JPH11266068A - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents
配線基板及び配線基板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザー加工により形成されるブラインドホー
ルにおいて、露出された銅箔面上に、樹脂の炭化物が残
存しないプリント基板を提供する。 【解決手段】絶縁体1にレーザー光を照射して、絶縁体
1の下にある銅箔3に達するブラインドホール10を絶
縁体1に形成するためのレーザー穴空け加工用プリント
基板において、前記絶縁体1と前記銅箔3との間にレー
ザー光吸収領域を設ける。
ルにおいて、露出された銅箔面上に、樹脂の炭化物が残
存しないプリント基板を提供する。 【解決手段】絶縁体1にレーザー光を照射して、絶縁体
1の下にある銅箔3に達するブラインドホール10を絶
縁体1に形成するためのレーザー穴空け加工用プリント
基板において、前記絶縁体1と前記銅箔3との間にレー
ザー光吸収領域を設ける。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は配線基板及び配線基
板の製造方法に関し、更に詳しくは、BGA(Ball Gri
d Array)パッケージなどを接続配置することが可能な
配線基板及び配線基板の製造方法に関する。
板の製造方法に関し、更に詳しくは、BGA(Ball Gri
d Array)パッケージなどを接続配置することが可能な
配線基板及び配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図11に支持体である絶縁体1の表面が
導体としての銅箔2で被覆された多層プリント基板(配
線基板)の一例を示す模式的断面図を示す。同図におい
て、多層プリント基板の絶縁体1はガラスファイバーを
網目状に織ったものにエポキシ樹脂を含浸硬化させたも
ので構成されている。また、図11の多層プリント基板
は支持体である絶縁体への間に内部導体となる銅箔3を
有している例が示されている。
導体としての銅箔2で被覆された多層プリント基板(配
線基板)の一例を示す模式的断面図を示す。同図におい
て、多層プリント基板の絶縁体1はガラスファイバーを
網目状に織ったものにエポキシ樹脂を含浸硬化させたも
ので構成されている。また、図11の多層プリント基板
は支持体である絶縁体への間に内部導体となる銅箔3を
有している例が示されている。
【0003】このようなプリント基板において、外層の
銅箔2と内層の銅箔3を電気的に接続する場合、従来は
図12に示すように、ドリルによって、プリント基板の
一方の面から接続しようとする内層の銅箔3を貫通する
穴を形成し、この穴の内壁に銅メッキを施すことにより
導電層4を形成していた。
銅箔2と内層の銅箔3を電気的に接続する場合、従来は
図12に示すように、ドリルによって、プリント基板の
一方の面から接続しようとする内層の銅箔3を貫通する
穴を形成し、この穴の内壁に銅メッキを施すことにより
導電層4を形成していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
ドリルによって穴空けした場合には、内層の銅箔3と導
電層4の接触が、内層の銅箔3の穴の内周面だけである
ため、接触面積が小さく電気的な接続の信頼性に欠ける
場合があった。
ドリルによって穴空けした場合には、内層の銅箔3と導
電層4の接触が、内層の銅箔3の穴の内周面だけである
ため、接触面積が小さく電気的な接続の信頼性に欠ける
場合があった。
【0005】このような場合を解消するため、図13に
示すように、内層の銅箔3を残したブラインドホールを
形成し、そのブラインドホールに導電層4を形成するこ
とが行われている。このブラインドホールを形成する方
法として、炭酸ガスレーザー等を用いてレーザー光によ
り穴空け加工する方法が提案されている。この穴空け加
工方法にはホトリソ法等が用いることができる。たとえ
ば図14に示すように、銅箔2上にフォトレジスト41
を塗布し、露光現像してフォトレジスト41をパターニ
ングして窓穴5を形成し、外層の銅箔2を窓穴5を利用
して銅箔2の一部を除去する。
示すように、内層の銅箔3を残したブラインドホールを
形成し、そのブラインドホールに導電層4を形成するこ
とが行われている。このブラインドホールを形成する方
法として、炭酸ガスレーザー等を用いてレーザー光によ
り穴空け加工する方法が提案されている。この穴空け加
工方法にはホトリソ法等が用いることができる。たとえ
ば図14に示すように、銅箔2上にフォトレジスト41
を塗布し、露光現像してフォトレジスト41をパターニ
ングして窓穴5を形成し、外層の銅箔2を窓穴5を利用
して銅箔2の一部を除去する。
【0006】次に、図15に示すように、この銅箔の除
去部にレーザー光6を照射することにより、絶縁材1を
構成するガラス繊維やエポキシ樹脂を除去して、ブライ
ンドホールを形成して、内層の銅箔3を露出させる。
去部にレーザー光6を照射することにより、絶縁材1を
構成するガラス繊維やエポキシ樹脂を除去して、ブライ
ンドホールを形成して、内層の銅箔3を露出させる。
【0007】また、図16に示したように、銅箔2上に
絶縁層7を塗布してなるプリント基板においては、微細
な穴を絶縁層7に空けて、ハンダ等の導電体を形成され
た穴中に挿入(又は導入)して、絶縁層7上にある部品
と導通させることが行われる。この場合、絶縁層7に感
光樹脂を用いて、エッチング法等により、微細なブライ
ンドホールを形成することが行われる。
絶縁層7を塗布してなるプリント基板においては、微細
な穴を絶縁層7に空けて、ハンダ等の導電体を形成され
た穴中に挿入(又は導入)して、絶縁層7上にある部品
と導通させることが行われる。この場合、絶縁層7に感
光樹脂を用いて、エッチング法等により、微細なブライ
ンドホールを形成することが行われる。
【0008】しかし、近年、プリント基板の高密度化に
ともない、ブラインドホールのより小径化、高精度化が
要求されるようになり、現状のホトリソの技術では、充
分な対応が出来ない場合がある。そこで炭酸ガスレーザ
ーなどのレーザーを用いてレーザー光による穴空け加工
が提案されている。この穴空け加工方法は図17に示す
ように、レーザー光6を絞り直接絶縁層7の樹脂に照射
することにより、絶縁層7を構成する樹脂を除去して、
ブラインドホールを形成して、内層の銅箔2を露出させ
るものである。
ともない、ブラインドホールのより小径化、高精度化が
要求されるようになり、現状のホトリソの技術では、充
分な対応が出来ない場合がある。そこで炭酸ガスレーザ
ーなどのレーザーを用いてレーザー光による穴空け加工
が提案されている。この穴空け加工方法は図17に示す
ように、レーザー光6を絞り直接絶縁層7の樹脂に照射
することにより、絶縁層7を構成する樹脂を除去して、
ブラインドホールを形成して、内層の銅箔2を露出させ
るものである。
【0009】しかし、炭酸ガスレーザーなどのレーザー
を用いた穴空け加工を行った場合、プリント基板に照射
されたレーザー光6は銅箔2,3によって反射されるた
め、絶縁層下の銅箔2や内層の銅箔3は加工されない
が、露出された絶縁層下の銅箔2や内層の銅箔3上に絶
縁体、絶縁層中の樹脂が炭化して生じた炭化層が残り導
電体との接触面積が減少したり、形成された穴の壁面な
どに導電層を形成するためのメッキ工程において、メッ
キ不良の原因や、電気的な接続の信頼性が低下すること
がある。
を用いた穴空け加工を行った場合、プリント基板に照射
されたレーザー光6は銅箔2,3によって反射されるた
め、絶縁層下の銅箔2や内層の銅箔3は加工されない
が、露出された絶縁層下の銅箔2や内層の銅箔3上に絶
縁体、絶縁層中の樹脂が炭化して生じた炭化層が残り導
電体との接触面積が減少したり、形成された穴の壁面な
どに導電層を形成するためのメッキ工程において、メッ
キ不良の原因や、電気的な接続の信頼性が低下すること
がある。
【0010】また、LSIデバイスの高集積化、高速化
に対応したLSIパッケージとしてBGA(Ball Grid
Array)パッケージが実用化されている。図1に一般的
なBGAパッケージの断面模式図を示す。このBGAパ
ッケージはOMPAC(OverMolded Pad Array Carrie
r)タイプのBGAパッケージである。基板81の裏面
にボール状のはんだバンプ90が配置され、基板81の
表面には半導体チップ86が搭載されており、基板81
上の配線導体82,84,85とAu線87でワイヤボ
ンディングされている。基板81の上面に配置された半
導体チップ及びワイヤボンディング部が樹脂89で片面
モールドされている。このとき、はんだバンプ間あるい
は配線回路間には絶縁性の樹脂層83、一般にはソルダ
ーレジスト層が形成されている。このBGAパッケージ
は、構造が簡単で、はんだバンプを基板の裏面に設ける
ことでボールピッチを広くすることが可能となり、基板
実装が容易になることから高密度実装技術として注目さ
れている。尚、図では配線導体82,84,85は夫々
順に信号用配線、パワー用配線、グランド用配線として
用いることができる。
に対応したLSIパッケージとしてBGA(Ball Grid
Array)パッケージが実用化されている。図1に一般的
なBGAパッケージの断面模式図を示す。このBGAパ
ッケージはOMPAC(OverMolded Pad Array Carrie
r)タイプのBGAパッケージである。基板81の裏面
にボール状のはんだバンプ90が配置され、基板81の
表面には半導体チップ86が搭載されており、基板81
上の配線導体82,84,85とAu線87でワイヤボ
ンディングされている。基板81の上面に配置された半
導体チップ及びワイヤボンディング部が樹脂89で片面
モールドされている。このとき、はんだバンプ間あるい
は配線回路間には絶縁性の樹脂層83、一般にはソルダ
ーレジスト層が形成されている。このBGAパッケージ
は、構造が簡単で、はんだバンプを基板の裏面に設ける
ことでボールピッチを広くすることが可能となり、基板
実装が容易になることから高密度実装技術として注目さ
れている。尚、図では配線導体82,84,85は夫々
順に信号用配線、パワー用配線、グランド用配線として
用いることができる。
【0011】一方、図2に示す多層プリント配線基板は
ビルドアップ工法で製造されるもので、有機系材料から
なるコア基板91を備える。このコア基板上には第1の
回路パターン92、第1絶縁層93、第2回路パターン
94、第2絶縁層95、第3回路パターン96、第3絶
縁層97、第4回路パターン98が順次積層されてい
る。コア基板上の第1回路パターンと第2回路パターン
は、第1絶縁層に形成された第1ヴィア・ホール100
を介して接続され、第2回路パターンと第3回路パター
ンは、第2絶縁層に形成された第2ヴィア・ホール10
1を介して接続され、第3回路パターンと第4回路パタ
ーンは、第3絶縁層に形成された第3ヴィア・ホール1
02を介して接続されている。第1から第3の絶縁層は
感光性を有する有機樹脂材料を利用して形成されてな
り、第1から第3のヴィア・ホールはフォトリソグラフ
ィ技術と選択エッチングで開口した後、開口の側壁にメ
ッキ処理が施される。
ビルドアップ工法で製造されるもので、有機系材料から
なるコア基板91を備える。このコア基板上には第1の
回路パターン92、第1絶縁層93、第2回路パターン
94、第2絶縁層95、第3回路パターン96、第3絶
縁層97、第4回路パターン98が順次積層されてい
る。コア基板上の第1回路パターンと第2回路パターン
は、第1絶縁層に形成された第1ヴィア・ホール100
を介して接続され、第2回路パターンと第3回路パター
ンは、第2絶縁層に形成された第2ヴィア・ホール10
1を介して接続され、第3回路パターンと第4回路パタ
ーンは、第3絶縁層に形成された第3ヴィア・ホール1
02を介して接続されている。第1から第3の絶縁層は
感光性を有する有機樹脂材料を利用して形成されてな
り、第1から第3のヴィア・ホールはフォトリソグラフ
ィ技術と選択エッチングで開口した後、開口の側壁にメ
ッキ処理が施される。
【0012】また、上記、BGAパッケージ基板や多層
配線基板においても、基板の配線密度や配線収容性を高
めるニーズからソルダーレジストのオープニング径や層
間接続のためのヴィア・ホール径を微細化する必要性が
高まっている。そのため、フォトリソグラフィーをベー
スとしたフォトヴィア法に代わり、レーザー光を用いた
加工方法がこの場合も提案されている。使用されるレー
ザーは、CO2 レーザー、エキシマレーザーやYAGの
第3高調波等のUVレーザーである。特に、加工速度の
点からCO2 レーザーが一般的に使用される。
配線基板においても、基板の配線密度や配線収容性を高
めるニーズからソルダーレジストのオープニング径や層
間接続のためのヴィア・ホール径を微細化する必要性が
高まっている。そのため、フォトリソグラフィーをベー
スとしたフォトヴィア法に代わり、レーザー光を用いた
加工方法がこの場合も提案されている。使用されるレー
ザーは、CO2 レーザー、エキシマレーザーやYAGの
第3高調波等のUVレーザーである。特に、加工速度の
点からCO2 レーザーが一般的に使用される。
【0013】しかしながら、レーザーで絶縁性の有機樹
脂材料を除去するとき、この場合も同様に完全に除去さ
れずに下層の回路パターン上に有機樹脂材料や炭化物が
残渣として残る。この状態でメッキ処理を行った場合、
メッキが完全に形成されないという問題が生じる。その
ため、メッキ処理を行う前に残渣を除去する目的で、い
わゆるデスミア処理やプラズマ処理を行う必要性があ
る。
脂材料を除去するとき、この場合も同様に完全に除去さ
れずに下層の回路パターン上に有機樹脂材料や炭化物が
残渣として残る。この状態でメッキ処理を行った場合、
メッキが完全に形成されないという問題が生じる。その
ため、メッキ処理を行う前に残渣を除去する目的で、い
わゆるデスミア処理やプラズマ処理を行う必要性があ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
消し、レーザー加工により形成されるブラインドホール
において、露出された銅箔面上に、樹脂の炭化物が残存
しないプリント基板(配線基板)及びその製造方法を提
供することにある。
消し、レーザー加工により形成されるブラインドホール
において、露出された銅箔面上に、樹脂の炭化物が残存
しないプリント基板(配線基板)及びその製造方法を提
供することにある。
【0015】また、本発明は銅箔のような導電材料の表
面に電気的接続を妨げるような不要物の残存がなく、高
品質、高歩留りであって信頼性の高い配線基板及びその
製造方法を提供することを目的とする。
面に電気的接続を妨げるような不要物の残存がなく、高
品質、高歩留りであって信頼性の高い配線基板及びその
製造方法を提供することを目的とする。
【0016】また、本発明の目的は導体上に絶縁体を有
し、該絶縁体にレーザー光を照射して該絶縁体下の導体
を露出させて使用する配線基板において、該導体と絶縁
体との間にレーザー光吸収領域を有する配線基板を提供
することである。
し、該絶縁体にレーザー光を照射して該絶縁体下の導体
を露出させて使用する配線基板において、該導体と絶縁
体との間にレーザー光吸収領域を有する配線基板を提供
することである。
【0017】加えて、本発明の目的は導体上に絶縁体を
有する基板を用意し、該絶縁体にレーザー光を照射して
該レーザー光照射部の該絶縁体を除去し、該導体の表面
を露出する工程を有する配線基板の製造方法であって、
該導体と該絶縁体との間にレーザー光吸収領域を有し、
少なくとも該レーザー光吸収領域までレーザー光を照射
する工程を含む配線基板の製造方法を提供することであ
る。
有する基板を用意し、該絶縁体にレーザー光を照射して
該レーザー光照射部の該絶縁体を除去し、該導体の表面
を露出する工程を有する配線基板の製造方法であって、
該導体と該絶縁体との間にレーザー光吸収領域を有し、
少なくとも該レーザー光吸収領域までレーザー光を照射
する工程を含む配線基板の製造方法を提供することであ
る。
【0018】更に本発明はBGAパッケージ用基板やビ
ルドアップ工法により製造される多層配線基板におい
て、レーザーによりソルダーレジストのパターン形成や
層間接続を目的とする絶縁層へのヴィアホール形成部に
おいて、ソルダーレジストや層間絶縁層の下に存在する
銅配線パターン表面を黒化処理しておく配線基板の製造
方法を提供することを目的とする。
ルドアップ工法により製造される多層配線基板におい
て、レーザーによりソルダーレジストのパターン形成や
層間接続を目的とする絶縁層へのヴィアホール形成部に
おいて、ソルダーレジストや層間絶縁層の下に存在する
銅配線パターン表面を黒化処理しておく配線基板の製造
方法を提供することを目的とする。
【0019】また、本発明は予め穴の開口部に対応する
位置の銅箔が除去されたプリント基板に、レーザー光を
照射して、開口部の下にある銅箔に達するブラインドホ
ールを絶縁体に形成するためのレーザー穴空け加工用の
配線基板において、前記絶縁体と前記銅箔との間にレー
ザー光を吸収し分解しやすい薄膜を設けた配線基板を提
供することを目的とする。
位置の銅箔が除去されたプリント基板に、レーザー光を
照射して、開口部の下にある銅箔に達するブラインドホ
ールを絶縁体に形成するためのレーザー穴空け加工用の
配線基板において、前記絶縁体と前記銅箔との間にレー
ザー光を吸収し分解しやすい薄膜を設けた配線基板を提
供することを目的とする。
【0020】加えて本発明の目的は銅箔回路上に絶縁層
が塗布された回路基板に、レーザー光を照射して、絶縁
層の一部を除去して絶縁層の下にある銅箔回路に達する
ブラインドホールを形成するための配線基板において、
銅箔回路上にレーザー光を吸収し分解しやすい薄膜を設
けた配線基板を提供することである。
が塗布された回路基板に、レーザー光を照射して、絶縁
層の一部を除去して絶縁層の下にある銅箔回路に達する
ブラインドホールを形成するための配線基板において、
銅箔回路上にレーザー光を吸収し分解しやすい薄膜を設
けた配線基板を提供することである。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくともレーザー加
工により除去する有機絶縁材料下の金属導体回路面にレ
ーザー光吸収領域を設けることにより、金属導体回路面
上に有機樹脂材料や炭化物の残渣が存在しない状態を実
現し、メッキ形成の歩留まりの向上を図るものである。
この結果、高密度かつ高信頼性のプリント配線基板やB
GA配線基板やビルドアップ工法による多層配線基板を
高歩留まりで製造する方法を提供するものである。
工により除去する有機絶縁材料下の金属導体回路面にレ
ーザー光吸収領域を設けることにより、金属導体回路面
上に有機樹脂材料や炭化物の残渣が存在しない状態を実
現し、メッキ形成の歩留まりの向上を図るものである。
この結果、高密度かつ高信頼性のプリント配線基板やB
GA配線基板やビルドアップ工法による多層配線基板を
高歩留まりで製造する方法を提供するものである。
【0022】より具体的には、絶縁層や絶縁体と導電体
である銅箔との間に、レーザー光を吸収分解し易い金属
材料の薄膜を設け、レーザー光を照射することにより、
絶縁層または絶縁体と金属薄膜を同時に除去して、炭化
物の付着していない銅面を露出させる。
である銅箔との間に、レーザー光を吸収分解し易い金属
材料の薄膜を設け、レーザー光を照射することにより、
絶縁層または絶縁体と金属薄膜を同時に除去して、炭化
物の付着していない銅面を露出させる。
【0023】あるいは、BGAパッケージ用回路基板や
ビルドアップ工法により製造される多層配線基板を含む
配線基板において、ソルダーレジストのパターン形成や
層間接続のためのヴィアホール形成をレーザー加工によ
り行った後、電気的接続を目的に開口部にメッキ処理を
行う工程において、少なくともレーザー加工により除去
する有機絶縁材料下の銅配線面上を予め黒化処理する。
これにより、銅配線表面上にソルダーレジスト等の有機
樹脂材料の残渣やレーザー加工時に生じるアモルファス
・カーボンなどの不要物が存在しない状態を実現し、メ
ッキ処理の接続信頼性を向上させるものである。
ビルドアップ工法により製造される多層配線基板を含む
配線基板において、ソルダーレジストのパターン形成や
層間接続のためのヴィアホール形成をレーザー加工によ
り行った後、電気的接続を目的に開口部にメッキ処理を
行う工程において、少なくともレーザー加工により除去
する有機絶縁材料下の銅配線面上を予め黒化処理する。
これにより、銅配線表面上にソルダーレジスト等の有機
樹脂材料の残渣やレーザー加工時に生じるアモルファス
・カーボンなどの不要物が存在しない状態を実現し、メ
ッキ処理の接続信頼性を向上させるものである。
【0024】以下、図面を参照しつつ、本発明について
詳述する。
詳述する。
【0025】図1はOMPAC(Over Molded Pad Arra
y Carrier)タイプのBGAパッケージの模式的断面図
が示される。BGAの回路基板となるガラスエポキシ基
板81の表面側には、半導体チップ86のグランド用配
線85、パワー用配線84、信号用配線82が必要に応
じてパターニングされており、半導体チップ86からA
u線87等でワイヤボンディングされている。これらの
導体回路パターンは、まず両面に銅箔を張ったガラスエ
ポキシ基板81に常道のスルーホール孔あけとスルーホ
ールメッキ工程によってスルーホール88が形成された
後、フォトリソ手法によって導体回路のパターニングが
行われる。表面・裏面側の導体回路にはソルダーレジス
トが形成されており、表面側の導体回路と裏面側の導体
回路はスルーホール88により接続されている。ソルダ
ーレジストは、電子部品を回路基板と電気的に接続する
ためのはんだ接合工程において、回路自体をはんだメッ
キから熱的に保護あるいは腐食から保護する目的で用い
られるのが一般的である。近年、電極間の狭ピッチ化に
伴うはんだブリッジの問題を解決する目的からソルダー
レジストダムとしても利用されている。BGA基板の表
面側に形成されるソルダーレジストは、ワイヤボンディ
ングされる金メッキ領域を制限し低コスト化を図るこ
と、吸湿性の高い基板材料の耐湿性を向上させること、
Cuからなる導体回路の化学的安定性を向上させること
などの目的によって形成される。従来、ソルダーレジス
トは光照射によりレジスト被膜の露光部分に生じた化学
反応を利用してパターンを形成するフォトレジストの
内、解像性・被膜性能に優れ前記要求を満足するものが
使用されている。一般には、カルボン酸を分子中に有す
る不飽和樹脂とポリエポキシ化合物を主成分とする二液
型の光硬化型の材料が用いられている。導体の回路パタ
ーンを有する基板上にレジストを塗布し、必要箇所にネ
ガ型のフォトマスクを介して、感光するに十分の光エネ
ルギーを照射し、炭酸ソーダ水溶液等のアルカリ性の現
像液で未露光部分を溶解除去しパターンを形成した後、
加熱してカルボキシル基とエポキシ基とを反応させ架橋
度を高めると共にイオン形成基であるカルボキシル基を
エステル基に転換することにより硬化被膜の耐熱性、耐
薬品性の被膜を形成する。BGAパッケージでは、図1
の基板81の表裏に所望の導体回路をパターニングした
後、前述のソルダーレジスト83を約60μm全面に塗
布する。引き続き図1に示すように、半導体チップから
ワイヤボンディング配線される部分のソルダーレジスト
83を前述のフォトリソ工程によりパターニング、除去
する。次に、ソルダーレジストを除去した導体回路にN
i/Auメッキを施した後、基板に半導体チップ86を
マウントし、Au線87等により半導体チップ86と各
電極(82,84,85)をワイヤボンディングする。
この状態で、電極部分から封止用樹脂を型に流入して封
止樹脂層89を形成して封止を行う。一般的な封止材料
の組成は、エポキシ樹脂、硬化剤(例えば、フェノール
ノボラック樹脂)、無機充填剤(シリカ)、各種添加剤
によって構成されている。BGAパッケージは、基板の
上側のみの片面封止になるため、反りの小さい材料が求
められる。反りを小さくするためには、低膨張係数化と
高Tg化(成形後の冷却収縮をガラス領域で行うため)
に対応できるエポキシ材料が好ましい。
y Carrier)タイプのBGAパッケージの模式的断面図
が示される。BGAの回路基板となるガラスエポキシ基
板81の表面側には、半導体チップ86のグランド用配
線85、パワー用配線84、信号用配線82が必要に応
じてパターニングされており、半導体チップ86からA
u線87等でワイヤボンディングされている。これらの
導体回路パターンは、まず両面に銅箔を張ったガラスエ
ポキシ基板81に常道のスルーホール孔あけとスルーホ
ールメッキ工程によってスルーホール88が形成された
後、フォトリソ手法によって導体回路のパターニングが
行われる。表面・裏面側の導体回路にはソルダーレジス
トが形成されており、表面側の導体回路と裏面側の導体
回路はスルーホール88により接続されている。ソルダ
ーレジストは、電子部品を回路基板と電気的に接続する
ためのはんだ接合工程において、回路自体をはんだメッ
キから熱的に保護あるいは腐食から保護する目的で用い
られるのが一般的である。近年、電極間の狭ピッチ化に
伴うはんだブリッジの問題を解決する目的からソルダー
レジストダムとしても利用されている。BGA基板の表
面側に形成されるソルダーレジストは、ワイヤボンディ
ングされる金メッキ領域を制限し低コスト化を図るこ
と、吸湿性の高い基板材料の耐湿性を向上させること、
Cuからなる導体回路の化学的安定性を向上させること
などの目的によって形成される。従来、ソルダーレジス
トは光照射によりレジスト被膜の露光部分に生じた化学
反応を利用してパターンを形成するフォトレジストの
内、解像性・被膜性能に優れ前記要求を満足するものが
使用されている。一般には、カルボン酸を分子中に有す
る不飽和樹脂とポリエポキシ化合物を主成分とする二液
型の光硬化型の材料が用いられている。導体の回路パタ
ーンを有する基板上にレジストを塗布し、必要箇所にネ
ガ型のフォトマスクを介して、感光するに十分の光エネ
ルギーを照射し、炭酸ソーダ水溶液等のアルカリ性の現
像液で未露光部分を溶解除去しパターンを形成した後、
加熱してカルボキシル基とエポキシ基とを反応させ架橋
度を高めると共にイオン形成基であるカルボキシル基を
エステル基に転換することにより硬化被膜の耐熱性、耐
薬品性の被膜を形成する。BGAパッケージでは、図1
の基板81の表裏に所望の導体回路をパターニングした
後、前述のソルダーレジスト83を約60μm全面に塗
布する。引き続き図1に示すように、半導体チップから
ワイヤボンディング配線される部分のソルダーレジスト
83を前述のフォトリソ工程によりパターニング、除去
する。次に、ソルダーレジストを除去した導体回路にN
i/Auメッキを施した後、基板に半導体チップ86を
マウントし、Au線87等により半導体チップ86と各
電極(82,84,85)をワイヤボンディングする。
この状態で、電極部分から封止用樹脂を型に流入して封
止樹脂層89を形成して封止を行う。一般的な封止材料
の組成は、エポキシ樹脂、硬化剤(例えば、フェノール
ノボラック樹脂)、無機充填剤(シリカ)、各種添加剤
によって構成されている。BGAパッケージは、基板の
上側のみの片面封止になるため、反りの小さい材料が求
められる。反りを小さくするためには、低膨張係数化と
高Tg化(成形後の冷却収縮をガラス領域で行うため)
に対応できるエポキシ材料が好ましい。
【0026】この封止工程において、封止樹脂が流入さ
れるゲート部分となる不図示の電極以外の部分は、ソル
ダーレジスト83上に封止樹脂89が形成される。ソル
ダーレジストのパターニングにおいて、図1に示すよう
に半導体チップが搭載される部分とグランド用配線間、
グランド用配線とパワー用配線間、パワー用配線と信号
用配線間、信号用配線間同士の間のソルダーレジストは
エッチングにより除去される。なお、信号用配線間同士
の間以外の部分にはソルダーレジストが存在する場合も
ある。
れるゲート部分となる不図示の電極以外の部分は、ソル
ダーレジスト83上に封止樹脂89が形成される。ソル
ダーレジストのパターニングにおいて、図1に示すよう
に半導体チップが搭載される部分とグランド用配線間、
グランド用配線とパワー用配線間、パワー用配線と信号
用配線間、信号用配線間同士の間のソルダーレジストは
エッチングにより除去される。なお、信号用配線間同士
の間以外の部分にはソルダーレジストが存在する場合も
ある。
【0027】一方、ビルドアップ工法による多層配線基
板は図2に示すように、有機系材料からなるコア基板9
1を備える。コア基板は絶縁基板、あるいは両面または
多層のリジット板であれば良い。コア基板91上の第1
の回路パターン92と第2の回路パターン94とは、第
1絶縁層93に形成され絶縁材が埋め込まれた第1ヴィ
ア・ホール100を介して接続されている。第2の回路
パターン94と第3の回路パターン96とは、第2絶縁
層95に形成され絶縁材が埋め込まれた第2ヴィア・ホ
ール101を介して接続されている。
板は図2に示すように、有機系材料からなるコア基板9
1を備える。コア基板は絶縁基板、あるいは両面または
多層のリジット板であれば良い。コア基板91上の第1
の回路パターン92と第2の回路パターン94とは、第
1絶縁層93に形成され絶縁材が埋め込まれた第1ヴィ
ア・ホール100を介して接続されている。第2の回路
パターン94と第3の回路パターン96とは、第2絶縁
層95に形成され絶縁材が埋め込まれた第2ヴィア・ホ
ール101を介して接続されている。
【0028】上記、半導体パッケージ基板のソルダーレ
ジストのオープニングやビルドアップ工法による多層配
線基板のヴィア・ホールの形成方法は、加工径の微細化
に伴い、フォトリソをベースとしたフォト・ヴィア法か
らレーザーを用いたレーザー・ヴィア法に移行してい
る。使用されるレーザーとしては、CO2 レーザー、Y
AGレーザー、YAGレーザーの高調波、エキシマレー
ザー等が挙げられる。プリント基板の回路形成にエキシ
マレーザーを応用することに関しては、例えば特開平5
−136650や特開平5−152744、特開平5−
152748等に開示されている。CO2 レーザーを改
良したインパクト・レーザーの応用に関しては、J.M.Mo
rrison著"A large format modified TEA CO2 laser bas
ed processfor cost effective via generation"(1994
International Conference on Multichip Modules,199
4.4.13〜4.15,p.369)に記載されている。更に、YAG
レーザーを用いた応用例に関しては、M.Owen著"New las
er technology for drillingthrough-and blind-vias i
n copper clad resin forced circuit boards"Proc.IPC
Technical Conference,1995.4.30〜5.4,p.19-1-1〜19-
1-10)に教示されている。
ジストのオープニングやビルドアップ工法による多層配
線基板のヴィア・ホールの形成方法は、加工径の微細化
に伴い、フォトリソをベースとしたフォト・ヴィア法か
らレーザーを用いたレーザー・ヴィア法に移行してい
る。使用されるレーザーとしては、CO2 レーザー、Y
AGレーザー、YAGレーザーの高調波、エキシマレー
ザー等が挙げられる。プリント基板の回路形成にエキシ
マレーザーを応用することに関しては、例えば特開平5
−136650や特開平5−152744、特開平5−
152748等に開示されている。CO2 レーザーを改
良したインパクト・レーザーの応用に関しては、J.M.Mo
rrison著"A large format modified TEA CO2 laser bas
ed processfor cost effective via generation"(1994
International Conference on Multichip Modules,199
4.4.13〜4.15,p.369)に記載されている。更に、YAG
レーザーを用いた応用例に関しては、M.Owen著"New las
er technology for drillingthrough-and blind-vias i
n copper clad resin forced circuit boards"Proc.IPC
Technical Conference,1995.4.30〜5.4,p.19-1-1〜19-
1-10)に教示されている。
【0029】以下、本発明の一例に関して詳細に説明す
る。BGAの基板となるガラスエポキシ樹脂基板上には
約20μm程度の銅薄膜が形成されている。この銅薄膜
上にネガ型もしくはポジ型の感光性樹脂性のレジストフ
ィルムをラミネートし熱圧着する。ネガ型のレジストフ
ィルムの場合には所望の導体パターンの開口したマスク
パターンによりレジストフィルムを光硬化する。その
後、塩化第2銅溶液などにより未露光部分を溶解除去
し、銅のエッチャントである塩化第二鉄により、銅をエ
ッチングし所望の導体パターンを得る。引き続き、所望
の位置にφ0.3mmのスルーホール8を形成し、アル
カリ金属化合物水溶液または酸溶液で表面処理した後、
無電解Cuメッキでスルーホールメッキを行う。スルー
ホール部を穴埋めした後、黒化処理を行った。黒化処理
は、下地配線層とその上に形成する有機樹脂材料による
絶縁層との密着力を向上させることを目的に行われる化
学的処理を利用することができる。例えば、亜塩素酸ナ
トリウム水溶液、過硫酸カリウム水溶液等が用いられ
る。次に、カルボン酸を分子中に有する不飽和樹脂とポ
リエポキシ化合物を主成分とする二液型の光硬化型の材
料からなるソルダーレジストをスクリーン印刷などによ
り一様に形成し、80℃程度でプレベイクする。このと
き銅の導体パターンとソルダーレジストの密着性を向上
させるために、導体表面を機械的に研磨して表面酸化膜
を除去する工程を含むこともある。ボールグリッドに対
応する位置にレーザーを照射することにより、所定の位
置にボールグリッドが形成されるようソルダーレジスト
層がオープニングされる。このとき使用するレーザーと
してはCO2 、YAG、YAGの第2高調波、第3高調
波、第4高調波、エキシマレーザー等が使用できるが、
加工スピードの速いCO2 レーザーを用いる。レーザー
照射は、レーザーの一括露光あるいは走査によって行
う。
る。BGAの基板となるガラスエポキシ樹脂基板上には
約20μm程度の銅薄膜が形成されている。この銅薄膜
上にネガ型もしくはポジ型の感光性樹脂性のレジストフ
ィルムをラミネートし熱圧着する。ネガ型のレジストフ
ィルムの場合には所望の導体パターンの開口したマスク
パターンによりレジストフィルムを光硬化する。その
後、塩化第2銅溶液などにより未露光部分を溶解除去
し、銅のエッチャントである塩化第二鉄により、銅をエ
ッチングし所望の導体パターンを得る。引き続き、所望
の位置にφ0.3mmのスルーホール8を形成し、アル
カリ金属化合物水溶液または酸溶液で表面処理した後、
無電解Cuメッキでスルーホールメッキを行う。スルー
ホール部を穴埋めした後、黒化処理を行った。黒化処理
は、下地配線層とその上に形成する有機樹脂材料による
絶縁層との密着力を向上させることを目的に行われる化
学的処理を利用することができる。例えば、亜塩素酸ナ
トリウム水溶液、過硫酸カリウム水溶液等が用いられ
る。次に、カルボン酸を分子中に有する不飽和樹脂とポ
リエポキシ化合物を主成分とする二液型の光硬化型の材
料からなるソルダーレジストをスクリーン印刷などによ
り一様に形成し、80℃程度でプレベイクする。このと
き銅の導体パターンとソルダーレジストの密着性を向上
させるために、導体表面を機械的に研磨して表面酸化膜
を除去する工程を含むこともある。ボールグリッドに対
応する位置にレーザーを照射することにより、所定の位
置にボールグリッドが形成されるようソルダーレジスト
層がオープニングされる。このとき使用するレーザーと
してはCO2 、YAG、YAGの第2高調波、第3高調
波、第4高調波、エキシマレーザー等が使用できるが、
加工スピードの速いCO2 レーザーを用いる。レーザー
照射は、レーザーの一括露光あるいは走査によって行
う。
【0030】レーザーによってオープニングしたソルダ
ーレジスト除去部を顕微ラマン分光法により分析する。
レーザー加工とラマン分光分析に関しては、大森暢彦他
「エキシマレーザーによるポリイミドの分解除去加工」
(電気学会、光・量子デバイス研究会資料、OQD−8
9−55)に教示されている。測定条件は、例えば光源
としてHeNeレーザー(632.8nm)、光源出力
0.6mW、積算時間700秒、レーザービーム径φ1
μm、分光器のスリット幅100μmである。図3にソ
ルダーレジストのラマンスペクトルを示す。観測された
ラマンバンドの主たる帰属は表1の通りである。
ーレジスト除去部を顕微ラマン分光法により分析する。
レーザー加工とラマン分光分析に関しては、大森暢彦他
「エキシマレーザーによるポリイミドの分解除去加工」
(電気学会、光・量子デバイス研究会資料、OQD−8
9−55)に教示されている。測定条件は、例えば光源
としてHeNeレーザー(632.8nm)、光源出力
0.6mW、積算時間700秒、レーザービーム径φ1
μm、分光器のスリット幅100μmである。図3にソ
ルダーレジストのラマンスペクトルを示す。観測された
ラマンバンドの主たる帰属は表1の通りである。
【0031】
【表1】
【0032】観測されたラマンスペクトルはソルダーレ
ジストを構成する材料に対応するものである。図4に黒
化処理を行わない場合のレーザー加工後の下部電極部の
ラマンスペクトルを示す。図3に示したソルダーレジス
トに対応するラマンバンドが観測されると共に波数16
00cm-1付近にアモルファスカーボンのC=C伸縮振
動に帰属されるラマンバンドが観測される。この状態で
Ni/Auメッキを行うとメッキが形成されない。一
方、黒化処理を施した場合、CO2 レーザーでオープニ
ング加工後、黒化処理面を化学的にソフトエッチングし
た場合のラマンスペクトルを図5に示す。この結果、図
3及び4に見られるようなソルダーレジストのラマンス
ペクトル、アモルファスカーボンのC=C伸縮振動に帰
属されるラマンバンドの何れも観測されず、ソルダーレ
ジスト、アモルファスカーボンが存在していない。この
状態でNi/Auメッキを行うとメッキが良好に形成さ
れる。
ジストを構成する材料に対応するものである。図4に黒
化処理を行わない場合のレーザー加工後の下部電極部の
ラマンスペクトルを示す。図3に示したソルダーレジス
トに対応するラマンバンドが観測されると共に波数16
00cm-1付近にアモルファスカーボンのC=C伸縮振
動に帰属されるラマンバンドが観測される。この状態で
Ni/Auメッキを行うとメッキが形成されない。一
方、黒化処理を施した場合、CO2 レーザーでオープニ
ング加工後、黒化処理面を化学的にソフトエッチングし
た場合のラマンスペクトルを図5に示す。この結果、図
3及び4に見られるようなソルダーレジストのラマンス
ペクトル、アモルファスカーボンのC=C伸縮振動に帰
属されるラマンバンドの何れも観測されず、ソルダーレ
ジスト、アモルファスカーボンが存在していない。この
状態でNi/Auメッキを行うとメッキが良好に形成さ
れる。
【0033】ラマン分光法をレーザー加工部に適用する
ことにより、加工部の残渣特にアモルファスカーボンの
存在を検知でき、後行程であるメッキの形成性の良否を
判定できる。また、加工部にソルダーレジストが完全に
除去されずに残渣として残る場合、その存在量によって
はメッキが形成されなかったり、形成されたとしても電
気的接続信頼性や機械的接続信頼性が劣るという問題が
生じる。
ことにより、加工部の残渣特にアモルファスカーボンの
存在を検知でき、後行程であるメッキの形成性の良否を
判定できる。また、加工部にソルダーレジストが完全に
除去されずに残渣として残る場合、その存在量によって
はメッキが形成されなかったり、形成されたとしても電
気的接続信頼性や機械的接続信頼性が劣るという問題が
生じる。
【0034】銅配線表面を黒化処理するあるいは光吸収
層を設ける効果は、通常のCO2 レーザー加工ではCO
2 レーザーの波長λ=10.06μmに対し、銅の反射
率は約99%であるため、絶縁層材料におけるレーザー
光の吸収が存在しても、入射光と銅表面での反射光によ
り定在波が形成され、銅表面は定在波の節となる。この
ため銅表面近傍の電界強度はほとんどゼロとなり、銅表
面近傍の絶縁層材料が残渣として残ると推測される。一
方、黒化処理を施す又は光吸収層を設けることにより、
レーザー光に対する銅表面の反射率を低下させるととも
に、黒化処理面又は光吸収層面での光の吸収を大きくす
ることで銅表面における電界強度が大きくなり、残渣の
ない加工面が得られるものと考えられる。また、かりに
完全に除去されなくとも黒化処理部は針状の酸化銅であ
るため、メッキ形成に先立って行われるソフトエッチン
グ処理によって黒化処理部が還元除去され、有機樹脂材
料やアモルファスカーボン等の残渣のない銅表面が得ら
れる。その結果、レーザーヴィア法で加工したソルダー
レジストのオープニング部(ボールグリッド部)に良好
な接続信頼性を有するメッキ形成を実現することができ
る。なお、ビルドアップ工法による多層配線基板に関し
ても同様な結果が得られた。
層を設ける効果は、通常のCO2 レーザー加工ではCO
2 レーザーの波長λ=10.06μmに対し、銅の反射
率は約99%であるため、絶縁層材料におけるレーザー
光の吸収が存在しても、入射光と銅表面での反射光によ
り定在波が形成され、銅表面は定在波の節となる。この
ため銅表面近傍の電界強度はほとんどゼロとなり、銅表
面近傍の絶縁層材料が残渣として残ると推測される。一
方、黒化処理を施す又は光吸収層を設けることにより、
レーザー光に対する銅表面の反射率を低下させるととも
に、黒化処理面又は光吸収層面での光の吸収を大きくす
ることで銅表面における電界強度が大きくなり、残渣の
ない加工面が得られるものと考えられる。また、かりに
完全に除去されなくとも黒化処理部は針状の酸化銅であ
るため、メッキ形成に先立って行われるソフトエッチン
グ処理によって黒化処理部が還元除去され、有機樹脂材
料やアモルファスカーボン等の残渣のない銅表面が得ら
れる。その結果、レーザーヴィア法で加工したソルダー
レジストのオープニング部(ボールグリッド部)に良好
な接続信頼性を有するメッキ形成を実現することができ
る。なお、ビルドアップ工法による多層配線基板に関し
ても同様な結果が得られた。
【0035】すなわち、BGAパッケージ用回路基板や
ビルドアップ工法により製造される多層配線基板におい
て、ソルダーレジストのパターン形成や層間接続のため
のヴィアホール形成をレーザー加工により行う場合、レ
ーザー加工により除去する有機絶縁材料下の金属導体回
路面を予め黒化処理することで、金属導体回路面上にソ
ルダーレジスト等の有機樹脂材料の残渣やレーザー加工
時に生じるアモルファス・カーボンが存在しない加工状
態とすることができる。その結果、メッキ処理の接続信
頼性が向上し、メッキ形成の歩留まりを向上させること
ができる。
ビルドアップ工法により製造される多層配線基板におい
て、ソルダーレジストのパターン形成や層間接続のため
のヴィアホール形成をレーザー加工により行う場合、レ
ーザー加工により除去する有機絶縁材料下の金属導体回
路面を予め黒化処理することで、金属導体回路面上にソ
ルダーレジスト等の有機樹脂材料の残渣やレーザー加工
時に生じるアモルファス・カーボンが存在しない加工状
態とすることができる。その結果、メッキ処理の接続信
頼性が向上し、メッキ形成の歩留まりを向上させること
ができる。
【0036】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施形態
を、図6(A)〜図6(D)に基づいて説明する。図6
(A)〜図6(D)において、1は絶縁体、2,3は銅
箔、9はレーザー光の吸収がよく分解しやすい金属薄
膜、5はブラインドホール用の窓穴で、外層銅箔2を貫
通するようにフォトリソにより形成する。10はレーザ
ー光により除去された導電層形成用の穴である。
を、図6(A)〜図6(D)に基づいて説明する。図6
(A)〜図6(D)において、1は絶縁体、2,3は銅
箔、9はレーザー光の吸収がよく分解しやすい金属薄
膜、5はブラインドホール用の窓穴で、外層銅箔2を貫
通するようにフォトリソにより形成する。10はレーザ
ー光により除去された導電層形成用の穴である。
【0037】本発明の、レーザー穴空け加工用プリント
基板を製造するには、まず図6(A)に示したように銅
箔3上にレーザー光を吸収し分解しやすい薄膜9を成膜
する。成膜方法は特に限定されないが、例えば蒸着法、
メッキ法、ディッピング法等を挙げることができるが、
薄い方が低いエネルギーで瞬時に蒸発し、限定されるも
のではないが1〜2μm程度が好ましい。
基板を製造するには、まず図6(A)に示したように銅
箔3上にレーザー光を吸収し分解しやすい薄膜9を成膜
する。成膜方法は特に限定されないが、例えば蒸着法、
メッキ法、ディッピング法等を挙げることができるが、
薄い方が低いエネルギーで瞬時に蒸発し、限定されるも
のではないが1〜2μm程度が好ましい。
【0038】薄膜はレーザー光を吸収し分解しやすいも
のであれば特に限定されないが、例えばハンダ、Sn等
のSn合金材料を挙げることができる。
のであれば特に限定されないが、例えばハンダ、Sn等
のSn合金材料を挙げることができる。
【0039】次いで図6(B)に示したように、銅箔3
上に薄膜9を成膜したものと絶縁体1とを薄膜9を内側
にして貼り合わせる。逆側は銅箔2を貼る。次いで、両
面の銅箔をパターニングするとともに、図6(C)に示
したようにプリント基板の外層銅箔2を貫通する窓穴5
を形成する。次いで図6(D)に示すように、前記窓穴
5を通してプリント基板にレーザー光を照射し外層銅箔
2と内層銅箔3との間にある絶縁材1と金属薄膜9を同
時に除去して、ブラインドホール10を形成すると、炭
化層が残存しない銅面が露出する。
上に薄膜9を成膜したものと絶縁体1とを薄膜9を内側
にして貼り合わせる。逆側は銅箔2を貼る。次いで、両
面の銅箔をパターニングするとともに、図6(C)に示
したようにプリント基板の外層銅箔2を貫通する窓穴5
を形成する。次いで図6(D)に示すように、前記窓穴
5を通してプリント基板にレーザー光を照射し外層銅箔
2と内層銅箔3との間にある絶縁材1と金属薄膜9を同
時に除去して、ブラインドホール10を形成すると、炭
化層が残存しない銅面が露出する。
【0040】上記実施形態において、金属薄膜9は1μ
mのハンダを蒸着法により成膜したプリント基板におい
て、窓穴5の径がφ0.2mm、外層銅箔2と内層銅箔
3の間の絶縁材の厚さが、0.1mmのとき、レーザー
出力が30mj/p、パルス幅50μs、を大気中で、
5ショット照射して加工したところ、炭化層が残量しな
い銅面が露出した。 (実施例2)本発明の第2の実施形態を、図7(A)〜
図7(D)に基づいて説明する。
mのハンダを蒸着法により成膜したプリント基板におい
て、窓穴5の径がφ0.2mm、外層銅箔2と内層銅箔
3の間の絶縁材の厚さが、0.1mmのとき、レーザー
出力が30mj/p、パルス幅50μs、を大気中で、
5ショット照射して加工したところ、炭化層が残量しな
い銅面が露出した。 (実施例2)本発明の第2の実施形態を、図7(A)〜
図7(D)に基づいて説明する。
【0041】図7(A)〜図7(D)において、1は絶
縁層、2,3は銅箔、9はレーザー光の吸収がよく分解
しやすい薄膜である。本発明のレーザー穴空け加工用プ
リント基板を製造するには、まず図7(A)に示したよ
うに、絶縁層1の両面に設けられた銅箔2,3のうち、
銅箔2上に薄膜9を成膜する。この成膜方法は特に限定
されないが、例えば蒸着法、メッキ法、ディッピング法
等が挙げられるが、前記第1実施形態に述べたように薄
い方がよい。薄膜の材質もレーザー光を吸収し分解しや
すいものであれば特に限定されず、例えばハンダ、Sn
等のSn合金材料を挙げることができる。
縁層、2,3は銅箔、9はレーザー光の吸収がよく分解
しやすい薄膜である。本発明のレーザー穴空け加工用プ
リント基板を製造するには、まず図7(A)に示したよ
うに、絶縁層1の両面に設けられた銅箔2,3のうち、
銅箔2上に薄膜9を成膜する。この成膜方法は特に限定
されないが、例えば蒸着法、メッキ法、ディッピング法
等が挙げられるが、前記第1実施形態に述べたように薄
い方がよい。薄膜の材質もレーザー光を吸収し分解しや
すいものであれば特に限定されず、例えばハンダ、Sn
等のSn合金材料を挙げることができる。
【0042】ついで図7(B)に示したように薄膜9と
ともに銅箔2をパターニングする。図7(C)は図7
(B)でパターニングされた基板上にソルダーレジスト
用の絶縁層を塗布した状態を示す。次に、プリント基板
の所望する位置にレーザー光を照射し、絶縁層7と金属
薄膜9を同時に除去して、ブラインドホール10を形成
し、炭化層が残量しない銅面を露出させる(図7
(D))。
ともに銅箔2をパターニングする。図7(C)は図7
(B)でパターニングされた基板上にソルダーレジスト
用の絶縁層を塗布した状態を示す。次に、プリント基板
の所望する位置にレーザー光を照射し、絶縁層7と金属
薄膜9を同時に除去して、ブラインドホール10を形成
し、炭化層が残量しない銅面を露出させる(図7
(D))。
【0043】上記実施形態において、薄膜9は1μmの
ハンダを蒸着法により成膜したプリント基板において、
絶縁層が30μm、穴5の径がφ0.3mmのブライン
ドホールを形成するために、レーザー出力が12mj/
p、パルス幅25μs、を大気中で、5ショット照射し
て加工したところ、炭化層が残量しない銅面が露出し
た。 (実施例3)図8はBGAのパッケージの断面模式図で
ある。基板としては両面に18μmのCu箔が形成され
た両面銅張りガラスエポキシ板を用いた。ドリルもしく
はCO2 レーザーを用いて所望の位置にφ0.3mmの
スルーホール88を形成し、アルカリ金属化合物水溶液
または酸溶液で表面処理した後、無電解Cuメッキで1
5μm厚のCu膜を形成した。この銅薄膜上にネガ型感
光性樹脂性のレジストフィルムをラミネートし熱圧着し
た。所望の導体パターンを開口したマスクパターンによ
りレジストフィルムを光硬化した後、塩化第2銅溶液な
どにより未露光部分を溶解除去し、銅のエッチャントで
ある塩化第二鉄により、銅をエッチングし所望の導体パ
ターンを得た。この銅配線を黒化処理するため、NaO
H:20g/l、Na2 PO4 ・12H2 O:15g/
l、NaClO2 :42g/lの水溶液に5分浸漬し
た。
ハンダを蒸着法により成膜したプリント基板において、
絶縁層が30μm、穴5の径がφ0.3mmのブライン
ドホールを形成するために、レーザー出力が12mj/
p、パルス幅25μs、を大気中で、5ショット照射し
て加工したところ、炭化層が残量しない銅面が露出し
た。 (実施例3)図8はBGAのパッケージの断面模式図で
ある。基板としては両面に18μmのCu箔が形成され
た両面銅張りガラスエポキシ板を用いた。ドリルもしく
はCO2 レーザーを用いて所望の位置にφ0.3mmの
スルーホール88を形成し、アルカリ金属化合物水溶液
または酸溶液で表面処理した後、無電解Cuメッキで1
5μm厚のCu膜を形成した。この銅薄膜上にネガ型感
光性樹脂性のレジストフィルムをラミネートし熱圧着し
た。所望の導体パターンを開口したマスクパターンによ
りレジストフィルムを光硬化した後、塩化第2銅溶液な
どにより未露光部分を溶解除去し、銅のエッチャントで
ある塩化第二鉄により、銅をエッチングし所望の導体パ
ターンを得た。この銅配線を黒化処理するため、NaO
H:20g/l、Na2 PO4 ・12H2 O:15g/
l、NaClO2 :42g/lの水溶液に5分浸漬し
た。
【0044】次に、カルボン酸を分子中に有する不飽和
樹脂とポリエポキシ化合物を主成分とする二液型の光硬
化型の材料からなるソルダーレジスト83を60μm
(但し、導体パターン上は27μm)スクリーン印刷に
より一様に形成し、80℃程度でプレベイクした。次
に、図9に示すようにボールグリッドに対応した部分の
ソルダーレジストに対し、不図示のパルス幅20μs、
繰り返し周波数300HzのCO2 レーザー装置を用
い、エネルギー密度35J/cm2 、ビーム形状が30
*30mmとなるように光学系を調整した後、2ショッ
ト照射した。この条件でφ200μmの孔が開口してい
ることがSEM(走査型電子顕微鏡)観察により確認さ
れた。この状態でソルダーレジストを除去した導体電極
にNi/Auメッキを施した。このBGA基板上に半導
体チップ86をマウント接着した後、Au線でグランド
用電極、パワー用電極、信号用電極にワイヤーボンディ
ングを行った。次いで、実装した基板上面のゲート部よ
り封止樹脂を型内に流入した。封止樹脂にはシリカ粉末
を充填剤、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として含
有する熱硬化性エポキシ樹脂を用い、毛細管現象を利用
して流入、充填した。このとき、基板81を60〜80
℃程度に加熱し封止樹脂の粘度を低減することにより樹
脂の充填性を改善した。充填した樹脂を100℃/4h
r、150/2hrのステップキュアにより硬化させ
た。ボールグリッドの所定位置に既存の方法によりはん
だボール・バンプを形成した。なお、図8ではスルーホ
ール88とはんだボール・バンプ90の位置が一致して
いないように示されるが、この位置関係に限らず、図1
に示されているような位置でも適用は可能である。しか
しながら、黒化処理を考慮すると図8に示されるよう
に、基板(基体)81の表面に設けられた電極上とする
のは好ましい。
樹脂とポリエポキシ化合物を主成分とする二液型の光硬
化型の材料からなるソルダーレジスト83を60μm
(但し、導体パターン上は27μm)スクリーン印刷に
より一様に形成し、80℃程度でプレベイクした。次
に、図9に示すようにボールグリッドに対応した部分の
ソルダーレジストに対し、不図示のパルス幅20μs、
繰り返し周波数300HzのCO2 レーザー装置を用
い、エネルギー密度35J/cm2 、ビーム形状が30
*30mmとなるように光学系を調整した後、2ショッ
ト照射した。この条件でφ200μmの孔が開口してい
ることがSEM(走査型電子顕微鏡)観察により確認さ
れた。この状態でソルダーレジストを除去した導体電極
にNi/Auメッキを施した。このBGA基板上に半導
体チップ86をマウント接着した後、Au線でグランド
用電極、パワー用電極、信号用電極にワイヤーボンディ
ングを行った。次いで、実装した基板上面のゲート部よ
り封止樹脂を型内に流入した。封止樹脂にはシリカ粉末
を充填剤、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として含
有する熱硬化性エポキシ樹脂を用い、毛細管現象を利用
して流入、充填した。このとき、基板81を60〜80
℃程度に加熱し封止樹脂の粘度を低減することにより樹
脂の充填性を改善した。充填した樹脂を100℃/4h
r、150/2hrのステップキュアにより硬化させ
た。ボールグリッドの所定位置に既存の方法によりはん
だボール・バンプを形成した。なお、図8ではスルーホ
ール88とはんだボール・バンプ90の位置が一致して
いないように示されるが、この位置関係に限らず、図1
に示されているような位置でも適用は可能である。しか
しながら、黒化処理を考慮すると図8に示されるよう
に、基板(基体)81の表面に設けられた電極上とする
のは好ましい。
【0045】得られたBGA素子の品質評価を以下の方
法で行った。パッケージング後のパッケージの反りをパ
ッケージ表面の平坦な部分から最大変位している部分の
ズレ量として測定した結果、40μmで問題となるレベ
ルではなかった。温度85℃、湿度85%の雰囲気中に
150時間放置して吸湿処理を行った後、240℃のは
んだ浴に30秒間浸漬し耐はんだ性とクラック発生率を
調べた結果、十分な耐はんだ性とクラック発生率0/3
0を確認した。耐熱衝撃性試験として、−65℃〜室温
〜150℃で1サイクルとする冷熱サイクル試験(TC
T試験)を500サイクル繰り返した後、動作特性をチ
ェックした結果、不良発生率は0/30であった。耐湿
信頼性を評価するために、127℃、2.5気圧の飽和
水蒸気圧雰囲気中に500時間放置するプレシャークッ
カー試験(PCT)を行った結果、リーク/オープン不
良率は0/30であった。以上のように、信頼性の高い
BGA素子であることを確認した。 (比較例1)実施例1と同様にして、黒化処理を施さな
い状態で作製したBGA基板のソルダーレジストのオー
プニングをレーザーによって行った。オープニングを行
った後、実施例3と同様にしてNi/Auメッキを行っ
た結果、メッキは形成されなかった。 (実施例4)実施例3と同様にして、レーザーのみをY
AGレーザーの基本波、YAGの第2高調波、第3高調
波、第4高調波を用いてφ150μmのソルダーレジス
トのオープニング除去を行った。この時のレーザーの加
工条件は表2に示す通りである。この状態で従来法に従
いNi/Auメッキをしたところ、YAGの基本波、第
2高調波、第3高調波、第4高調波の何れにおいても加
工面にはメッキが良好に形成された。
法で行った。パッケージング後のパッケージの反りをパ
ッケージ表面の平坦な部分から最大変位している部分の
ズレ量として測定した結果、40μmで問題となるレベ
ルではなかった。温度85℃、湿度85%の雰囲気中に
150時間放置して吸湿処理を行った後、240℃のは
んだ浴に30秒間浸漬し耐はんだ性とクラック発生率を
調べた結果、十分な耐はんだ性とクラック発生率0/3
0を確認した。耐熱衝撃性試験として、−65℃〜室温
〜150℃で1サイクルとする冷熱サイクル試験(TC
T試験)を500サイクル繰り返した後、動作特性をチ
ェックした結果、不良発生率は0/30であった。耐湿
信頼性を評価するために、127℃、2.5気圧の飽和
水蒸気圧雰囲気中に500時間放置するプレシャークッ
カー試験(PCT)を行った結果、リーク/オープン不
良率は0/30であった。以上のように、信頼性の高い
BGA素子であることを確認した。 (比較例1)実施例1と同様にして、黒化処理を施さな
い状態で作製したBGA基板のソルダーレジストのオー
プニングをレーザーによって行った。オープニングを行
った後、実施例3と同様にしてNi/Auメッキを行っ
た結果、メッキは形成されなかった。 (実施例4)実施例3と同様にして、レーザーのみをY
AGレーザーの基本波、YAGの第2高調波、第3高調
波、第4高調波を用いてφ150μmのソルダーレジス
トのオープニング除去を行った。この時のレーザーの加
工条件は表2に示す通りである。この状態で従来法に従
いNi/Auメッキをしたところ、YAGの基本波、第
2高調波、第3高調波、第4高調波の何れにおいても加
工面にはメッキが良好に形成された。
【0046】
【表2】
【0047】次に、実施例3と同様にしてBGAパッケ
ージを作製し、得られたBGAパッケージを実施例3と
同様の方法で信頼性試験をした結果、実施例3と同様の
良好な結果が得られた。 (実施例5)実施例3と同様にして、エキシマレーザー
のArF,KrF,XeClを用いてソルダーレジスト
のオープニング除去を行った。この時のレーザー加工条
件は表3に示す通りである。この状態で従来法に従いN
i/Auメッキをしたところ、すべての条件でメッキが
形成された。
ージを作製し、得られたBGAパッケージを実施例3と
同様の方法で信頼性試験をした結果、実施例3と同様の
良好な結果が得られた。 (実施例5)実施例3と同様にして、エキシマレーザー
のArF,KrF,XeClを用いてソルダーレジスト
のオープニング除去を行った。この時のレーザー加工条
件は表3に示す通りである。この状態で従来法に従いN
i/Auメッキをしたところ、すべての条件でメッキが
形成された。
【0048】次に、実施例3と同様にしてBGAパッケ
ージを作製し、得られたBGAパッケージを実施例3と
同様の方法で信頼性試験をした結果、実施例3と同様の
良好な結果が得られた。
ージを作製し、得られたBGAパッケージを実施例3と
同様の方法で信頼性試験をした結果、実施例3と同様の
良好な結果が得られた。
【0049】
【表3】
【0050】(実施例6)ビルドアップ工法による多層
配線基板として、絶縁層の樹脂成分がエポキシ樹脂で、
補強材としてアラミド繊維を加えた積層基板の表裏両面
に、第1導電層と第2導電層として各18μmの銅箔を
貼付したものをコア基板とした。コア基板のスルーホー
ルの内面に導電処理を施した(図10(A),図10
(B))。コア基板上の銅箔に感光性レジストを塗布ま
たはラミネートし、マスクフィルムを密着露光、現像す
ることにより配線パターンを形成した(図10
(C))。配線パターンを形成したコア基板を実施例3
と同様の手法により黒化処理を行った。引き続き、非感
光性のエポキシ樹脂からなる絶縁層を50μm塗布し
た。次に、実施例3と同様にCO2 レーザーを用い、ヴ
ィアホールを形成した(図10(D))。このときのレ
ーザーの加工条件は、パルス幅20μs、繰返し周波数
300Hz、エネルギー密度35J/cm2 、ビーム形
状が30*30mm、パルス数3ショットとした。形成
したヴィアホール内をソフトエッチングにより酸化銅部
分を還元除去する。洗浄を十分行った後、絶縁層表面を
酸化剤溶液で粗化して、数μmの微細なアンカーを形成
した。全面にパラジウム触媒を付与し、永久レジストと
なる無電解メッキ用の感光レジストを露光現像し、厚付
け無電解メッキによりL/S=50μm/50μmの導
体回路を形成した(図10(E))。この形成工程をコ
ア基板の両面に対して繰り返し、ビルドアップ多層基板
を作製した(図10(F))。なお、図10(A)〜図
10(F)はビルドアップ多層基板の形成行程の一例を
示した断面模式図である。この多層配線基板を評価した
ところ、多層配線基板として満足すべき品質を保証でき
ることを確認した。
配線基板として、絶縁層の樹脂成分がエポキシ樹脂で、
補強材としてアラミド繊維を加えた積層基板の表裏両面
に、第1導電層と第2導電層として各18μmの銅箔を
貼付したものをコア基板とした。コア基板のスルーホー
ルの内面に導電処理を施した(図10(A),図10
(B))。コア基板上の銅箔に感光性レジストを塗布ま
たはラミネートし、マスクフィルムを密着露光、現像す
ることにより配線パターンを形成した(図10
(C))。配線パターンを形成したコア基板を実施例3
と同様の手法により黒化処理を行った。引き続き、非感
光性のエポキシ樹脂からなる絶縁層を50μm塗布し
た。次に、実施例3と同様にCO2 レーザーを用い、ヴ
ィアホールを形成した(図10(D))。このときのレ
ーザーの加工条件は、パルス幅20μs、繰返し周波数
300Hz、エネルギー密度35J/cm2 、ビーム形
状が30*30mm、パルス数3ショットとした。形成
したヴィアホール内をソフトエッチングにより酸化銅部
分を還元除去する。洗浄を十分行った後、絶縁層表面を
酸化剤溶液で粗化して、数μmの微細なアンカーを形成
した。全面にパラジウム触媒を付与し、永久レジストと
なる無電解メッキ用の感光レジストを露光現像し、厚付
け無電解メッキによりL/S=50μm/50μmの導
体回路を形成した(図10(E))。この形成工程をコ
ア基板の両面に対して繰り返し、ビルドアップ多層基板
を作製した(図10(F))。なお、図10(A)〜図
10(F)はビルドアップ多層基板の形成行程の一例を
示した断面模式図である。この多層配線基板を評価した
ところ、多層配線基板として満足すべき品質を保証でき
ることを確認した。
【0051】
【発明の効果】以上、述べた如く、本発明によれば、銅
箔などの導体上に金属などの光吸収層を設ける又は導体
を黒化処理することにより、レーザー照射して、ブライ
ンドホールを形成するにおいて、内層銅箔上にアモルフ
ァスカーボンなどの樹脂の炭化物をのこすことなく、良
好な穴を形成することができる。
箔などの導体上に金属などの光吸収層を設ける又は導体
を黒化処理することにより、レーザー照射して、ブライ
ンドホールを形成するにおいて、内層銅箔上にアモルフ
ァスカーボンなどの樹脂の炭化物をのこすことなく、良
好な穴を形成することができる。
【0052】また、本発明によれば、ヴィア・ホールな
どへのメッキ処理の接続信頼性を向上させることができ
る。
どへのメッキ処理の接続信頼性を向上させることができ
る。
【0053】また、本発明によれば、高密度かつ高信頼
性のBGA配線基板やビルドアップ工法による多層配線
基板を高歩留まりで製造することが可能となる。
性のBGA配線基板やビルドアップ工法による多層配線
基板を高歩留まりで製造することが可能となる。
【図1】BGAパッケージの一例を示す模式的断面図。
【図2】多層プリント配線基板の一例を示す模式的断面
図。
図。
【図3】ラマンスペクトルを示す図。
【図4】ラマンスペクトルを示す図。
【図5】ラマンスペクトルを示す図。
【図6】(A),(B),(C),(D)は配線基板の
作製工程の一例を説明するための模式的断面図。
作製工程の一例を説明するための模式的断面図。
【図7】(A),(B),(C),(D)は配線基板の
作製工程の一例を説明するための模式的断面図。
作製工程の一例を説明するための模式的断面図。
【図8】BGAパッケージの一例を示す模式的断面図。
【図9】導体上へのハンダボールの配置の一例を示す模
式的断面図。
式的断面図。
【図10】(A),(B),(C),(D),(E),
(F)は配線基板の作製工程の一例を説明するための模
式的断面図。
(F)は配線基板の作製工程の一例を説明するための模
式的断面図。
【図11】配線基板の一例を示す模式的断面図。
【図12】配線基板の一例を示す模式的断面図。
【図13】配線基板の一例を示す模式的断面図。
【図14】ブラインドホールの形成例を説明するための
模式的断面図。
模式的断面図。
【図15】ブラインドホールの形成例を説明するための
模式的断面図。
模式的断面図。
【図16】ブラインドホールの形成例を説明するための
模式的断面図。
模式的断面図。
【図17】ブラインドホールの形成例を説明するための
模式的断面図。
模式的断面図。
1 絶縁体 2,3 銅箔 5 ブラインドホール用窓穴 9 レーザー光の吸収がよく分解しやすい金属薄膜 10 レーザー光により除去された導電層形成用の穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/46 H01L 23/12 N
Claims (25)
- 【請求項1】 導体上に絶縁体を有し、該絶縁体にレー
ザー光を照射して該絶縁体下の導体を露出させて使用す
る配線基板において、該導体と絶縁体との間にレーザー
光吸収領域を有する配線基板。 - 【請求項2】 該レーザー光吸収領域はレーザー光を吸
収し、分解しやすい薄膜である請求項1に記載の配線基
板。 - 【請求項3】 該レーザー光吸収領域は該導体が黒化処
理された領域である請求項1に記載の配線基板。 - 【請求項4】 該絶縁体は有機樹脂を含む請求項1に記
載の配線基板。 - 【請求項5】 該有機樹脂はソルダーレジスト又は感光
性樹脂を含む請求項1に記載の配線基板。 - 【請求項6】 該レーザー光吸収領域はSnを含有する
合金材料を有する薄膜である請求項1に記載の配線基
板。 - 【請求項7】 導体上に絶縁体を有する基板を用意し、
該絶縁体にレーザー光を照射して該レーザー光照射部の
該絶縁体を除去し、該導体の表面を露出する工程を有す
る配線基板の製造方法であって、該導体と該絶縁体との
間にレーザー光吸収領域を有し、少なくとも該レーザー
光吸収領域までレーザー光を照射する工程を含む配線基
板の製造方法。 - 【請求項8】 該レーザー光吸収領域はレーザー光を吸
収し、分解しやすい薄膜である請求項7に記載の配線基
板の製造方法。 - 【請求項9】 該レーザー光吸収領域は該導体が黒化処
理された領域である請求項7に記載の配線基板の製造方
法。 - 【請求項10】 該黒化処理された領域を絶縁体の除去
後還元処理する工程を有する請求項9に記載の配線基板
の製造方法。 - 【請求項11】 前記レーザー光はCO2 レーザー、Y
AGレーザー、エキシマレーザーからのレーザー光から
選択される請求項7に記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項12】 前記絶縁体は有機樹脂を含む請求項7
に記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項13】 該有機樹脂はソルダーレジスト又は感
光性樹脂から形成される請求項12に記載の配線基板の
製造方法。 - 【請求項14】 該導体を露出した後、該導体を露出す
る開口の少なくとも側面に導電処理を施す工程を有する
請求項7に記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項15】 更に残った絶縁体上に第2の絶縁体を
形成する工程を有する請求項14に記載の配線基板の製
造方法。 - 【請求項16】 該第2の絶縁体にレーザー光を照射し
て第2の絶縁体の不要部を除去する工程を有する請求項
15に記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項17】 該レーザー光吸収領域はSnを含む合
金材料を有する薄膜である請求項7に記載の配線基板の
製造方法。 - 【請求項18】 該配線基板はBGAパッケージ用基板
又は多層配線基板として用いられる請求項1に記載の配
線基板の製造方法。 - 【請求項19】 BGAパッケージ用基板やビルドアッ
プ工法により製造される多層配線基板において、レーザ
ーによりソルダーレジストのパターン形成や層間接続を
目的とする絶縁層へのヴィアホール形成部において、ソ
ルダーレジストや層間絶縁層の下に存在する銅配線パタ
ーン表面を黒化処理しておく配線基板の製造方法。 - 【請求項20】 請求項19記載のソルダーレジスト、
層間絶縁層のパターニング又はヴィアホール形成後に表
出している黒化処理部を還元処理して除去することを含
む請求項1記載の配線基板の製造方法。 - 【請求項21】 請求項19記載のレーザーがCO2 、
YAGの基本波、第2高調波、第3高調波、第4高調
波、エキシマレーザーである請求項1記載の配線基板の
製造方法。 - 【請求項22】 予め穴の開口部に対応する位置の銅箔
が除去されたプリント基板に、レーザー光を照射して、
開口部の下にある銅箔に達するブラインドホールを絶縁
体に形成するためのレーザー穴空け加工用の配線基板に
おいて、前記絶縁体と前記銅箔との間にレーザー光を吸
収し分解しやすい薄膜を設けたことを特徴とする配線基
板。 - 【請求項23】 銅箔回路上に絶縁層が塗布された回路
基板に、レーザー光を照射して絶縁層の一部を除去して
絶縁層の下にある銅箔回路に達するブラインドホールを
形成するための配線基板において、銅箔回路上にレーザ
ー光を吸収し分解しやすい薄膜を設けたことを特徴とす
る配線基板。 - 【請求項24】 レーザー光を吸収し分解しやすい薄膜
がハンダ、Sn合金材料であることを特徴とする請求項
22に記載の配線基板。 - 【請求項25】 レーザー光を吸収し分解しやすい薄膜
がハンダ、Sn合金材料であることを特徴とする請求項
23に記載の配線基板。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| JP559398 | 1998-01-14 | ||
| JP10-5593 | 1998-01-14 | ||
| JP11000282A JPH11266068A (ja) | 1998-01-14 | 1999-01-05 | 配線基板及び配線基板の製造方法 |
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ID=26333230
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