(57)【要約】【課題】一般銅箔を貼った銅張積層板上に直接炭酸ガスレーザーを照射して、表層の汚染もなく孔あけを行い、信頼性の優れたブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する方法を得る。【解決手段】少なくとも２層以上の銅の層を有する銅張積層板の銅箔として、キャリア金属箔付きの一般の厚さ５μｍ以下の薄銅箔を用い、このキャリア金属箔上に直接炭酸ガスレーザーを照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する。【効果】銅箔表面処理を施すこともなく、直接炭酸ガスレーザーを照射することにより孔が形成でき、キャリア金属箔が表層の銅箔の汚染を防止してパターン形成時に不良もなく、孔形状も良好で、信頼性に優れたブラインドビア孔及び／又は貫通孔を高速にあけることができ、経済性の改善された高密度プリント配線板を得ることができた。【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア金属箔付きの厚さ５μｍ以下の薄銅箔を最外層に張って得られた銅張板のキャリア金属箔の上から金属を加工するに十分なレーザーエネルギーを直接照射して孔を形成する孔の作製方法。
【請求項２】
該孔あけ後、この銅張積層板の孔部に発生した銅箔バリを銅を溶解する薬液にて溶解除去した後、キャリア金属箔を剥離して得られる請求項１記載の孔の作製方法。
【請求項３】
該孔あけ後、キャリア金属箔及び銅箔を溶解する薬液によってこの表面のキャリア金属箔を溶解除去し、孔部に発生した銅箔バリを銅を溶解する薬液にて溶解除去して得られる請求項１記載の孔の作製方法。
【請求項４】
該キャリア金属箔がアルミニウムである請求項１，２，３記載の孔の作製方法。
【請求項５】
該レーザーが炭酸ガスレーザーである請求項１，２，３，４記載の孔の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、キャリア金属箔に付着させた厚さ５μｍ以下の薄銅箔を最外層に張った銅張板の表面に直接レーザーを照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成し、その後の処理方法に関するものであり、得られた両面プリント配線板、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、半導体プラスチックパッケージ、マザーボード用等に使用される。
【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において、ブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する場合、表層の銅箔にあらかじめ所定の方法で所定の大きさの孔の銅箔をエッチング、ＹＡＧレーザー、メカニカルドリル等で除去してあけておき、この部分に炭酸ガスレーザーを照射して絶縁層を加工してブラインドビア孔をあけていた（例えば、特許文献１〜３参照）。この場合、予め銅箔に孔をあけておく工程が必要であり、作業性が悪いなどの欠点があった。更に加工されて飛散した樹脂等が表面に付着し、その後のパターン形成において不良を発生していた。また、黒色酸化銅処理等の処理を銅箔表面に施し、この上から炭酸ガスレーザーを直接照射してブラインドビア孔をあける方法が知られている（例えば、特許文献４参照）が、この場合、表面処理をこすったりすると表面処理が取れやすく、孔あけでこの部分の孔形状のばらつきが発生し易い欠点があった。
【０００３】
【特許文献１】特開平３６７６号公報
【特許文献２】特許第２８０５７４２号公報
【特許文献３】特開２０００−３１６４０号公報
【特許文献４】特開昭６１−９９５９６号公報
【０００４】
【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、銅箔の上に加工した樹脂等が付着せず、孔形状のばらつきも少ない小径のブラインドビア孔及び／又は貫通孔を、炭酸ガスレーザーを銅張板の上に直接照射して形成する方法を提供するものである。
【０００５】
【発明が解決するための手段】
キャリア金属箔を付着させた厚さが５μｍ以下の一般の銅箔を最外層に張った銅張板の上から、銅箔を加工するに十分なエネルギーの炭酸ガスレーザーを直接照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する。その後、薬液或いは手等で表層のキャリア金属箔を除去することにより表層のキャリア金属箔に付着した加工残渣樹脂等も一緒に除去されるために表層銅箔の汚染によるパターン形成時の不良はなくなる。又、孔部に発生したバリは薬液で溶解除去すると、その後の銅メッキでも付着不良等が発生せず、良好な孔が得られる。得られた銅張板はその後に一般のプリント配線板製造工程を通して加工し、高密度プリント配線板とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーザー、好ましくは炭酸ガスレーザーを用いて、２層以上の銅の層を有する銅張板に小径のブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する方法である。両面銅張板、多層銅張板の少なくとも最外層の銅箔は、キャリア金属箔が付着した厚さ５μｍ以下の一般の銅箔を張ったものであり、この上から直接レーザーを照射することによってブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成することができる。
【０００７】
本発明の５μｍ以下の薄い銅箔は、キャリアとなる金属箔、好適にはアルミニウム箔に薄い銅箔を接着させたものを使用し、積層成形して両面銅張板、多層板とした後、キャリア金属箔を残したまま、この上から銅箔を加工するに十分なエネルギーのレーザー、好適には炭酸ガスレーザーを直接照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成する。貫通孔を形成する場合は裏面の銅箔を貫通した時点でレーザー照射を止めるか、裏面にバックアップシートを配置して孔あけを行う。バックアップシートは裏面に接着させても、置くだけでも良い。
【０００８】
キャリア金属箔は一般に公知のものが使用でき、例えばアルミニウム、銅箔等が挙げられるが、アルミニウム箔が好適に使用される。この金属箔はエッチングして溶解除去する方法、手で剥離する方法等、手段は選ばないが、孔あけ後の孔部のバリを溶解除去する場合は、薬液を使用してバリを溶解すると同時にキャリア金属箔も溶解除去する。孔部のバリが発生しない銅箔厚みの場合は、手で剥離する方法が良い。また薬液で銅箔のバリを最初に溶解し、その後に最外層のキャリア金属箔を手等で物理的に剥離する。
【０００９】
本発明で使用する、キャリア金属箔に接着した一般の銅箔は、一般に公知のものが挙げられる。例えば、Ｐｉｏｔｅｃ社のアルミニウムキャリア箔付き薄銅箔等が使用できる。銅箔の厚さは５μｍ以下であり、銅箔のシャイニー面は一般に公知の防錆処理が施されたもの或いは無処理の平滑な表面のもの等、公知のものが使用できる。キャリア金属箔が炭酸ガスレーザーで孔が形成しにくい場合、その表面を公知の処理を行う。具体的には黒色酸化銅処理、エッチングによる凹凸付与処理等が挙げられる。
【００１０】
本発明で使用する銅張板は、２層以上の銅の層を有する銅張板であり、熱硬化性樹脂銅張積層板としては、無機、有機基材の公知の熱硬化性銅張積層板、その多層銅張板、表層に樹脂付き銅箔シートを使用した多層銅張板等、一般に公知の構成の多層銅張板、また、ポリイミドフィルム、ポレエステルフィルム、ポリパラバン酸フィルム、全芳香族ポリアミドフィルム、液晶ポリエステルフィルム等の基材の銅張板が挙げられる。
【００１１】
基材補強銅張積層板は、まず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、プリプレグを作製する。次に、このプリプレグを所定枚数重ね、その外側にキャリア金属箔付き銅箔を配置して、加熱、加圧下に積層成形し、銅張積層板とする。多層銅張板は、この両面銅張積層板の銅箔を加工して回路を形成し、銅箔表面を化学処理して内層板を作製し、この外側にプリプレグ、またはＢステージ樹脂シート等を置いて、キャリア金属箔付き薄銅箔をその外側に配置し、積層成形するか、或いはキャリア金属板付き薄銅箔付きＢステージ樹脂シートを内層板の外側に配置し、積層成形して多層銅張板とする。
【００１２】
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、具体的にはＥ、Ｓ、Ｄ、Ｍ、ＮＥガラス等の繊維等が挙げられる。又、有機繊維としては、全芳香族ポリアミド、液晶ポリエステル等一般に公知の繊維等が挙げられる。これらは、混抄でも良い。また、フィルム基材も挙げられる。
【００１３】
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。
【００１４】
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、シアナト化ポリフェニレンエーテル樹脂等である。これらの公知のＢｒ付加化合物も挙げられる。
【００１５】
これらのほかに特公昭４１−１９２８、同４３−１８４６８、同４４−４７９１、同４５−１１７１２、同４６−４１１１２、同４７−２６８５３及び特開昭５１−６３１４９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れ得る。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。
【００１６】
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、エポキシ化ポリフェニレンエーテル樹脂、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。また、これらの公知のＢｒ付加樹脂、リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、アクリルゴム、これらのコアシェルゴム、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、無機の充填剤、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。特に孔形状を良好にするためは無機の充填剤が好適に添加される。例えば、シリカ、球状シリカ、アルミナ、タルク、焼成タルク、ウォラストナイト、合成雲母、水酸化アルミニウム等の一般に公知のものが使用される。更に、これらの針状のもの等、公知の形状のものも使用できる。
【００２０】
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。
【００２１】
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。エネルギーは５〜６０ｍＪ、好適には６〜４０ｍＪ  にてパルス発振で銅箔を加工し、孔をあける。エネルギーは表層の銅箔の厚さによって適宜選択する。ＵＶ−ＹＡＧレーザーも使用でき、波長２００〜４００ｎｍが好適に使用される。
【００２２】
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０２−２５０９０、同０２−５９３３７、同０２−６０１８９、同０２−１６６７８９、同０３−２５９９５、同０３−６０１８３、同０３−９４４９１、同０４−１９９５９２、同０４−２６３４８８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）による。エッチング速度は、０．０２〜１．０μｍ／秒  で行う。もちろんバリがない場合は手で剥離できるものを使用し、ＳＵＥＰ法は使用しない。
【００２３】
例えば、アルミニウムキャリア金属箔張り原銅箔を使用した場合、孔部のバリを取る。例えばＳＵＥＰ溶液でバリを取り、その後に手等で剥離する。また、キャリア金属箔及び銅箔を同時に溶解する薬液で銅箔バリを溶解すると同時に最外層のキャリア金属箔を溶解することもできる。
【００２４】
【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℃に溶融させ、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、ジャパンエポキシレジン＜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、日本タルク＜株＞製）１０００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６０μｍのガラス織布に含浸し１５０℃で乾燥して、ゲル化時間（ａｔ１７０℃）１１０秒、樹脂組成物の含有量が６０重量％のプリプレグ（プリプレグＢ）を作成した。厚さ４０μｍのキャリアアルミニウム箔の片面に５μｍの電解銅箔を付着させた銅箔（商品名：ＫｏｓＦｏｉｌＲ  ＣＣＦ  Ｐｉｏｔｅｃ社製）を密着させて張ったものを上記プリプレグＢ４枚の両面に配置し、２００℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ２、３０ｍｍＨｇ以下の真空下で２時間積層成形し、両面銅張積層板Ｃを得た。
【００２５】
この銅張積層板Ｃの表面のアルミニウムキャリア箔の上から炭酸ガスレーザーパルスエネルギ２５ｍＪを４ショット照射して孔径１００μｍの貫通孔をあけた。アルミニウムキャリア箔を塩酸と硫酸及び過酸化水素水混合溶液にて溶解除去した後、この銅張積層板の孔部に発生したバリを溶解除去すると同時にアルミニウム箔も溶解除去した。デスミア処理を行い、定法にて無電解銅メッキ、電気銅メッキをトータルで１５μｍ付着させた。この表裏に、既存の方法にて回路（ライン／スペース＝５０／５０μｍを２００個）、ハンダ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。
【００２６】
（実施例２）
エポキシ樹脂（商品名：エピコート５０４５、ジャパンエポキシレジン＜株＞製）７００部、及びエポキシ樹脂（商品名：ＥＳＣＮ２２０Ｆ）３００部、ジシアンジアミド３５部、２−エチル−４−メチルイミダゾール１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、さらに実施例１の焼成タルクを８００部を加え、強制撹拌して均一分散し、ワニスＤを得た。これを厚さ２０μｍのガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間１５０秒、樹脂組成物含有量７０重量％のプリプレグ（プリプレグＥ）及びゲル化時間１７８秒、樹脂組成物含有量８０重量％のプリプレグ（プリプレグＦ）を作成した。このプリプレグＥを１枚使用し、厚さ１８μｍの一般の電解銅箔を両面に置き、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Ｇを作製した。この両面に回路を形成し、黒色酸化銅処理を施し、この両面に上記プリプレグＦを各１枚配置し、その外側に厚さ５μｍの一般の電解銅箔のシャイニー面側に１８μｍの電解銅箔を接着して張った銅箔（Ｍｉｃｒｏ  ｔｈｉｎ銅箔、三井金属＜株＞製）を配置して同様に積層成形し、４層板を作製した。
【００２７】
この表面上に薬液で微細な凹凸を付け、この上から１５ｍＪの炭酸ガスレーザーを２ショット照射して、孔径１００μｍのブラインドビア孔をあけた。この銅張積層板の孔部に発生したバリをＳＵＥＰ法にて溶解除去した後、キャリア銅箔を手で剥離後、これをプラズマ装置の中に入れ、処理後に実施例１と同様にトータル１５μｍの銅メッキを施した後、定法にて実施例１と同様にこの両面に回路を形成し、プリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００２８】
（比較例１）
実施例１のプリプレグＢの両面に厚さ１２μｍの一般の電解銅箔を配置し、同様に積層成形して両面銅張積層板を作製した。この銅箔表層に何も処理を施さずに同様に炭酸ガスレーザーを照射したが、ビームが反射し、孔はあかなかった。回路形成はＳＵＥＰ処理を行わずに行った。評価結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例２）
比較例１において、銅箔表面に黒色酸化銅処理を施したものの表面を布で擦ってから、この上から同様に実施例１と同じ炭酸ガスレーザーエネルギーで孔あけを行ったが、９１％の孔が孔径１００μｍであり、その他は孔径が小さかったり、あいていないものが見られた。後はＳＵＥＰ処理を行わずに回路を形成した。評価結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例３）
比較例１において、表層の銅箔をエッチングして厚さ５μｍまで溶解し、この上から直接炭酸ガスレーザーを１４ｍＪで６ショット照射して貫通孔をあけた。これに銅メッキを１５μｍ付着させ、同様に回路を形成し、同様に加工してプリント配線板とした。評価結果を表１に示す。
【００３１】
2004281872.tif 000002
【００３２】
＜測定方法＞
１）表面銅箔貫通率  ：  ワークサイズ２５０ｍｍ角内に、孔を１ｍｍ間隔で９００孔／ブロック  として７０ブロック作製し（孔計６３，０００孔）、表面の銅箔を貫通した孔径が１００±１５μｍの数を数え、％で表示した。
２）ガラス転移温度  ：  ＪＩＳ  Ｃ６４８１のＤＭＡ法に準じて測定した。
３）ショート／パターン切れ  ：  ライン／スペース＝５０／５０  μｍの櫛形パターンを２００個作製し、このショート、パターン切れのある個数を示した。
４）耐マイグレーション性  ：  各実施例、比較例において、孔径１００±１５μｍのブラインドビア孔又は貫通孔を孔壁間１５０μｍとなるように２列並行して１０００孔あけ、この表裏にランド径２００μｍを作製し、これを表裏交互につないで、８５℃・８５％ＲＨ・５０ＶＤＣ印加し、絶縁抵抗値を測定した。
【００３３】
【発明の効果】
キャリア金属箔付きの厚さ５μｍ以下の一般銅箔を張った銅張積層板の表面のキャリア金属箔上に直接金属を加工するに十分なエネルギーの炭酸ガスレーザーエネルギーを照射してブラインドビア孔及び／又は貫通孔を形成することにより、表面の銅箔の表面処理を施す必要もなく、更に加工した樹脂等の銅箔への付着もないのでパターン形成で不良もなく、且つ得られた孔は孔信頼性に優れたものが得られた。