のように作製し、レーザー加工性を評価した。まず、厚さ2μmの銅箔を金属箔110として用意し、金属箔110上に絶縁層112として厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)を積層した。次いで、上記(1)で用意した銅箔を第1配線層用金属箔113として、表1に示される各パラメータを有する側の面が絶縁層112上に当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って第1積層体115を得た(図2(i))。第1配線層用金属箔113の表面をマイクロエッチング液で1μmエッチングした後、ドライフィルムを貼り付け、所定のパターンで露光及び現像を行い、エッチングレジストを形成した。この第1配線層用金属箔113の表面を塩化銅エッチング液で処理して、エッチングレジスト間から銅を溶解除去した後、エッチングレジストを剥離して第1配線層114を形成し、第2積層体116を得た(図2(ii))。第1配線層114表面に対して粗化処理(CZ処理)を施した。粗化処理後における第1配線層114の厚さは7μmであった。その後、第1配線層114が形成された第2積層体116上に厚さ0.02mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)及び厚さ2μmの銅箔をそれぞれ絶縁層112’及び金属箔110’として順に積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行った。このようにして、レーザー加工性評価用積層体117を得た(図2(iii))。なお、レーザー加工性評価用積層体117における第1配線層114の厚さT1(7μm)に対する金属箔110の厚さT2(2μm)の比であるT2/T1は2/7=約0.29であった。得られたレーザー加工性評価用積層体117に対して、炭酸ガスレーザーを用いて9.5MW/cm2の出力密度で金属箔110側からレーザー加工を施し、金属箔110及び絶縁層112を貫通して第1配線層114に到達する直径65μmのビアホール118を形成した(図2(iv))。このビアホール118を金属箔110側から金属顕微鏡にて観察し、第1配線層114の貫通の有無を判定した。各例につきビアホール118の形成及び貫通判定を88穴ずつ行い、ビアホール118の形成数及び第1配線層114の貫通数から、レーザー加工後における第1配線層114の貫通率を算出した。
<回路密着性>
厚さ0.1mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)3枚を積層し、積層したプリプレグに上記(1)で用意した銅箔を、表1に示される各パラメータを有する側の面が当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って銅張積層板サンプルを作製した。この銅張積層板サンプルの両面にドライフィルムを張り合わせて、エッチングレジスト層を形成した。そして、その両面のエッチングレジスト層に、0.8mm幅の剥離強度測定試験用の回路を露光現像し、エッチングパターンを形成した。その後、銅エッチング液で回路エッチングを行い、エッチングレジストを剥離して回路を得た。こうして形成された回路(厚み9μm、回路幅0.8mm)をJIS C 6481-1996に準拠してプリプレグ表面に対して90°方向に剥離してピール強度(kgf/cm)を測定した。
厚さ0.1mmのプリプレグ(三菱瓦斯化学株式会社製、GHPL-830NSF)3枚を積層し、積層したプリプレグに上記(1)で用意した銅箔を、表1に示される各パラメータを有する側の面が当接するように積層し、圧力4.0MPa、温度220℃で90分間の熱間プレス成形を行って銅張積層板サンプルを作製した。この銅張積層板サンプルの両面にドライフィルムを張り合わせて、エッチングレジスト層を形成した。そして、その両面のエッチングレジスト層に、0.8mm幅の剥離強度測定試験用の回路を露光現像し、エッチングパターンを形成した。その後、銅エッチング液で回路エッチングを行い、エッチングレジストを剥離して回路を得た。こうして形成された回路(厚み9μm、回路幅0.8mm)をJIS C 6481-1996に準拠してプリプレグ表面に対して90°方向に剥離してピール強度(kgf/cm)を測定した。
例7~10
厚さ9μmの電解銅箔の代わりに、表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ7μmの電解銅箔を用いたこと以外は、例1~6と同様にして各種特性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は2/5=0.40であった。
厚さ9μmの電解銅箔の代わりに、表1に示される各パラメータを少なくとも一方の面に有する厚さ7μmの電解銅箔を用いたこと以外は、例1~6と同様にして各種特性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は2/5=0.40であった。
結果
例1~10において得られた評価結果は表1に示されるとおりであった。
例1~10において得られた評価結果は表1に示されるとおりであった。
例11
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、2)エッチング量を調整して粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さを5μmとした(すなわちT2/T1を3/5=0.60とした)こと、及び3)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例5と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、2)エッチング量を調整して粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さを5μmとした(すなわちT2/T1を3/5=0.60とした)こと、及び3)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例5と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。
例12
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例10と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例10と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
例13
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例8と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
1)金属箔110、110’として厚さ2μmの銅箔の代わりに、厚さ3μmの銅箔をそれぞれ用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.5MW/cm2から9.75MW/cm2に変更したこと以外は、例8と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は3/5=0.60であった。
例14
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例11と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例11と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
例15
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例12と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例12と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
例16
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例13と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
1)金属箔110、110’として厚さ3μmの銅箔の代わりに、厚さ5μmの銅箔を用いたこと、及び2)炭酸ガスレーザーの出力密度を9.75MW/cm2から10.25MW/cm2に変更したこと以外は、例13と同様にしてレーザー加工性の評価を行った。なお、レーザー加工性評価用積層体117における粗化処理(CZ処理)後の第1配線層114の厚さは5μmであり、T2/T1は5/5=1.0であった。
結果
例11~16において得られた評価結果は表2に示されるとおりであった。
例11~16において得られた評価結果は表2に示されるとおりであった。
Claims (7)
- 多層配線板の製造方法であって、
(a)金属箔と、該金属箔上に設けられる絶縁層と、該絶縁層の前記金属箔と反対側の面に設けられる第1配線層とを備えた積層体を用意する工程と、
(b)前記積層体に対して前記金属箔の表面からレーザー加工を施して、前記金属箔及び前記絶縁層を貫通して前記第1配線層に到達するビアホールを形成する工程と、
(c)前記積層体の前記ビアホールが形成された側に対してめっき及びパターニングを施して、前記第1配線層、及び前記金属箔に由来する第2配線層を含む多層配線板を形成する工程と、
を含み、
前記第1配線層の少なくとも前記金属箔と対向する面は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)により測定される波長10.6μmのレーザーの反射率が80%以上であり、かつ、ISO25178に準拠して測定される山の頂点密度Spdが7000個/mm2以上15000個/mm2以下であり、
前記第1配線層の厚さT1に対する前記金属箔の厚さT2の比であるT2/T1が0.23以上である、方法。 - 前記第1配線層の厚さT1が2μm以上15μm以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記金属箔の厚さT2が0.5μm以上6μm以下である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記T2/T1が1.0以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザー加工における、レーザーの出力密度が8MW/cm2以上14MW/cm2以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビアホールの直径が30μm以上80μm以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記金属箔が、キャリア、剥離層、及び前記金属箔を順に備えたキャリア付金属箔の形態で供され、前記金属箔に対するレーザー加工前に、前記キャリアが前記積層体から剥離される、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
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