(57)【要約】【課題】金属箔（導体層）にウィンドウを形成せず、金属箔表面も荒らさず、直接炭酸ガスレーザにより金属箔とその直下の絶縁層にビアホールを形成して多層プリント配線板を製造する技術の提供を課題とした。【解決手段】少なくとも２層以上の導体層１、１’を含み、導体層１、１’と絶縁層２が交互に積層された多層プリント配線板２０におけるビアホール９の形成方法であって、最表面の導体層の上に炭酸ガスレーザ光を吸収するペースト材料３をパターン状に塗布する工程と、炭酸ガスレーザ光をペースト材料３に照射して、最表面の導体層１及びその下側の絶縁層３を除去してビアホールを形成し、該絶縁層３下側の導体層１’を露出させる工程と、を有することを特徴とするビアホールの形成方法である。及びこのビアホール形成法を用いる多層プリント配線板２０の製造法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層以上の導体層を含み、導体層と絶縁層が交互に積層された多層プリント配線におけるビアホールの形成方法であって、
最表面の導体層の上に炭酸ガスレーザ光を吸収するペースト材料をパターン状に塗布する工程と、
炭酸ガスレーザ光をペースト材料に照射して、最表面の導体層及びその下側の絶縁層を除去してビアホールを形成し、該絶縁層下側の導体層を露出させる工程と、
を有することを特徴とするビアホールの形成方法。
【請求項２】
前記ペースト材料が、蝋および１種類以上の金属化合物粉、カーボン粉または金属粉を含むことを特徴とする請求項１記載のビアホールの形成方法。
【請求項３】
前記ペースト材料をパターン状に塗布する手段が、インクジェット法であることを特徴とする請求項１又は請求項２にビアホールの形成方法。
【請求項４】
前記ペースト材料が、インクジェット装置のヘッド内において、加温時に液相の流動性を有し、導体層上に到達すると固相化して定着するペースト材料であることを特徴とする請求項３に記載のビアホールの形成方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法で多層プリント配線板にビアホールを形成した後、
ビアホールをフィルドビアめっきして最表面の導体層とその下側の導体層とをめっき接続する工程と、
導体層に配線パターンを形成する工程と、
絶縁層を形成する工程と、
導体層を形成する工程と、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のビアホールの形成方法を再度適用する工程と、
を有することを特徴とする多層プリント配線版の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線板に係り、特に炭酸ガスレーザ装置を用いて金属箔と絶縁樹脂を除去しビアホールを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高性能化に伴い、電子部品を実装する多層プリント配線板も高密度化、導体配線の微細化が望まれている。このような中、多層プリント配線板の製造方法としては、配線形成された導体層と絶縁層を交互に積み上げていくビルドアップ方式が広く用いられており、ビルドアップ方式において微細な配線を形成する場合、パターンめっきによって配線を形成するセミアディティブ工法を採用することが主流となっている。また、導体層同士を電気的に接続する方法においては炭酸ガスレーザによるビアホール形成と、ビアホールのフィリングめっきによる接続が主流となっている。
【０００３】
セミアディティブ工法において、例えば特許文献１にあるように、配線が形成されている基板上に絶縁樹脂と金属箔を積層して、該金属箔をパターンめっきのシード層とする場合がある。このような多層プリント配線板の製造方法においてビアホール形成は、例えば非特許文献１にあるようにコンフォーマル法、ラージウィンドウ法、銅ダイレクト法が用いられている。コンフォーマル法は形成したいビアホールのトップ径と同じ径のウィンドウ（開口）を、フォトリソグラフィとエッチングによって金属箔（一般には銅箔）上に形成し、ウィンドウよりも大径のレーザビームを照射することによりビアホール形成を行う工法であり、ラージウィンドウ法はビアホール径よりも大きなウィンドウを、コンフォーマル法と同じくフォトリソグラフィとエッチングによって銅箔上に形成し、ウィンドウ内にレーザ照射によりビアホール形成を行う工法である。
【０００４】
金属箔にウィンドウをフォトリソ法で形成した後であれば、そのウィンドウ直下の赤外吸収性の絶縁層は、波長が赤外域（９．２〜１０．８μｍ）にある炭酸ガスレーザによりビアホールが形成できる。銅ダイレクト法は、レーザ波長が紫外域にあるＵＶレーザで直接銅箔と絶縁樹脂を加工し、ビアホールを形成する工法であるが、ＵＶレーザ設備は高価で維持費が高くつくという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０７３８３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２９７２３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】久世修、「レーザによるプリント配線穴明け加工技術」、版表面技術、社団法人表面技術協会、平成２３年８月、第６２巻、第８号、ｐ３７２−３７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のコンフォーマル法およびラージウィンドウ法においては、例えば特許文献２に記載があるように、ウィンドウを形成するためのフォトリソ工程が長く、材料・工程にコストがかかるという問題があった。
【０００８】
また、ラージウィンドウ法においては、ビアホールの外側に銅箔の厚み分の段差ができるため、ビアホールのフィルドめっきが困難である。段差のある大きなビアホールのフィ
リングに関しては、硫酸銅濃度の高い硫酸銅めっき浴の適用が試みられてきたが、こうした浴においては、めっきしたパターンの高さばらつきが大きくなるため配線の微細化が難しいという問題がある。
【０００９】
また、ビアホール形成に使用するレーザは、高額なＵＶレーザよりも炭酸ガスレーザが有利であるが、銅ダイレクト法においては、炭酸ガスレーザではレーザ光のエネルギーを銅箔に吸収させるために、エッチングにより表面を荒らす表面処理をあらかじめ銅箔上に行う必要がある。このためにめっきシード層を一定程度厚くする必要があるが、厚くすると配線の微細化が難しくなるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、金属箔（導体層）にウィンドウを形成せず、金属箔表面も荒らさず、直接炭酸ガスレーザにより金属箔とその直下の絶縁層にビアホールを形成して多層プリント配線板を製造する技術の提供を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、少なくとも２層以上の導体層を含み、導体層と絶縁層が交互に積層された多層プリント配線におけるビアホールの形成方法であって、最表面の導体層の上に炭酸ガスレーザ光を吸収するペースト材料をパターン状に塗布する工程と、炭酸ガスレーザ光をペースト材料に照射して、最表面の導体層及びその下側の絶縁層を除去してビアホールを形成し、該絶縁層下側の導体層を露出させる工程と、を有することを特徴とするビアホールの形成方法としたものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記ペースト材料が、蝋および１種類以上の金属化合物粉、カーボン粉または金属粉を含むことを特徴とする請求項１記載のビアホールの形成方法としたものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ペースト材料をパターン状に塗布する手段が、インクジェット法であることを特徴とする請求項１又は請求項２にビアホールの形成方法としたものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記ペースト材料が、インクジェット装置のヘッド内において、加温時に液相の流動性を有し、導体層上に到達すると固相化して定着するペースト材料であることを特徴とする請求項３に記載のビアホールの形成方法としたものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法で多層プリント配線板にビアホールを形成した後、ビアホールをフィルドビアめっきして最表面の導体層とその下側の導体層とをめっき接続する工程と、導体層に配線パターンを形成する工程と、絶縁層を形成する工程と、導体層を形成する工程と、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のビアホールの形成方法を再度適用する工程と、を有することを特徴とする多層プリント配線版の製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、金属箔（導体層）上に、炭酸ガスレーザ光を吸収するペーストを所望の位置に所望の形態で配置し、ペースト上からペーストを内に含むビーム径の炭酸ガスレーザ光を照射することにより、導体層とその下側の絶縁層に所望の開口形状を有するビアホールを形成し、より下側にある導体層表面を露出させるものである。
【００１７】
したがって、本発明に係る多層プリント配線板の製造方法によれば、フォトリソ法により煩雑な工程を経てウィンドウを形成することがなく、且つ高額なＵＶレーザを使用しないため低コストに配線基板の製造が可能である。特に、同じ工程を繰り返す多層プリント
配線板においてその効果が著しい。
【００１８】
同じ炭酸ガスレーザを用いてビアホールを形成するのでビアホール側面が滑らかで、その後のめっき工程におけるめっき層の高さのばらつきが少なく、且つめっきシード層を厚くする必要がないため、コンフォーマル法およびラージウィンドウ法よりも微細で高密度な配線形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る多層プリント配線板の製造方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る多層プリント配線板のビアホール形成方法を、表裏に導体層１，１‘を備えた樹脂層２からなる積層板２０を用いて模式的に説明する工程図である。
【００２１】
図１（ａ）は、導体層１の上に、炭酸ガスレーザからのレーザ光４を吸収するペースト３をパターン状に塗布した積層板２０の断面視の模式図である。但し、図１（ａ）は、複数あるペースト塗布箇所のうち１箇所だけを示してある。積層板２０は、表面の導体層１と裏面の導体層１’との間に電気的絶縁性を有する樹脂である絶縁層２を狭持したものである。ペーストパターン３は、設計データにしたがって導体層１上に直接形成される。このペーストパターン３の外形形状は、上面視で円形に形成されるが、これに限定されない。
【００２２】
導体層１上にパターン状に塗布されるペーストは、蝋および１種類以上金属化合物粉、カーボン粉または金属粉を含んでいる。蝋自体も１種類以上であっても構わない。従来のインクジェット装置で使用すべく、４０〜１５０℃で５〜８０ｃｐの粘度になるように調製されたペーストを使用する。該ペーストに使用されうる蝋としては、カルボン酸末端ポリエチレンワックス（例えば、ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−２−ＣＯＯＨ、ｎ＝１６〜５０）等が挙げられるが、これに限定されない。蝋は、ペーストの１０〜９９重量％含まれることが好適である。
【００２３】
また、前記のペーストに使用されうる金属化合物粉、カーボン粉または金属粉には、融点９００℃以上かつ結合エネルギーが３００ｍＪ／ｍｏｌのもの、たとえば酸化物としてのチタニア類、マグネシア類、鉄酸化物類、亜鉛酸化物類、コバルト酸化物類、スズ酸化物類等、非酸化物としては炭化ケイ素、炭化タングステン、窒化ホウ素等が挙げられる。またはカーボン等、一般に公知の金属粉が挙げられる。これらのうち１種あるいは２種以上の組み合わせからなる金属粉が、ペーストにおいて１〜９０重量％含まれる。これらはペーストにおける均一な分散と、炭酸ガスレーザ光の吸収のため、平均粒径が５μｍ以下、好適には１μｍ以下の金属粉が使用される。
【００２４】
前記ペーストパターン３を形成する方法としては、ペーストを２５〜１５０℃の間で保持できるヘッドを備えたインクジェット装置を用いて滴下するのが好ましい。ペーストは高温下で液相であるため、流動性を有し、高温に保たれたインクジェット装置のヘッド内においては液相であるが、室温においては固相になるため、導体層上に到達すると固相化し定着する。ビアホールは、ペースト上に、ペースト３の幅Ｗ５よりも広いビーム径Ｗ６の炭酸ガスレーザを照射して形成される。ペースト３はビアホール加工中に全て蒸発し、空気中に飛散する。ペーストパターン３の形成方法としては、インクジェット法以外に、スクリーン印刷等の印刷技術も使用できる。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）で導体層１上に形成されたペースト３部分の導体層１が炭酸
ガスレーザの照射により除去され、開口部７が形成されている状態を示している。導体層１の導体は銅または銅合金が好適であるが、これらに特定されるものではない。図１（ｃ）は、図１（ｂ）で形成した開口部７にさらに炭酸ガスレーザを照射して絶縁層２を除去し、滑らかな側壁を有するビアホール９が形成された状態を示している。ビアホール径はビアホールの開口部の径Ｗ８によって定義される。
【実施例１】
【００２６】
以下、具体的な条件を挙げて説明をする。しかしながら、それぞれの条件は記載されたものに限定されるものではない。
【００２７】
積層板として、日立化成工業株式会社製ＭＣＬ−Ｅ−６７９ＦＧ（０．０５ｍｍ厚の絶縁樹脂）の両面にプロファイルフリー電解銅箔３μｍ厚を貼付した積層板を使用した。ペーストには、ＬＩＴＨＯＪＥＴ２１０（蝋成分、ローム・アンド・ハース電子材料株式会社製）にカーボン粉を５重量％配合したペーストを使用し、コニカミノルタ社製のインクジェット装置を使用した。インクジェット装置により、積層板表層の銅箔表面に６０μｍ径の円形のペーストを、４００μｍ間隔で１０行１０列の格子状に塗布した。
【００２８】
前記ペーストの上から炭酸ガスレーザ加工機により１００μｍ径のレーザ光を出力４０ｍＪ／パルスで２パルス照射して表面の銅箔を除去し、続いて出力が３０ｍＪ／パルスを２パルス照射して絶縁層を除去してビアホールを形成した。その結果、平均開口径が６０．０μｍのビアホールを形成することができた。
【００２９】
以上のようにしてビアホール形成を行った基板に、全面に無電解銅めっき１０を施し、その上に電解銅めっきによってビアホールフィリングめっき１１を施して、基板表面の導体層と裏面導体層（表面から見て一番近い導体層）を電気的に接続し、電気検査によって導通が確保されていることを確認した（図１（ｄ））。また、温度サイクル試験によってフィルドビアの接続信頼性評価を行ったが、その結果もクラック等の不具合の発生は確認されず、本明細の方法がプリント配線板の製造方法に好適であることが確かめられた。
（比較例１）
実施例１と同様の基板を用い、銅箔表面に実施例１のペーストによるパターン形成を行わずに、炭酸ガスレーザ加工機によって同様にレーザ照射を行ったが、ビアホールは形成できなかった。
【００３０】
波長が９．２〜１０．８μｍの範囲の赤外線が、カーボン含有赤外吸収性のペーストに効果的に吸収されて温度が上昇し、銅箔がアブレーションされたことは明らかである。波長が紫外域のＵＶレーザを用いずとも銅箔に開口部を形成できる。
【００３１】
多層のプリント配線基板を製造するには、先ず、図１（ｃ）に示すビアホール９を無電解めっき１０、電解めっき１１により埋設する。めっきにより新しい導体層が積層される（図１（ｄ））。裏面に導体層が形成される場合もある。セミアディティブ法であればめっきと同時に配線パターンが形成される場合もある。導体層に定法のフォトリソ法を用いて配線パターンを形成しても構わない（いずれも図示せず。）
次に、絶縁層（図示せず）を積層し、さらにその上に導体層を形成する。当該導体層の上にペーストパターンを形成し、炭酸ガスレーザ照射等前述の工程を繰り返すと多層のプリント配線基板が得られる。この工程は、表裏の導体層のいずれに対しても繰り返すことができる。このようにして多層プリント配線基板が製造できる。
【符号の説明】
【００３２】
１    最表面の導体層
１’  最表面より下側の導体層
２    絶縁層
３    ペーストもしくはペーストパターン
４    レーザ（光）
Ｗ５  ペーストパターン幅
Ｗ６  レーザビーム径
７    銅箔開口部
Ｗ８  ビアホールトップ径
９    ビアホール（ビアホール）
１０  めっきシード層
１１  電解めっき層
２０  積層板
【図１】
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