JP2000228582A - 信頼性に優れたスルーホールを有するプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅張板に、高出力の炭酸ガスレーザーを
直接照射して、小径の貫通孔をあけた後、孔内部の銅箔
と表層銅箔との接続信頼性を上げる。 【解決手段】 少なくとも２層以上の銅の層を有する銅
張板の銅箔の上に、酸化金属処理を施すか、金属化合物
粉、カーボン粉、又は金属粉3〜97vol%を含む、樹脂層
或いはフィルムに塗布した総厚み30〜200μmの樹脂層を
配置し、直接20〜60mJ/パルスより選ばれた高出力の炭
酸ガスレーザーを照射して銅箔を加工除去し、貫通孔を
形成した後、銅箔表裏表面及び発生したバリをエッチン
グ除去し、孔内部を気相処理してから湿潤処理し、80%
以上銅メッキにて孔を充填して得られる銅張板を用いて
プリント配線板を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２層以上の
銅の層を有する銅多層板の銅表面に、高出力の炭酸ガス
レーザーを直接照射してスルーホール用貫通孔あけを行
い、ついで孔内部の殆どを銅メッキして作成される銅張
板を用いてプリント配線板を製造する方法に関する。本
発明のより好適な態様は、貫通孔内部の銅箔表面に付着
残存する樹脂層を除去してから、好適には表裏の銅箔を
平面的にエッチング除去するとともに孔周囲のバリをも
除去してから孔内部のほとんどを銅メッキして作成され
る銅張板を用いるプリント配線板の製造方法に関する。
得られた両面、多層プリント配線板は、小径の孔を有す
る、高密度の小型プリント配線板として、新規な半導体
プラスチックパッケージ用等への使用に好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体プラスチックパッケージ等
に用いられる高密度のプリント配線板は、スルーホール
用の貫通孔をドリルであけていた。近年、ますますドリ
ルの径は小径となり、孔径が0.15mmφ以下となってきて
おり、このような小径の孔をあける場合、ドリル径が細
いため、孔あけ時にドリルが曲がる、折れる、加工速度
が遅い等の欠点があり、生産性、信頼性等に問題のある
ものであった。また上下の銅箔に、あらかじめネガフィ
ルムを使用して所定の方法で同じ大きさの孔をあけてお
き、炭酸ガスレーザーで上下を貫通するスルーホールを
形成しようとすると、内層銅箔の位置ズレ、上下の孔の
位置ズレを生じ、接続不良、及び表裏のランドが形成で
きない等の欠点があった。更には、内層として銅箔があ
る場合、表層の銅箔をエッチング除去して低エネルギー
で孔あけを行なっても、内層銅箔の孔あけができず、貫
通孔が形成できなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決した、両面銅張板、両面銅張多層板に小径のス
ルーホール用貫通孔を形成し、内層銅箔、表裏銅箔とメ
ッキ銅との接合性を向上したプリント配線板の製造方法
に関する。

【０００４】

【発明が解決するための手段】本発明は、少なくとも２
層以上の銅の層を有する銅多層板の銅箔表面に、銅箔表
面の加工用補助材料として、樹脂組成物の中に、融点90
0℃以上で、且つ結合エネルギーが300kJ/mol 以上の金
属化合物粉、カーボン粉、又は金属粉の１種或いは２種
以上を3〜97容積％を含む塗料、或いはこれをシート状
としたものを、好適には、総厚み30〜200μmの厚みで銅
箔表面上に配置し、あるいは、銅箔表面の酸化金属処理
を行い、ついで銅箔を炭酸ガスレーザーで除去できるに
十分な20〜60mJ/パルスから選ばれたエネルギーを用い
て、炭酸ガスレーザーのパルス発振により、炭酸ガスレ
ーザーを照射し、銅張板の銅箔を加工して貫通孔を形成
し、次いで孔内部の銅箔表面に付着する樹脂層を除去し
た後、孔容積の80容積%以上を銅メッキで充填して得ら
れる銅張板をプリント配線板に用いることを特徴とする
スルーホール信頼性に優れたプリント配線板の製造方法
を提供する。加工用補助材料の下に銅張板を数枚重ね、
上から炭酸ガスレーザーで貫通孔あけ加工することも可
能である。加工後、銅箔の表面は機械的研磨でバリをと
ることもできる。しかし、完全にバリを取るためには、
銅箔の両表面を平面的にエッチングし、もとの銅箔の一
部の厚さをエッチング除去して、孔部に張り出した銅箔
バリもエッチング除去することが好ましい。上記エッチ
ング方法により、孔周囲の両面の銅箔が残存したスルー
ホールメッキ用孔が形成される。また、上下の孔の銅箔
位置がズレることもなくランドが形成でき、スルーホー
ルは上下曲がることもなく形成できる。薬液によるエッ
チング処理の採用により、銅箔が薄くなり、その後の金
属メッキでメッキアップして得られた表裏銅箔の細線の
回路形成において、ショートやパターン切れ等の不良の
発生もなく、高密度のプリント配線板を作成することが
できる。この表裏銅箔のエッチングによる銅の薄層化の
後、孔内部に露出した内層銅箔表面に付着する樹脂層
を、好適には少なくとも気相処理して除去する。両面銅
張板においても、表層の銅箔バリをエッチング処理して
除去しない場合、銅面に付着する樹脂層を気相処理等で
除去する。その後、孔内部を銅メッキで80容積%以上充
填して表層の銅箔と孔内部の銅箔の接続を行うことによ
り、接続の極めて優れた孔が得られる。また、加工速度
はドリルであける場合に比べて格段に速く、生産性も良
好で、経済性にも優れているものが得られた。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、炭酸ガスレーザーを用
いて、少なくとも２層以上の銅の層を有する多層板にス
ルーホール用貫通孔等、特に小径の孔をあける方法に関
する。孔あけ加工された多層プリント配線板は、主に半
導体チップの搭載用として使用される。多層板の炭酸ガ
スレーザーによる孔あけにおいて、レーザーを照射する
面に、酸化金属処理を施すか、融点900℃で、且つ結合
エネルギー300kJ/mol 以上の酸化金属粉、カーボン、又
は金属粉と水溶性樹脂とを混合した塗料を、塗布して塗
膜とするか、熱可塑性フィルムの片面に、総厚み30〜20
0μmとなるように付着させて得られる孔あけ用補助シー
トを配置し、好適には銅箔面に接着させて、その上から
炭酸ガスレーザーを直接銅箔表面に照射し、銅箔を加工
除去することによる、スルーホール用貫通孔形成の方法
に関する。

【０００６】本発明で使用する銅張板は、少なくとも２
層以上の銅の層が存在する両面銅張板、多層板であり、
絶縁層としては基材補強されたもの、フィルム基材のも
の、補強基材の無い樹脂単独のもの等のいずれでもよ
い。

【０００７】本発明のレーザー孔あけ用補助シートは、
そのままでも使用可能である。しかし孔あけ時に銅張板
の上に置いて、できるだけ銅箔表面に密着させること
が、孔の形状を良好にするために好ましい。一般には、
シートを銅張板の上にテープ等で貼り付ける等の方法で
固定、密着して使用する。しかしより完全に密着するた
めには、得られたシートを、銅張板の表面に、樹脂付着
した面を向け、加熱、加圧下に樹脂を溶融接着するか、
或いは樹脂表層面３μm以下を水分で事前に湿らした
後、室温にて加圧下に接着させることにより、銅箔表面
との密着性が良好となり、孔形状の良好なものが得られ
る。樹脂組成物として、水溶性樹脂が好ましいが、水溶
性でない、有機溶剤に溶解可能な樹脂組成物も使用可能
である。しかしながら、炭酸ガスレーザー照射で、孔周
辺に樹脂が付着することがある。この場合樹脂の除去が
必要であり、樹脂の除去には水ではなく有機溶剤を必要
とするため、加工上煩雑であり、又、後工程の汚染等の
問題点も生じるため、好ましくない。

【０００８】本発明で銅張板に使用される基材として
は、一般に公知の、有機、無機の織布、不織布が使用で
きる。具体的には、無機の繊維としては、Ｅ、Ｓ、Ｄ、
Ｍガラス等の繊維等が挙げらる。又、有機繊維として
は、全芳香族ポリアミド、液晶ポリエステルの繊維等が
挙げられる。これらは、混抄でも良い。

【０００９】本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物の
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、 多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以上が
組み合わせて使用される。出力の高い炭酸ガスレーザー
照射による加工でのスルーホール形状の点からは、ガラ
ス転移温度が150℃以上の熱硬化性樹脂組成物が好まし
く、耐湿性、耐マイグレーション性、吸湿後の電気的特
性等の点から多官能性シアン酸エステル樹脂組成物が好
適である。

【００１０】本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に2個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシア
ナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-
ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレ
ン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフ
ェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロ
パン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シ
アナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニ
ル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイ
ト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、および
ノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られる
シアネート類などである。

【００１１】これらのほかに特公昭41-1928、同43-1846
8、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及
び特開昭51-63149号公報等に記載の多官能性シアン酸エ
ステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シ
アン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形
成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000 のプ
レポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の
多官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ル
イス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級ア
ミン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒とし
て重合させることにより得られる。このプレポリマー中
には一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーと
プレポリマーとの混合物の形態をしており、このような
原料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶
な有機溶剤に溶解させて使用する。

【００１２】エポキシ樹脂としては、一般に公知のもの
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂;ブタ
ジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシク
ロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポリ
エポキシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン樹
脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポリ
グリシジル化合物類等が挙げられる。これらは1種或い
は2種類以上が組み合わせて使用され得る。

【００１３】ポリイミド樹脂としては、一般に公知のも
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406 に記載の
末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。

【００１４】これらの熱硬化性樹脂は、単独でも使用さ
れるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。

【００１５】本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、AS
樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレンゴム、
ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化エチレン-
6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネート、ポリ
フェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエステル、ポ
リフェニレンサルファイド等の高分子量プレポリマー若
しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示され、適宜使
用される。また、その他、公知の有機の充填剤、染料、
顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、
光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合禁止剤、チキソ性付与
剤等の各種添加剤が、所望に応じて適宜組み合わせて用
いられる。必要により、反応基を有する化合物は硬化
剤、触媒が適宜配合される。

【００１６】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それ自体
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部
である。

【００１７】本発明で使用する補助材料の中の、融点90
0℃以上で、且つ、結合エネルギー300kJ/mol 以上の金
属化合物としては、一般に公知のものが使用できる。具
体的には、酸化物としては、酸化チタン等のチタニア
類、酸化マグネシウム等のマグネシア類、酸化鉄等の鉄
酸化物、酸化ニッケル等のニッケル酸化物、二酸化マン
ガン、酸化亜鉛等の亜鉛酸化物、二酸化珪素、酸化アル
ミニウム、希土類酸化物、酸化コバルト等のコバルト酸
化物、酸化錫等のスズ酸化物、酸化タングステン等のタ
ングステン酸化物、等が挙げられる。非酸化物として
は、炭化珪素、炭化タングステン、窒化硼素、窒化珪
素、窒化チタン、窒化アルミニウム、硫酸バリウム、希
土類酸硫化物等、一般に公知のものが挙げられる。その
他、カーボンも使用できる。更に、その酸化金属粉の混
合物である各種ガラス類が挙げられる。又、カーボン粉
が挙げられ、更に銀、アルミニウム、ビスマス、コバル
ト、銅、鉄、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニ
ッケル、パラジウム、アンチモン、ケイ素、錫、チタ
ン、バナジウム、タングステン、亜鉛等の単体、或いは
それらの合金の金属粉が使用される。これらは一種或い
は二種以上が組み合わせて使用される。平均粒子径は、
特に限定しないが、1μm以下が好ましい。

【００１８】炭酸ガスレーザーの照射で分子が解離する
か、溶融して飛散するために、金属が孔壁等に付着し
て、半導体チップ、孔壁密着性等に悪影響を及ぼさない
ようなものが好ましい。Ｎａ，Ｋ，Ｃｌイオン等は、特
に半導体の信頼性に悪影響を及ぼすため、これらの成分
を含むものは好適でない。配合量は、3〜97容積％、好
適には5〜95容積％が使用され、好適には水溶性樹脂に
配合され、均一に分散される。

【００１９】補助材料の水溶性樹脂としては、特に制限
はしないが、混練して銅箔表面に塗布、乾燥した場合、
或いはシート状とした場合、剥離欠落しないものを選択
する。例えばポリビニルアルコール、ポリエステル、ポ
リエーテル、澱粉等、一般に公知のものが使用される。

【００２０】金属化合物粉、カーボン粉又は金属粉と樹
脂からなる組成物を作成する方法は、特に限定しない
が、ニーダー等で無溶剤にて高温で練り、熱可塑性フィ
ルム上にシート状に押し出して付着する方法、水に水溶
性樹脂を溶解させ、これに上記粉体を加え、均一に攪拌
混合して、これを用い、塗料として熱可塑性フィルム上
に塗布、乾燥して膜を形成する方法等、一般に公知の方
法が使用できる。厚みは、特に限定はしないが、一般に
は総厚み30〜200μmで使用する。

【００２１】それ以外に銅箔表面に酸化金属処理を施し
てから同様に孔あけすることが可能であるが、孔形状等
の点からも上記補助材料を使用するが方が好ましい。銅
箔面に加熱、加圧下に積層する場合、塗布樹脂層を銅箔
面に向け、ロールにて、温度は一般に40〜150℃、好ま
しくは60〜120℃で、線圧は、好ましくは１〜１０kgの
圧力でラミネートし、樹脂層を溶融させて銅箔面と密着
させる。温度の選択は使用する水溶性樹脂の融点で異な
り、又、線圧、ラミネート速度によっても異なるが、一
般には、水溶性樹脂の融点より5〜20℃高い温度で積層
する。又、室温で密着させる場合、塗布樹脂層表面3μm
以下を、積層前に水分で湿らせて、水溶性樹脂を少し溶
解させ、同様の圧力で積層する。水分で湿らせる方法は
特に限定しないが、例えばロールで水分を塗膜樹脂面に
連続的に塗布するようにし、その後、連続して銅張積層
板の表面に積層する方法、水分をスプレー式に連続して
塗膜表面に吹き付け、その後、連続して銅張積層板の表
面に積層する方法等が使用し得る。

【００２２】基材補強多層板は、まず上記補強基材に熱
硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥させてBステージとし、
プリプレグを作成する。次に、このプリプレグを所定枚
数重ね、少なくとも片面に銅箔を配置して、加熱、加圧
下に積層成形し、銅張積層板とする。内外層の銅箔の厚
みは、好適には5〜18μである。

【００２３】多層板は、基材補強した銅張積層板に回路
を形成し、銅箔表面処理後、少なくとも片面に、Ｂステ
ージの基材補強プリプレグ、或いは基材補強していない
樹脂シート、樹脂付き銅箔、塗料塗布による樹脂層等を
配置し、必要により、その外側に銅箔を置き、加熱、加
圧、好ましくは真空下に積層成形した銅張多層板を使用
する。

【００２４】銅張積層板或いは多層板の、炭酸ガスレー
ザーを照射する面の、少なくとも孔形成位置の銅箔表面
に、融点900℃以上で、且つ結合エネルギー300kJ/mol
の金属化合物粉3〜97容積％、好ましくは5〜95容積％含
む樹脂組成物を、熱可塑性フィルム上に総厚み30〜200
μmとなるように付着させる。これを何も処理していな
い銅箔面に、テープ等で固定して密着させる、加熱、加
圧下にラミネートして貼り付けて密着させる、或いは水
溶性樹脂組成物表層に水分を含ませ、室温で加圧下にラ
ミネートして水溶性樹脂表層を溶解させて貼り付けて密
着させる等の方法で配置する。この上から、目的とする
径まで絞った、20〜60mJ/パルスから選ばれた高出力の
エネルギーの炭酸ガスレーザー光を直接照射することに
より、銅箔を加工して孔あけを行う。

【００２５】炭酸ガスレーザーを、出力20〜60mJ/パル
ス 照射して孔を形成した場合、孔周辺はバリが発生す
る。これは、本発明では問題でなく、そのまま銅メッキ
を行なって孔内部の80容積%以上を銅メッキし、同時に
表層もメッキして表裏層及び内層銅箔を接続させること
も可能である。好ましくは、加工によって生じた孔内部
銅箔表面に残存する樹脂層を除去した後、銅メッキによ
って孔内部を80容積%以上銅メッキで充填すると接続信
頼性がより良好となる。また、非常に高密度の回路を形
成するためには、表層の銅箔を薄くする必要があり、好
適な方法としては、炭酸ガスレーザー照射後、銅箔の両
表面を平面的に機械的、或いは薬液でエッチングし、も
との金属箔の一部の厚さを除去すると共に、同時にバリ
も除去する。得られた銅箔は細密パターン形成に適して
おり、高密度のプリント配線板に適した孔周囲の銅箔が
残存したスルーホールメッキ用貫通孔を形成できる。こ
の場合、機械研磨よりはエッチングの方が、孔部のバリ
除去、研磨による寸法変化等の点から好適である。

【００２６】本発明の孔部に発生した銅のバリをエッチ
ング除去する方法としては、特に限定しないが、例え
ば、特開平02-22887、同02-22896、同02-25089、同02-2
5090、同02-59337、同02-60189、同02-166789、同03-25
995、同03-60183、同03-94491、同04-199592、同04-263
488号公報で開示された、薬品で金属表面を溶解除去す
る方法(ＳＵＥＰ法と呼ぶ）がある。エッチング速度
は、一般には0.02〜1.5μm/秒 で行う。

【００２７】炭酸ガスレーザーは、赤外線波長域にある
9.3〜10.6μmの波長が一般に使用される。出力 は20〜6
0mJ/パルス、好適には22〜55mJ/パルス にて銅箔を加工
し、孔をあける。

【００２８】貫通孔をあける場合、最初から最後まで20
〜60mJ/パルス から選ばれるエネルギーを照射するのが
良い。表層と裏面の銅箔を除去する場合、より高いエネ
ルギーを選ぶと、照射ショット数が少なくてすみ、効率
が良い。中間の樹脂層を加工する場合、必ずしも高出力
が必要ではなく、基材及び樹脂により適宜選択できる。
例えば出力5〜35mJ/パルス から選ぶことも可能であ
る。もちろん、最後まで高出力で加工することもでき
る。孔内部に内層銅箔がある場合、ない場合で加工条件
を変化させることが可能である。

【００２９】加工された孔内部の表層銅箔の樹脂が接着
していた面には1〜2μmの樹脂層が残存する場合が殆ど
である。この樹脂層を除去することにより、銅メッキと
内外層の銅との接続信頼性が向上する。樹脂層を除去す
るためには、デスミア処理等の一般に公知の処理が可能
であるが、液が小径の孔内部に到達しない場合、内層の
銅箔表面に残存する樹脂層の除去残が発生し、銅メッキ
との接続不良になる場合がある。従って、より好適に
は、まず気相で孔内部を処理して樹脂の残存層を完全に
除去し、次いで孔内部を、好ましくは超音波を併用して
湿潤処理する。気相処理としては一般に公知の処理が使
用可能である。例えばプラズマ処理、低圧紫外線処理等
が挙げられる。プラズマは、高周波電源により分子を部
分的に励起し、電離させた低温プラズマを用いる。これ
には、イオンの衝撃を利用した高速の処理、ラジカル種
による穏やかな処理がある。処理ガスとして、反応性ガ
ス、不活性ガスが使用される。反応性ガスとしては、主
に酸素が使用され、化学的に表面処理をする。不活性ガ
スとしては、主にアルゴンガスを使用する。このアルゴ
ンガス等を使用し、物理的な表面処理を行う。物理的な
処理は、イオンの衝撃を利用して表面をクリーニングす
る。低紫外線は、波長が短い領域の紫外線であり、波長
として、184.9nm、253.7nm がピークの短波長域の波長
を照射し、樹脂層を分解除去する。その後、樹脂表面が
疎水かされる場合が多いため、特に小径孔の場合、超音
波を併用して湿潤処理を行い、その後銅メッキを行うこ
とが好ましい。湿潤処理としては、特に限定しないが、
例えば過マンガン酸カリ水溶液、ソフトエッチング用水
溶液等によるものが挙げられる。

【００３０】孔内部は、必ずしも銅メッキで80%以上充
填しなくても電気的導通はとれる。しかし,内層銅箔へ
の付着性にバラツキが見られ、信頼性に劣る。銅メッキ
としては、一般に公知の銅メッキ方法を採用できる。し
かしながら、メッキ時間、作業性等を考慮すると、孔充
填に適したパルスメッキ用添加剤（日本リロナール＜株
＞製）を用いた工法が特に好適である。

【００３１】

【実施例】以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。 実施例１ 2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン900部、ビス(4-
マレイミドフェニル)メタン100部を150℃に熔融させ、
撹拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。こ
れをメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合
溶剤に溶解した。これにビスフェノールA型エポキシ樹
脂(商品名:エピコート1001、油化シェルエポキシ＜株＞
製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品
名:ESCN-220F、住友化学工業＜株＞製)600部を加え、均
一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4
部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成
タルクBST-＃200、日本タルク＜株＞製)500部、及び黒
色顔料8部を加え、均一撹拌混合してワニスAを得た。こ
のワニスを厚さ100μmのガラス織布に含浸し150℃で乾
燥して、ゲル化時間(at170℃)120秒、ガラス布の含有量
が56重量%のプリプレグBを作成した。また、ガラス含有
量44重量%のプリプレグＣを作成した。厚さ12μmの電解
銅箔を、上記プリプレグＢ２枚の上下に配置し、200
℃、20kgf/cm²、30mmHg以下の真空下で２時間積層成形
し、絶縁層厚み200μmの両面銅張積層板Dを得た。これ
の上下に回路を形成し、銅箔表面に黒色酸化銅処理を施
した。この両面銅張積層板の上下に上記プリプレグＣを
各１枚配置し、その外側に12μmの電解銅箔を置き、同
様に積層成形して多層板を得た。一方、酸化銅粉（平均
粒子径：0.6μm）800部に、ポリビニルアルコール粉体
を水に溶解したワニスに加え、均一に攪拌混合した。こ
れを厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
片面上に、厚さ20μｍとなるように塗布し、110℃で30
分間乾燥して、金属酸化物含有量40容積％の補助材料E
を形成した。上記多層板の上に、補助材料Eを樹脂面が
銅箔側を向くように配置し、セロテープで固定してか
ら、直接炭酸ガスレーザーで、出力40mJ/パルス でまず
1ショツト、次に出力を28mJ/パルス にして7ショット、
最後に40mJ/パルス にて1ショット照射して、孔径100μ
mの孔を50mm角内に900個を１ブロックとして合計70ブロ
ックのスルーホール用貫通孔をあけた。ＳＵＥＰ処理に
て孔周辺の銅箔のバリを除去するとともに、表面の銅箔
も厚さ4μmまで溶解した。これをプラズマ装置の中に入
れ、酸素気流中で10分、アルゴン気流中で5分処理した
後、過マンガン酸カリ水溶液を用い超音波中で湿潤処理
した。ついで、この板にパルス電解銅メッキ（日本リロ
ナール<株>）法にて銅メッキを行い、貫通孔の９５容積
％以上にメッキを付着させた。この表面を研磨し、表裏
に、既存の方法にて回路(ライン/スペース＝100/100μ
m)、ソルダーボール用ランド等を形成し、少なくとも半
導体チップ部、ボンディング用パッド部、ハンダボール
パッド部を除いてメッキレジストで被覆し、ニッケル、
金メッキを施し、プリント配線板を作成した。このプリ
ント配線板の評価結果を表1に示す。

【００３２】実施例２ 融点58℃の水溶性ポリエステル樹脂を水に溶解した樹脂
水溶液の中に、金属化合物粉（ＳｉＯ₂57wt%、ＭｇＯ 4
3wt%、平均粒子径：0.4μm)を加え、均一に攪拌混合し
た後、これを25μmのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムに、厚さ40μmとなるように塗布し、110℃で25分間
乾燥し、金属化合物含有量70容積％のフィルム状補助材
料Fを作成した。一方、実施例１のプリプレグＢを１枚
使用し、このプリプレグBの上下に7μmの電解銅箔を置
き、同様に積層成形し、両面銅張積層板を得た。この上
に上記孔あけ補助材料Fを配置して、70℃のロールに
て、線圧15kgfでラミネートし、密着性の良好な塗膜を
形成した。この上から、炭酸ガスレーザーの出力40mJ/
パルスにて3ショット照射して貫通孔をあけた。表層の
補助シートを剥離し、ＳＵＥＰ処理を行なわずに、プラ
ズマ装置の中に入れ、酸素気流中で10分、更にアルゴン
気流中で5分処理を行い、その後過マンガン酸カリ水溶
液にて超音波併用で湿潤処理を行なって、同様にパルス
銅メッキを行い、貫通孔内部を95容積%以上銅メッキで
充填し、表面を機械研磨し、実施例１と同様に加工して
プリント配線板を作成した。評価結果を表１に示す。

【００３３】比較例１ 実施例２の銅張板を用い、表面に補助材料を使用せず、
炭酸ガスレーザーで同様に孔あけを行なったが、孔はあ
かなかった。

【００３４】比較例２ 実施例１の多層板を用い、表裏面の銅箔を孔径100μmで
エッチング除去し、炭酸ガスレーザーのエネルギー15mJ
/パルス にて同様のショット数で孔あけを行なったが、
ガラス繊維の毛羽が孔壁に見られ、且つ内層の銅箔は貫
通できず、スルーホール用貫通孔は形成できなかった。

【００３５】比較例３ エポキシ樹脂（商品名：エピコート5045)2,000部、ジシ
アンジアミド70部、2ーエチルイミダゾール2部をメチル
エチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶剤に溶解
し、更に実施例１の絶縁性無機充填剤を800部加え、攪
拌混合して均一分散してワニスを得た。これを厚さ100
μmのガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間140秒
（at170℃）、ガラス含有量55重量%のプリプレグG、ゲ
ル化間180秒、ガラス含有量43重量%のプリプレグHを得
た。このプリプレグGを１枚使用し、両面に12μmの電解
銅箔を置き、190℃、20kgf/cm²、30mmHg以下の真空下で
2時間積層成形して両面銅張積層板Iを得た。この積層板
Iの上に実施例１の孔あけ補助材料Eを置き、同様に孔あ
けして貫通孔を形成した。SUEP処理を行わず、また気相
処理も行わずに通常の銅メッキを20μｍ施した。評価結
果を表１に示す。

【００３６】比較例４ 実施例１の多層板を用い、ドリル径200μmのメカニカル
ドリルにて、回転数10万rpm、送り速度1m/min,にて同様
に300μｍ間隔で貫通孔をあけた。SUEP処理を行わず、
気相処理も行わずに、デスミア処理を1回施し、その
後、通常の方法で銅メッキを20μｍ行い、プリント配線
板を作成した。評価結果を表1に示す。

【００３７】比較例５ 実施例１で製造したのと同じ両面銅張板Dを用い、内層
のスルーホールとなる箇所の銅箔を孔径100μmとなるよ
うに上下銅箔をエッチング除去した。銅箔に回路を形成
した後、銅箔表面を黒色酸化銅処理し、その両外側にプ
リプレグＣを置き、その両外側に12μmの電解銅箔を配
置し、実施例１と同様に積層成形して４層板を作成し
た。この多層板を用い、貫通孔を形成する表面の位置に
孔径100μｍの孔を900個、銅箔をエッチングしてあけ
た。同様に裏面にも同じ位置に孔径100μｍの孔を900個
あけた［図４（１）］。１パターン900個を70ブロッ
ク、合計63,000の孔を、表面から炭酸ガスレーザーで、
出力15mJ/パルスにて10ショットかけ、スルーホール用
貫通孔をあけた［図４、（２）］。後は比較例４と同様
にして、SUEP処理を行わずに、デスミア処理を１回施
し、銅メッキを20μｍ施し［図４，（３）］、表裏に回
路を形成し、同様にプリント配線板を作成した。評価結
果を表１に示す。

【００３８】 表１ 項 目 実 施 例 比 較 例 1 2 3 4 5 表裏孔位置のズレ 0 0 0 0 25 (μｍ） 内層との孔位置のズレ 0 ー ー 0 35 （μｍ） パターン切れ及び 0/200 0/200 14/200 15/200 17/100 ショート （個） ランド周辺銅箔欠落 無し 無し 無し 無し 有り ガラス転移温度 235 233 139 235 235 （℃） スルーホール・ヒー トサイクル試験 （％） 100 サイクル 1.1 1.3 3.7 1.0 2.9 300 サイクル 1.2 1.4 37.5 1.2 4.5 500 サイクル 1.3 1.4 >50 1.4 26.9 孔あけ加工時間 ２７ １０ ー ６３０ ー （分） 耐マイグレーション性 (Ω） 常態 4x10¹³ ー 6x10¹³ 5x10¹³ ー ー 200hrs. 5x10¹² ー ＜10⁸ ＜10⁸ 500hrs. 5x10¹¹ ー 700hrs. 3x10¹¹ 1000hrs. 1x10¹¹

【００３９】＜測定方法＞ 1)表裏孔位置のズレ及び孔あけ時間 ワークサイズ250mm角内に、孔径100μmの孔を900孔/ブ
ロックとして70ブロック（孔計63,000孔）作成した。炭
酸ガスレーザー及びメカニカルドリルで孔あけを行な
い、１枚の銅張板に63,000孔をあけるに要した時間、及
び表裏と内層銅箔のズレの最大値を示した。 2)回路パターン切れ、及びショート 実施例、比較例で、孔のあいていない板を同様に作成
し、ライン/スペース＝100/100μmの櫛形パターンを作
成した後、拡大鏡でエッチング後の200パターンを目視
にて観察し、パターン切れ、及びショートしているパタ
ーンの合計を分子に示した。 3)ガラス転移温度 ＤＭＡ法にて測定した。 4)スルーホール・ヒートサイクル試験 各スルーホール孔にランド径250μmを作成し、900孔を
表裏交互につなぎ、1サイクルが、260℃・ハンダ・浸せ
き30秒→室温・5分 で、500サイクルまで実施し、抵抗
値の変化率の最大値を示した。 5)ランド周辺銅箔切れ 孔周辺に径150μmのランドを形成した時の、ランド部分
の銅箔欠けを観察した。 6)耐マイグレーション性 孔壁間150μm、孔径100μmのスルーホールをそれぞれ独
立して１個ずつつなぎ、これを平行に500個つないで、1
00セット作成し、85℃、85%RH、50VDC にて所定時間処
理後に、取り出し、スルーホール間の絶縁抵抗値を測定
した。ドリル孔あけは孔径200μｍとした。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも2層以上の
銅の層を有する銅張板の銅表面に直接、20〜60mJ/パル
スから選ばれた高出力のエネルギーの炭酸ガスレーザー
を照射して銅箔を孔あけする際に、炭酸ガスレーザーが
照射される銅張板の銅箔表面に、酸化金属処理を施す
か、孔あけ補助材料として、少なくとも、融点900℃
で、且つ結合エネルギー300kJ/mol以上の金属化合物
粉、カーボン粉、又は金属粉を3〜97容積％含む樹脂組
成物よりなる、総厚み30〜200μmの樹脂皮膜或いは熱可
塑性フィルム片面に樹脂層を付着させたシートを配置
し、好適には銅箔面と接着させ、この上から炭酸ガスレ
ーザーを直接照射して貫通孔あけを行ない、その後孔内
部を気相処理して銅箔表面に付着する樹脂層を除去して
から湿潤処理し、その後孔内部の80容積%以上を銅メッ
キで充填することにより、表層銅箔と孔内部銅箔との接
続信頼性に優れたプリント配線板の製造方法が提供され
る。本発明の製造方法によれば、銅張板の表裏の孔位置
のズレがないスルーホール用貫通孔が得られ、メカニカ
ルドリルで孔あけするのに比べて数１０倍の加工速度で
スルーホールを形成可能であり、生産性も大幅に改善さ
れる。さらには、気相処理前に銅箔の両表面を平面的に
エッチングし、もとの銅箔の一部の厚さをエッチング除
去することにより、同時に孔部に発生した銅箔のバリを
エッチング除去できる製造方法が提供される。これによ
り、その後の銅メッキでメッキアップして得られた表裏
銅箔の回路形成においても、銅箔が薄層化されることに
よりショートやパターン切れ等の不良発生もなく高密度
のかつ信頼性に優れたプリント配線板が提供される。
又、得られたスルーホール壁間の距離が短い場合、ドリ
ルで孔あけしたものに比べて耐マイグレーション性に優
れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の多層板の炭酸ガスレーザーによるス
ルーホール用貫通孔あけ（２）、ＳＵＥＰによるバリ除
去（３）及びパルス銅メッキ（４）の工程図である。

【図２】実施例２の両面銅張板の炭酸ガスレレ−ザーに
よる貫通孔の孔あけ（２）、及び銅メッキ（３）の工程
図である。

【図３】比較例３の両面銅張板の炭酸ガスレーザーによ
る貫通孔あけ（２）及び通常の銅メッキ（３）の工程図
である（ＳＵＥＰ無し）。

【図４】比較例５の多層板の炭酸ガスレーザーによる孔
あけ（２）及び銅メッキ（３）の工程図である（ＳＵＥ
Ｐ無し）。

【符号の説明】

ａ 銅箔 ｂ ガラス布基材熱硬化性樹脂層 ｃ 炭酸ガスレーザーによるスルーホール貫通孔あけ
部 ｄ ＳＵＥＰ処理された貫通孔 ｅ 貫通孔部に充填された銅メッキ ｆ 孔あけ補助材料E ｇ 孔あけ補助材料F ｈ SUEPでエッチングされた銅箔 ｉ 発生した表面銅箔のバリ ｊ SUEP処理を行わずに通常銅メッキされたスルーホ
ール ｋ 表裏銅箔位置ズレが発生した貫通孔部に通常の銅
メッキ方法でメッキされた孔部 ｌ 位置ズレした内層銅箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｋ // Ｂ２３Ｋ 101:38 (72)発明者 田中 泰夫 東京都葛飾区新宿６丁目１番１号 三菱瓦 斯化学株式会社東京工場内 Ｆターム(参考） 4E068 AF00 AJ01 AJ04 CA01 DA11 5E317 AA24 BB12 CC25 CC33 CD27 CD32 5E346 AA42 CC32 DD24 EE13 FF07 FF14 GG15 HH07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２層以上の銅の層を有する多
   層板の銅箔表面に、孔あけ用補助材料として、少なくと
   も、融点900℃以上で、且つ結合エネルギー300kJ/mol
   以上の金属化合物粉、カーボン粉、又は金属粉の１種或
   いは２種以上の成分を3〜97容積%含む樹脂組成物層を配
   置するか、又は銅箔表面を酸化金属処理した後、銅箔を
   炭酸ガスレーザーで除去できるに十分な20〜60mJ/パル
   スから選ばれたエネルギーを用いて、炭酸ガスレーザー
   のパルス発振により、炭酸ガスレーザーを照射し、銅張
   板の銅箔を加工して貫通孔を形成し、次いで孔内部の銅
   箔表面に付着する樹脂層を除去した後、孔容積の80容積
   %以上を銅メッキで充填して得られる銅張板をプリント
   配線板に用いることを特徴とするスルーホール信頼性に
   優れたプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 該孔部のメッキを行う前に薬液で表層の
   銅箔の一部を溶解して残存銅箔の厚さ3〜7μmとするこ
   とを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 該孔内部の銅箔表面に付着した樹脂層を
   除去するのに、まずプラズマ処理を行い、その後薬液処
   理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のプリン
   ト配線板の製造方法。