JPH10163627A - バイアホールの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い信頼性を有する回路基板を提供するた
め、多層配線板にレーザ加工法によりブラインドホール
を形成するに際し、層間に絶縁性樹脂残渣等を残すこと
なく、もって効率的にバイアホールを形成する方法を提
供する。 【解決手段】 少なくとも、第１の導体層、絶縁性樹脂
層及び第２の導体層が逐次に積層されてなる多層配線板
の第１の導体層をエッチングにより穿孔し、次いでレー
ザ加工によりブラインドホールを形成し、次いでブライ
ンドホールに導電層を形成するバイアホールの形成方法
において、レーザ加工したのちソフトエッチングするバ
イアホールの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線板におけ
るバイアホールの形成方法に関し、さらに詳しくは、導
体層、絶縁性樹脂層及び導体層を逐次積層してなる多層
配線板において、最上層の導体層と絶縁性樹脂層を介し
てその下方にある導体層とを電気的に接続するために設
けられるバイアホールの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板には、ガラス繊維、芳香
族ポリアミド繊維等の補強繊維にエポキシ樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸硬化させた絶縁材料を
用い、その表面に銅箔等の導体層を形成したリジット配
線板がある。また、絶縁層材料として可撓性を有するポ
リイミド樹脂等を用いたフレキシブル配線板（ＦＰＣ）
がある。さらに、多層配線板には、上記のプリント配線
板を導体層と絶縁層が交互に位置するように貼り合わせ
たものや、絶縁層と導体層を交互に積層したものを加圧
加熱して硬化させたビルドアップ配線板がある。

【０００３】これらの多層配線板において、外層の銅箔
と内層の銅箔を電気的に接続するバイアホールを形成す
るには、銅張積層板に機械ドリルでスルーホールを形成
し、この裏面に無電解銅メッキ又は電解銅メッキしたの
ちに回路形成する方法が一般的であった。この方法はサ
ブトラクティブと呼ばれる方法であり、これ以外の方法
としてはアディティブ法や回路転写（金属版などに予め
回路を形成し、プリプレグを圧着して回路を転写する方
法）などの回路板の形成法があるが、これらの形成法で
も同様にスルーホールの形成が必要である。

【０００４】また、多層配線板にバイアホールを形成す
る方法として、炭酸ガスレーザやエキシマレーザ等のレ
ーザ装置を用い、絶縁層にレーザビームを照射して穿孔
するレーザ加工法が知られている。この方法は、予め外
層の銅箔の所定箇所に機械的ドリルやケミカルエッチン
グ等により微細孔を形成し、この外層をマスクとしてレ
ーザビームを照射することにより、外層の銅箔と内層の
銅箔の間にある樹脂を除去して内層の銅箔を露出させ、
ブラインドホールを形成し、最後にメッキ等によりバイ
アホールールを形成する方法である。

【０００５】しかしながら、従来のレーザ加工よるバイ
アホール形成方法では、層間にあるエポキシ樹脂やポリ
イミド樹脂が内層銅箔の粗化部にスミアとして残り、そ
のためバイアホールを形成するときに、銅メッキとの密
着低下によるバイアホールの断線等が発生して、回路配
線板の信頼性が低下するという課題があった。

【０００６】これを解決する方法として、例えば特開平
５−５５７２４号公報には、比較的発振時間の長い加工
用のレーザパルスと、比較的発振時間の短いクリーニン
グ用のレーザパルスを使用し、加工用のレーザパルスで
絶縁層をブラインドホールを形成した後、その孔にクリ
ーニング用のレーザパルスを照射して、残留物のないブ
ラインドホールを形成する方法が提案されている。しか
しながら、この方法では２種類のレーザ装置が必要とな
る他、レーザ加工で露出された銅箔の酸化皮膜等の汚れ
をとることはできなかった。

【０００７】また、特開平５−３０５４６８号公報に
は、レーザ加工におけるバリや炭化物の生成を防止する
ため、パルス波形が矩形波の炭酸ガスレーザにより、芳
香族ポリアミド繊維と熱硬化性樹脂との複合材やグリー
ンシートからなる絶縁層の所望する箇所を加熱する方法
が提案されている。しかしながら、この方法はブライン
ドホールではなく、スルーホール（貫通孔）を形成する
ための方法であること、使用する絶縁材料が特定されて
いるので、ＦＰＣには適用できない。

【０００８】さらに、特開平３−２１０９８４号公報に
は、ポリイミド基体を炭酸ガスレーザで穿孔する際に、
レーザビームの焦点をそらすと共にレーザビームを反射
させ、アンダーカットがなくポリイミドかすの除去の必
要がないバイアホールの形成方法が提案されている。し
かしながら、この方法はスルーホールの形成には有効で
あるが、ブラインドホールの形成に適用した場合、露出
したブラインドホール底部の導体層でレーザビームが乱
反射し、バイアホール内面がサイドエッチングされると
いう難点がある。また、露出するブラインドホール底部
の導体層表面が粗面化されているため、粗化面に食い込
んでいるポリイミドをレーザ照射だけで除去することは
不可能である。それゆえ、同公報に記載されているよう
に、残留するポリイミドを化学的に溶解除去する後処理
を行なっても、やはり粗化面に食い込んでいるポリイミ
ドを除去することは極めて困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、高い信頼性を有する回路基板を提供するため、
多層配線板にレーザ加工法によりブラインドホールを形
成するに際し、層間に絶縁性樹脂残渣等を残すことな
く、もって効率的にバイアホールを形成する方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、多層配線板にレーザ加工法によりブラインドホ
ールを形成する際に、ブラインドホール底部に残る絶縁
性樹脂残渣を導体層の一部とともにエッチング除去する
ことで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、少なくとも、第１の
導体層、絶縁性樹脂層及び第２の導体層が逐次に積層さ
れてなる多層配線板の第１の導体層をエッチングにより
穿孔し、次いでレーザ加工によりブラインドホールを形
成し、次いでブラインドホールに導電層を形成するバイ
アホールの形成方法において、レーザ加工したのちソフ
トエッチングすることを特徴するバイアホールの形成方
法である。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明が
適用される多層配線板は、回路配線板上にエポキシ樹
脂、ポリイミド等の絶縁性樹脂層、銅箔等の導体層が逐
次積層されたものであり、そして、少なくとも、第１の
導体層、絶縁性樹脂層及び第２の導体層が逐次に積層さ
れてなる多層配線板である。このような多層配線板とし
ては、予め形成された回路配線板を複数枚貼り合わせた
ものでもよいが、好ましくは絶縁層と導体層を交互に積
層したものを加熱加圧して硬化させたビルドアップ配線
板である。

【００１３】本発明で用いる絶縁性樹脂としては、例え
ばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、トリアジン樹脂、ポ
リブタジエン樹脂、フッ素樹脂、ジアリールフタレート
樹脂などがあげられる。これらの樹脂は、必要に応じ
て、ガラス繊維や芳香族ポリアミド繊維等で補強したも
のでもよい。これらのうち、リジッド多層配線板には、
ガラス繊維束にエポキシ樹脂を含浸硬化させたガラスエ
ポキシ樹脂が好ましい。また、ＦＰＣには、ポリイミド
樹脂や変性ポリイミド樹脂が好ましい。これらの絶縁性
樹脂層は、回路加工した配線板上に、樹脂溶液又はその
前駆体樹脂溶液を塗布することにより形成してもよい
し、樹脂又はその前駆体樹脂で製造したフィルムを積層
することにより形成してもよい。

【００１４】また、本発明で用いる導体層としては、導
電性を有する金属箔や金属ペーストがあげられるが、好
ましくは銅箔である。また、メッキにより絶縁性樹脂層
に導体層を形成することもできる。

【００１５】本発明において、回路加工した配線板上に
絶縁性樹脂材料と導体層を積層する方法は、特に限定さ
れるものではないが、導体層に銅箔、絶縁性樹脂にポリ
イミドを用い、ホットプレス等の加熱加圧成形法により
積層する方法が好ましい。

【００１６】多層配線板にバイアホールを形成するに際
し、まず最外層の導体層をエッチングレジスト等をマス
クとしてエッチングすることにより、所望のパターンに
穿孔する。一般的には、多層配線板に感光性レジストイ
ンクを塗布したのちマスクを介して露光、現像し、露出
した多層配線板の導体層を塩化第二鉄等のエッチング液
でエッチングするといった公知方法が用いられる。ま
た、感光性レジストインクに代えてスクリーン印刷イン
クを用いてもよい。

【００１７】次いで、導体層に微細孔を形成した多層配
線板を、レーザ加工により、その下の絶縁性樹脂層にブ
ラインドホールを形成する。レーザ加工には、公知のレ
ーザ装置を用いることができ、特に炭酸ガスレーザ装置
又はエキシマレーザ装置が好ましい。通常のレーザ加工
では、加工しない箇所をレーザビームから保護するため
マスクを必要とするが、本発明では、微細孔を形成した
導体層自体がマスクとなり、絶縁性樹脂層の所定箇所に
ブラインドホールを形成することができる。

【００１８】レーザ加工により絶縁性樹脂層にブライン
ドホールを形成すると、ホール底部の導体層表面に絶縁
性樹脂残渣等が残存するが、本発明においては、ソフト
エッチングによりこの残渣を除去するものである。すな
わち、本発明のソフトエッチングにより、露出した導体
層の表層がエッチング除去されるともに残存する絶縁性
樹脂残渣が完全に除去でき、多層配線板に極めて信頼性
の高いバイアホールを形成することができる。このソフ
トエッチングは、市販のソフトエッチング液を用いて、
レーザ加工した多層配線板を洗浄することにより行なう
ことができる。なお、ソフトエッチングは、フラッシュ
エッチングとかライトエッチングとも称され、一般には
銅箔表面の１〜５μｍ程度を軽く溶解除去するためのク
リーニングとして行なわれるものである。

【００１９】また、本発明においては、このソフトエッ
チングを超音波の照射下に行なうことが好ましい。超音
波を照射することにより、ソフトエッチング液が微細な
ブラインドホール内に浸透しやすくなり、ソフトエッチ
ング時間が短縮され、信頼性を向上する。

【００２０】超音波の照射下のソフトエッチングは、市
販の超音波洗浄槽に、ソフトエッチング液とレーザ加工
した多層配線板を入れたバットを設置し、常温ないしや
や加温下に発振周波数１０〜５０ＫＨｚ、出力にもよる
が４〜６分間行なうことでよい。

【００２１】最後に、超音波の照射下のソフトエッチン
グを行なった多層配線板は、例えば無電解銅メッキ法又
は電解メッキ法により、厚さ１０μｍ程度の銅メッキを
基材全面に施して、最上層の銅箔と下層の回路基板との
接続部に、バイアホールを形成する。

【００２２】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の回路配線板
のバイアホール形成方法について詳細に説明する。 実施例１ まず、図１に示すように、回路加工した配線板３に銅箔
１（厚さ１８μｍ）と絶縁性樹脂としてポリイミド接着
シート２（新日鐵化学（株）製ＳＰＢ−０５０Ａ）とを
ホットプレスを使用して積層した。積層の具体的条件と
しては、回路加工した配線板３に銅箔１とポリイミド接
着シート２を合わせてホットプレスに入れ、室温から３
℃／分で加温し、１８０℃で１時間保持したのち、水冷
方式で２０分で室温まで冷却した。得られた積層体は、
ポリイミド樹脂層の厚さが５０μｍで、総厚さが８６μ
ｍであった。

【００２３】次に、図２に示すように、積層した配線板
の銅箔１と回路加工した配線板３との接続用開口部を、
塩化第二鉄水溶液によりエッチングして所望のパターン
に微細孔を形成した。更に、図３に示すように銅箔１を
加工マスクとして用い、炭酸ガスレーザビーム５を略全
面に照射し、銅箔１と回路加工した配線板３とを接続す
るブラインドホール６を穿孔した。用いた炭酸ガスレー
ザ装置は、レーザパルス幅５μｓ、出力エネルギー２０
ｗ、１パルス当たりのレーザエネルギーを４８. ８ｍＪ
に設定したときのエネルギー密度は９５Ｊ／ｃｍ² であ
った。更に、アシストガスとして空気を２０リットル／
分流し、１ホールあたり１４パルスを連続的に照射し、
配線板の全面をスキャンして加工した。このブラインド
ホール６の孔径は８０μｍであった。

【００２４】ステンレスバットにソフトエッチング液を
入れ、その中に積層配線板を浸漬して超音波を照射する
ことにより、ソフトエッチッグ液の浸透がよくなり、下
層の銅箔を５μｍ程エッチングすると同時に、ホール底
面に残った樹脂を除去した。ソフトエッチング液には、
日本マクダミット（株）製マイクロエッチング液（メル
テッムスＧ−６）を用い、液温度を２５℃に調整して配
線板全体を浸漬するようにした。また、ソフトエッチン
グ液の超音波処理は、神明台工業（株）製超音波洗浄槽
ＵＴ−３０Ｂを使用し、ソフトエッチング液の入ったス
テンレスバットを超音波洗浄槽に入れ、発振周波数２６
ＫＨｚ、出力６００ｗで５分間行った。

【００２５】超音波照射下のソフトエッチングを行なっ
た後、十分に水洗した多層配線板を電子顕微鏡で観察し
たところ、ホール壁面の樹脂には影響がなく、ホール底
面の樹脂が完全に除去されていることが確認できた。最
後に、一般的な無電解銅メッキ法で銅メッキを１０μｍ
前後基材全面に施し、図４に示すようなバイアホール７
を形成した。

【００２６】実施例２ 実施例１と同様の手順により、配線板の銅箔の所定箇所
にハードエッチングにより接続用の微細孔を形成し、次
に炭酸ガスレーザ装置で樹脂層にブラインドホールを形
成し、更にシプレイ・ファーイースト（株）製プリポジ
ットエッチ７４８を使用し、液温度２５℃に調整して配
線板全体を浸漬し、実施例１と同様に超音波照射下のソ
フトエッチングを行なった。ソフトエッチングした多層
配線板を電子顕微鏡で観察したところ、ホール壁面の樹
脂には影響がなく、ホール底面の樹脂が完全に除去され
ていることが確認できた。最後に、一般的な無電解銅メ
ッキ法で銅メッキを１０μｍ前後基材全面に施し、バイ
アホールを形成した。

【００２７】実施例３ ソフトエッチングの際に超音波を照射しなかった以外
は、実施例１と同様の方法で多層配線板にバイアホール
を形成した。その結果、ホール底面の樹脂を完全に除去
するのに７分間を要した。ソフトエッチングした多層配
線板を電子顕微鏡で観察したところ、ホール壁面の樹脂
には影響がなく、ホール底面の樹脂が完全に除去されて
いることが確認できた。最後に、一般的な無電解銅メッ
キ法で銅メッキを１０μｍ前後基材全面に施し、バイア
ホールを形成した。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、レーザ加工でブライン
ドホールを形成した後、超音波照射下にソフトエッチン
グすることにより、絶縁樹脂層にダメージを与えること
なく、ホール底面に残った樹脂を完全に除去することが
でき、内層銅箔の底面のメッキ密着性が向上するため、
信頼性の高いバイアホールが形成できる。特に、微細な
バイアホールであっても、信頼性の高い接続ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による加工前の多層配線板基材の側面積
層体の断面図である。

【図２】エッチングにより、最上層の銅箔に微細孔を形
成した多層配線板基材の側面断面図である。

【図３】レーザ加工により、絶縁性樹脂にブラインドホ
ールを形成した多層配線板基材の側面断面図である。

【図４】本発明によりバイアホールを形成した多層配線
板の側面断面図である。

【符号の説明】

１ 銅箔 ２ ポリイミド接着シート ３ 回路加工した配線板 ４ エッチングで形成した微細孔 ６ ブラインドホール ７ バイアホール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、第１の導体層、絶縁性樹脂
   層及び第２の導体層が逐次に積層されてなる多層配線板
   の第１の導体層をエッチングにより穿孔し、次いでレー
   ザ加工によりブラインドホールを形成し、次いでブライ
   ンドホールに導電層を形成するバイアホールの形成方法
   において、レーザ加工したのちソフトエッチングするこ
   とを特徴するバイアホールの形成方法。
2. 【請求項２】 ソフトエッチングが、超音波照射下に行
   なわれる請求項１記載のバイアホールの形成方法。
3. 【請求項３】 レーザ加工が、炭酸ガスレーザ又はエキ
   シマレーザによって行なわれる請求項１又は２記載のバ
   イアホールの形成方法。