(57)【要約】【課題】  薄い銅を用い、非貫通経由穴を形成することで高密度な配線を形成することができ、残すべき銅配線に穴が欠損したり、損傷したりすることが少ないプリント配線板の穴あけ方法及びプリント配線板を提供する。【解決手段】  銅配線層の付いた絶縁樹脂層に対し、レーザー光を照射し絶縁樹脂のみを除去して銅を残す工程を有するプリント配線板の穴あけ方法において、予め銅配線層に保護金属を付与しておき、レーザー加工後に保護金属を除去することを特徴とするプリント配線板の穴あけ方法及び該穴あけ方法を用いて経由孔を形成してなるプリント配線板。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅配線層の付いた絶縁樹脂層に対し、レーザー光を照射し絶縁樹脂のみを除去して銅を残す工程を有するプリント配線板の穴あけ方法において、予め銅配線層に保護金属を付与しておき、レーザー加工後に保護金属を除去することを特徴とするプリント配線板の穴あけ方法。
【請求項２】
保護金属と銅配線層箔を接着剤で積層しておき、レーザー加工後に保護金属を引き剥がして除去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穴あけ方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の穴あけ方法を用いて経由孔を形成してなるプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の穴あけ方法及びプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は小型化、軽量化、多機能化が一段と進み、これにより、配線の微細化が進んでいる。多層配線板において、各層間の電気的接続を行う場合、レーザー光を用い、光のエネルギーにより絶縁樹脂の分子結合を断ったり、熱により絶縁樹脂を蒸発させたりすることにより穴あけを行なった後、穴の壁面に対し銅等の金属めっきを行ったり、導電性ペーストを充填したりすることで実現することが多い。
【０００３】
レーザーは、照射するエネルギー量を調整することで、任意の絶縁層で穴を止めることが出来る。
さらに、レーザーでは直径０．０１ｍｍの穴をあけることが可能であるため、より高密度な配線を形成することが出来る。レーザー光は、媒質や励起源の違いにより炭酸ガスレーザー（波長１０，０００ｎｍ）、エキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＹＡＧレーザー（波長１，３２０ｎｍ，１，０６４ｎｍ等）等がある。
【０００４】
多くの場合、絶縁層の両側には銅等の導体金属が形成されており、絶縁層の穴あけを行うには表面の導体金属も除去する必要がある。そのため、特許文献１に開示されているように予め除去する樹脂上の導体金属をエッチングしておき、次に同じ位置にレーザー光を照射して穴をあける方法がある。この方法ではレーザー光の直径を穴径よりも大きくすることで、エッチングによる穴の形状と同一形状の穴を明けることができ、位置精度、穴形状の精度を高めることができる。
【０００５】
レーザー光により経由孔を形成する場合、図４に示すように、下地金属箔（導体）３及び内部導体金属（導体）５により挟まれた絶縁樹脂の一方からレーザー光７を当て、片側の導体と絶縁樹脂のみを除去する方法が一例として挙げられる。高密度な配線を形成する場合、下地金属箔３の厚さは薄い方が望ましく、近年では５μｍ以下の厚みの導体を用いることが多くなっている。
【０００６】
しかしながら、導体が薄くなると、レーザーによる発熱を逃がすことが出来ず、下地金属箔３が損傷を受けて穴が開いたり、凹み、突起が発生したりしてしまう。
また、銅箔が薄いと、外部からのダメージを受けた場合、容易に銅箔に傷や破れが生じ、銅配線が欠損したり、凹みが発生したりしてしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、薄い銅を用い、非貫通経由穴を形成することで高密度な配線を形成することができ、残すべき銅配線に穴が欠損したり、損傷したりすることが少ないプリント配線板の穴あけ方法及びプリント配線板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、銅配線層の付いた絶縁樹脂層に対し、レーザー光を照射し絶縁樹脂のみを除去して銅を残す工程を有するプリント配線板の穴あけ方法において、予め銅配線層に保護金属を付与しておき、レーザー加工後に保護金属を除去することを特徴とするプリント配線板の穴あけ方法に関する。
【００１０】
また、本発明は、保護金属と銅配線層箔を接着剤で積層しておき、レーザー加工後に保護金属を引き剥がして除去することを特徴とする上記のプリント配線板の穴あけ方法に関する。
さらに、本発明は、上記の穴あけ方法を用いて経由孔を形成してなるプリント配線板に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明になる穴あけ方法によれば、薄い銅箔を用いて小径でアスペクト比の高いレーザー穴を形成することが出来、なお、かつ銅箔の欠損、剥がれのないプリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に用いられるプリント配線板は、基本的な構造として、図１に示すように保護金属６と、下地金属箔３と絶縁樹脂層４及び内部導体金属５から構成される。内層導体金属５は、２層以上の構造を持つ内層両面基板２を内層として用いてもよく、金属単体でもよい。
【００１３】
下地金属箔３は、導電性を有する金属であればよく、代表例として銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀等が挙げられる。金属は一種類の金属単体であってもくよく、合金であってもよい。
また、保護金属６は、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、銀等を用いることができ、保護金属を付与する方法は電気めっき、無電解めっき、積層プレス等の方法が挙げられる。
【００１４】
保護金属の厚さは、レーザー光線による発熱を拡散させるに十分な厚さであればよく、例えば炭酸ガスレーザー加工を行い保護金属に銅を用いる場合、保護金属の厚さは１２μｍ以上であることが望ましい。
【００１５】
保護金属の厚さは、１２〜３５μｍの範囲であることが好ましく、１２μｍ未満では、レーザー加工による発熱を充分に拡散させることができず、３５μｍを超えて厚いと、これを除去するのに時間がかかったり、除去費用の増大を招いたり、エッチング除去する際に銅配線層をオーバーエッチし易いので好ましくない。めっきは、電解めっき法、無電解めっき法で行うことができる。
【００１６】
保護金属を除去する方法は、エッチング、引き剥がす等の方法が挙げられる。例えば、下地金属箔と保護金属を、有機樹脂やクロム合金などの剥離強度の低い接着層で接着したキャリア銅付きピーラブル銅箔を用いると、保護金属と下地銅金属箔を手で容易に引き剥がすことができ、材料コスト、作業時間が低くなり生産性が向上するため望ましい。
【００１７】
キャリアの引き剥がし強度は、０．０１ｋｇ／ｃｍ〜０．１ｋｇ／ｃｍであることが好ましく、０．０１ｋｇ／ｃｍ未満の場合、途中工程でキャリアが剥がれてしまう可能性が高まるので好ましくない。０．１ｋｇ／ｃｍを超える場合、引き剥がした力により基板が反ったり、変形したりする可能性が高まる傾向があるので好ましくない。
【００１８】
下地金属箔の樹脂接着面に行う防錆処理は、ニッケル、錫、亜鉛、クロム、モリブデン、コバルトのいずれか又はこれらの合金を用いて行うことができる。これらはスパッタや電気めっき、無電解めっきにより金属箔上に薄膜形成を行うものであるが、コストの面から電気めっきが好ましい。
【００１９】
具体的にはめっき層にニッケル、錫、亜鉛、クロム、モルブデン、コバルトのうち一種類以上の金属塩を含むめっき層を用いてめっきを行う。金属イオンの析出を容易にするためにクエン酸塩、酒石酸塩、スルファミン酸等の錯化剤を必要量添加することが出来る。
【００２０】
めっき液は通常酸性領域で行い、室温〜８０℃の温度で行う。めっきは通常電流密度０．１〜１０Ａ／ｄｍ２、通常時間１〜６０秒、好ましくは１〜３０秒の範囲から適宜選定する。防錆処理金属の量は、金属の種類によって異なるが、合計で１０〜２０００μｇ／ｄｍ２が好適である。防錆処理が厚すぎるとエッチング阻害と電気特性の低下を引き起こす傾向があり、薄すぎると樹脂とのピール強度低下の要因となりうる傾向がある。
【００２１】
さらに、防錆処理上にクロメート処理層が形成されていると樹脂とのピール強度低下を抑制できるため有用である。具体的には六価クロムイオンを含む水溶液を用いて行われる。クロメ−ト処理は単純な浸漬処理でも可能であるが、好ましくは陰極処理で行う。重クロム酸ナトリウム０．１〜５０ｇ／Ｌ、ｐＨ１〜１３、浴温０〜６０℃、電流密度０．１〜５Ａ／ｄｍ２及び電流時間０．１〜１００秒の条件で行うのがよい。重クロム酸ナトリウムの代わりにクロム酸又は重クロム酸カリウムを用いて行うことも出来る。
【００２２】
絶縁樹脂層４は、プリント配線板の絶縁材料として用いられる公知慣例の樹脂組成物を用いることが出来る。通常、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂がベースとして、用いられ、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ビニル樹脂等が例示されるが、これらに制限するわけではない。熱硬化性樹脂は、１種類のものを単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエン、ポリイミド等が挙げられるが、これらに制限するものではない。熱可塑性樹脂は、１種類のものを単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。また無機充填剤を含んでいてもよい。
【００２４】
熱硬化性樹脂の中でも、エポキシ樹脂は耐熱性、耐薬品性、電気特性に優れ、比較的安価であることから、絶縁樹脂として広く用いられており特に重要である。エポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、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、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジルエテール化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエテール化物、フェノール類のジグリシジルエテール化物、アルコール類のジグリシジルエテール化物及びこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物等が挙げられる。
【００２５】
エポキシ樹脂は、１種類のものを単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
また、このエポキシ樹脂と共に用いる硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば、限定することなく使用でき、例えば、多官能フェノール類、多官能アルコール類、アミン類、イミダゾール化合物、酸無水物、有機リン化合物及びこれらのハロゲン化物などがある。これらのエポキシ樹脂硬化剤は、１種類のものを単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００２６】
熱可塑性樹脂の中でも、ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、耐湿性に優れることに加え、金属に対する接着剤が良好であるので有用である。ポリアミドイミドの原料のうち、酸性分としては、無水トリメリット酸、無水トリメリット酸モノクロライド、アミン成分としては、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、４、４’−ジアミノジフェニルエーテル、４、４’−ジアミノジフェニルメタン、ビス［４−（アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２、２’−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパンなどが例示されるが、これに制限するのではするものではない。乾燥性を向上させるためにシロキサン変性としてもよく、この場合、アミノ成分にシロキサンジアミンが用いることができる。フィルム加工性を考慮すると、分子量は５万以上のものを用いるのが好ましい。
【００２７】
絶縁材料として用いられる樹脂組成物には、無機フィラーが混合されてあってもよい。無機フィラーとしては、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化亜鉛、溶融シリカ、ガラス粉、石英粉、シラスバルーン等が挙げられる。これら無機フィラーは単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００２８】
絶縁材料として用いられる樹脂組成物に対して、さらに必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤等の各種添加剤や充填剤を加えて調合する。
【００２９】
本発明における回路パターンの形成方法は、フォトレジスト法により必要な導体を保護し、不要な導体をエッチング液で除去するサブトラクティブ法でもよく、フォトレジストをめっきレジストとし、必要な箇所にめっきを析出させるアディティブ法でもよい。
【００３０】
レジスト層は、例えばドライフィルム又は液体フォトレジストのフォトレジスト層であってもよい。導体をエッチング除去する方法として、例えば、銅を除去する場合、塩化第二鉄や塩化銅溶液等、腐食作用を有する液を用いることができる。めっきを析出させる方法として、硫酸銅溶液を用いた電気銅めっき等を用いることが出来る。
【実施例】
【００３１】
以下、図２及び図３を引用して、本発明の実施例１及び実施例２を説明する。
実施例１
公称厚み０．１５ｍｍのプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）の両側に、極薄銅箔厚３μｍにキャリア銅箔厚３５μｍが貼り合わされたピーラブル銅箔ＭＴ３５−Ｓ３（三井金属鉱業株式会社製、商品名）を、３μｍの銅箔面が上記プリプレグと接着するように構成し、温度１７５±２℃、圧力２．５±０．２ＭＰａ及び保持時間６０分の条件で真空プレスを実施し、銅張積層板を作製した（図２（ａ））。
【００３２】
この銅張積層板に日立ビアメカニクス株式会社製ルータ加工機でガイド穴を形成した後、温度１１０±１０℃及び圧力０．５０±０．０２ＭＰａの条件でドライフィルムレジストＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネートした。その後、経由孔８部分とレーザー加工時の位置認識パターンを遮光するためのネガ型マスクを張り合わせた後、オーク製作所製水銀ショートアークランプにて露光し、１重量％炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成した。
【００３３】
その後、エッチングレジストのない部分の銅を塩化第二鉄水溶液で除去した後、水酸化ナトリウム水溶液でドライフィルムレジストを除去した。これらの処理により、受け側銅配線層との接続をとるための経由孔設置場所となる部分に直径０．０５ｍｍ（φ）のコンフォーマルマスク及びレーザー加工時の位置認識パターンを形成した（図２（ｂ））。
【００３４】
この基板に、炭酸ガスレーザー加工機ＬＣ−１Ｃ／２１（日立ビアメカニクス株式会社製、商品名）によりビーム照射径０．１５ｍｍ（φ）、周波数１０００Ｈｚ、パルス幅１５μｓ及び照射回数７ショットの条件で１穴ずつ加工し、経由孔８を形成した（図２（ｃ））。
【００３５】
この基板を、温度８０±５℃及び濃度５５±１０ｇ／Ｌの過マンガン酸ナトリウム水溶液を用いてレーザー加工で発生した樹脂片を除去した後、保護金属６を手で引き剥がした。（図２（ｄ））
【００３６】
この基板に対し無電解銅めっきで０．４〜０．８μｍの厚みの銅を析出させた後、電解銅めっきで１５〜２０μｍの厚みのめっきを実施した。これにより、下地金属箔３と内部導体金属５とが、経由孔８によって電気的に接続されたことになる（図２（ｅ））。
【００３７】
次に、基板表面の整面を実施し、温度１１０±１０℃及び圧力０．５０±０．０２ＭＰａの条件でドライフィルムレジストＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネートした。
【００３８】
その後、ネガ型マスクを張り合わせた後、回路パターンをオーク製作所製水銀ショートアークランプで露光し、１重量％炭酸ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成し、エッチングレジストのない部分の銅を塩化第二鉄水溶液で除去した後、水酸化ナトリウム水溶液でドライフィルムレジストを除去し、回路パターンを形成し、配線板を形成した（図２（ｆ））。
【００３９】
ワークパネル３００ｍｍ×３００ｍｍ中約１２万穴の経由孔を形成したが、穴近傍の銅箔の剥がれ、欠損は発生しなかった。
【００４０】
実施例２
内層両面基板２に対し、ＣＺ−８１００（メック株式会社製、商品名）を温度３０±２℃及び圧力０．２０±０．０２ＭＰａの条件で処理し、銅表面を粗化した。この基板の両面に、公称厚み０．１ｍｍのプリプレグＧＥＡ−６７９Ｆ（日立化成工業株式会社製、商品名）と、極薄銅箔厚３μｍにキャリア銅箔厚３５μｍが貼り合わされたピーラブル銅箔Ｆ２−ＷＳ３（古河電工株式会社製、商品名）を３μｍの銅箔面が上記プリプレグと接着するように構成し、温度１７５±２℃、圧力２．５±０．２ＭＰａ及び保持時間６０分の条件で真空プレスを実施した（図３（ａ））。
【００４１】
この基板に日立ビアメカニクス株式会社製ルータ加工機でガイド穴を形成した後、温度１１０±１０℃及び圧力０．５０±０．０２ＭＰａの条件でドライフィルムレジストＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネートした。次いで、銅配線層側の経由孔８の部分とレーザー加工時の位置認識パターンを遮光するためのネガ型マスクを張り合わせた後、オーク製作所製水銀ショートアークランプで露光し、１重量％炭酸ナトリウム水溶液でドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成した。
【００４２】
その後、エッチングレジストのない部分の銅を塩化第二鉄水溶液で除去した後、水酸化ナトリウム水溶液にてドライフィルムレジストを除去した。これらの処理により、受け側銅配線層との接続をとるための経由孔設置場所となる部分に直径０．０５ｍｍ（φ）のコンフォーマルマスク及びレーザー加工時の位置認識パターンを形成した（図３（ｂ））。
【００４３】
この基板の下地導体箔側に炭酸ガスレーザー加工機ＬＣ−１Ｃ／２１（日立ビアメカニクス株式会社製、商品名）によりビーム照射径０．１５ｍｍ（φ）、周波数１０００Ｈｚ、パルス幅１０μｓ及び照射回数７ショットの条件で１穴ずつ加工し、経由孔８を形成した（図３（ｃ））。
【００４４】
この基板を、温度８０±５℃及び濃度５５±１０ｇ／Ｌの過マンガン酸ナトリウム水溶液を用いてレーザー加工で発生した樹脂片を除去した後、保護金属６を手で引き剥がした（図３（ｄ））。
【００４５】
次に、無電解銅めっきにて経由孔壁面、経由孔底部、基板表面に銅めっきを０．４〜０．８μｍ析出させた後、温度１１０±１０℃及び圧力０．５０±０．０２ＭＰａの条件でドライフィルムレジストＮＩＴ２２５（ニチゴー・モートン株式会社製、商品名）をラミネートした。
【００４６】
その後、ネガ型マスクを張り合わせた後、回路パターンをオーク製作所製水銀ショートアークランプで露光し、１重量％炭酸ナトリウム水溶液でドライフィルムレジストを現像してエッチングレジストを形成し、エッチングレジストのない部分に硫酸銅電気めっきを用いて銅を析出させた（図３（ｅ））。
【００４７】
その後、水酸化ナトリウム水溶液でドライフィルムレジストを除去し、硫酸過酸化水素溶液を用いて銅箔及びめっき銅をハーフエッチングすることで回路パターンを形成し、配線板を形成した（図３（ｆ））。
【００４８】
ワークパネル３００ｍｍ×３００ｍｍ中約１２万穴の経由孔を形成したが、穴近傍の銅箔の剥がれ、欠損は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の配線板構造を示す概略図である。
【図２】実施例１のプリント配線板を作製する工程を示す概略図である。
【図３】実施例２のプリント配線板を作製する工程を示す概略図である。
【図４】従来の配線板構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  プリント配線板
２  内層両面基板
３  下地金属箔
４  絶縁樹脂層
５  内部導体金属
６  保護金属
７  レーザー光
８  経由孔
９  めっき導体
１０  フォトレジスト
【図１】
2008258309.tif 000003
【図２】
2008258309.tif 000004
【図３】
2008258309.tif 000005
【図４】
2008258309.tif 000006