(57)【要約】【課題】貫通導体がビアホールから剥離することを抑制し、配線基板の信頼性を向上させることが可能な配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】金属箔２Ａ’・２Ｂ’と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板１をレーザ加工して前記絶縁樹脂板１に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記絶縁樹脂板１を粗化処理する工程と、粗化処理した前記絶縁樹脂板１の金属箔２Ａ’・２Ｂ’の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板をレーザ加工して前記絶縁樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記絶縁樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記絶縁樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板の主面に、ビルドアップ配線用の絶縁樹脂層を積層した積層樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記積層樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記積層樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項３】
金属箔が銅箔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
穿孔工程において貫通孔を形成する絶縁層の内壁から貫通孔の内側に突出した金属箔の突出幅が、前記金属箔の厚みの２．５倍以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットの条件で炭酸ガスレーザを用いて穿孔することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
５〜２０μｍの厚みの金属箔にレーザ加工し、前記金属箔をエッチングして厚み方向に２〜１０μｍ除去することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれかに記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料系の配線基板の製造方法に関し、特に、レーザー光を用いて貫通孔を形成する工程を具備するものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子等の電子部品を搭載するための有機材料系の配線基板として、例えばガラス−エポキシ板から成り、その上面から下面にかけて貫通する貫通孔を有する絶縁樹脂板の上下両面に銅箔およびその上に施しためっき導体層から成る配線導体を被着させるとともに、前記貫通孔の内面に前記上下両面の配線導体同士を接続するめっき導体から成る貫通導体を被着させて成る配線基板が使用されている。
【０００３】
このような有機材料系の配線基板は、ガラス−エポキシ板から成る絶縁樹脂板の上下両面に銅箔が被着された両面銅張板を準備するとともに、この両面銅張板を上下に貫通する貫通孔をドリル加工により穿孔し、次に前記上下両面の銅箔上および貫通孔内面に銅から成るめっき導体を無電解めっき法および電解めっき法により析出させて前記上下両面の銅箔の上にめっき導体層を被着するとともに貫通孔の内面にめっき導体から成る貫通導体を形成し、次に、前記絶縁樹脂板の上下両面に被着された銅箔およびその銅箔に被着しためっき導体層をフォトリソグラフィー技術を採用して部分的にエッチングして配線導体を形成することによって製作されている。
【０００４】
また、この配線基板の両面にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を形成することによりビルドアップ配線基板が製作される。なお、このような配線基板においては、貫通導体が被着された貫通孔は通常、エポキシ樹脂等の穴埋め樹脂により充填されている。
【０００５】
ところで、このような有機材料系の多層配線基板においては、電子装置の小型・薄型化の要求に対応してその配線密度を高めるために、例えば絶縁樹脂板の厚みを０．２〜１ｍｍ程度、貫通孔の直径を７５〜１３０μｍ程度の小さなものとする試みがなされている。また、このような直径が７５〜１３０μｍ程度の小さな貫通孔を形成するためには、例えば炭酸ガスレーザによる穿孔方法が採用される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−９１７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、炭酸ガスレーザで穿孔した場合には貫通孔の内面に絶縁樹脂板を構成する有機材料のもろい炭化層が形成され、貫通孔の内壁に銅めっき層からなる貫通導体を被着させた後、貫通孔の壁面の炭化層を起点にして貫通導体に剥離が発生してしまい、それにより貫通導体と配線導体との間にクラックが発生して導通不良を起こしてしまうという問題があった。
【０００７】
また、貫通導体と穴埋め樹脂との間で剥離が生じ、この配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合、この剥離が起点となりビルドアップ樹脂層にクラックが生じビルドアップ配線層が断線してしまうという問題点も有していた。
【０００８】
また上記の問題を解決するために、特開２００３−１７８５３号公報では貫通孔内に粗化処理、無電開銅めっきを施し、その後のエッチング処理を行うことにより、炭酸ガスレーザで穿孔した貫通孔の内面に絶縁樹脂板を構成する有機材料のもろい炭化層と無電開銅めっきにより被着した貫通孔の内壁の銅とを除去するというものであるが、炭酸ガスレーザで穿孔した絶縁樹脂板の貫通孔の内壁に対し、粗化処理を複数回数行うため、有機材料の溶解による絶縁樹脂板のダメージが大きくなる可能性があった。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、貫通導体がビアホールから剥離することを抑制し、配線基板の信頼性を向上させることが可能な配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の配線基板の製造方法は、金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板をレーザ加工して前記絶縁樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記絶縁樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記絶縁樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の配線基板の製造方法は、金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板の主面に、ビルドアップ配線用の絶縁樹脂層を積層した積層樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記積層樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記積層樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の配線基板の製造方法は、金属箔が銅箔であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、貫通孔を形成する絶縁層の内壁から貫通孔の内側に、突出した金属箔の突出幅が、金属箔の厚みの２．５倍以下であることが望ましい。
【００１４】
本発明の配線基板の製造方法は、パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットの条件で炭酸ガスレーザを用いて穿孔することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の配線基板の製造方法は、５〜２０μｍの厚みの金属箔にレーザ加工し、前記金属箔をエッチングして厚み方向に２〜１０μｍ除去することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の配線基板の製造方法は、金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板をレーザ加工して前記絶縁樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記絶縁樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記絶縁樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の配線基板の製造方法によれば、絶縁樹脂板にレーザ加工を施すことにより、絶縁樹脂板を貫通する貫通孔を設けることができるが、貫通孔の内壁には炭化層が形成されることになる。この炭化層は絶縁樹脂板のレーザ加工に伴う熱変質層であり、機械強度が絶縁樹脂板の樹脂部に比較して極端に弱く、クラックの起点となる可能性が高いという理由で、除去する必要がある。
【００１８】
また、貫通孔の縁には貫通孔穿孔の際に貫通孔に突出した金属箔が形成され、この突出した金属箔も除去する必要がある。
【００１９】
本発明では炭化層を粗化処理により除去し、次に、粗化処理した絶縁樹脂板の貫通孔に突出した金属箔をエッチングして除去することにより、より確実に、貫通孔の内壁に形成された炭化層を除去することができる。
【００２０】
即ち、先ず、粗化処理をすることにより金属箔の下の絶縁樹脂板の貫通孔の内壁の炭化層が除去され、炭化層が除去された分だけ、貫通孔に突出した金属箔が大きくなる。
【００２１】
次いで、粗化処理した絶縁樹脂板の金属箔の一部、即ち、貫通孔に突出した金属箔をエッチングする工程により、新たに露出した金属箔をエッチングして除去することができる。
【００２２】
仮に、貫通孔に突出した金属箔をエッチングする工程をおこなった後に絶縁樹脂板の内壁の炭化層の粗化処理工程による除去をおこなうと、先の工程の絶縁樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程において、絶縁樹脂板の貫通孔の内壁の炭化層に隣接した銅箔が、炭化層が存在することによりエッチングされずに残ってしまい、次に絶縁樹脂板の内壁の炭化層の粗化処理による除去をおこなっても、銅箔下位の絶縁樹脂板の貫通孔の内壁の炭化層が十分に除去されないという現象が起こる。
【００２３】
また、本発明の配線基板の製造方法は、金属箔と、樹脂を含有する絶縁層とを積層した絶縁樹脂板の主面に、ビルドアップ配線用の絶縁樹脂層を積層した積層樹脂板に貫通孔を形成する穿孔工程と、貫通孔を形成した前記積層樹脂板を粗化処理する工程と、粗化処理した前記積層樹脂板の金属箔の一部をエッチングする工程を具備することを特徴とする。  このように、絶縁樹脂板の主面にビルドアップ配線用の絶縁樹脂層を設けることにより、絶縁層と絶縁樹脂層とで狭持された部分の金属箔は、エッチング処理を受けることがなくなるため、金属箔の厚みを変化させずにレーザ加工後に形成された突出した金属箔をエッチング除去することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の配線基板の製造方法は、金属箔が銅箔であることが望ましい。
【００２５】
金属箔を銅箔とすることで、銅箔の表面を酸化するなどして、銅箔の表面の反射率を調節することができ、炭酸ガスレーザの吸収をあげ穿孔することが容易になるとともに、穿孔後に形成された突出した金属箔を容易にエッチング除去することが可能である。
【００２６】
また、本発明の配線基板の製造方法は、貫通孔を形成する絶縁層の内壁から貫通孔の内側に、突出した金属箔の突出幅が、金属箔の厚みの２．５倍以下であることが望ましい。
【００２７】
突出した金属箔の突出幅が、金属箔の厚みの２．５倍をこえると、突出した金属箔をエッチングして除去する際に、エッチング量が大きくなり、貫通孔に突出した金属箔以外の金属箔がエッチングされすぎてしまうという問題がある。貫通孔に突出した金属箔をエッチングすることにより除去する場合、貫通孔に突出した金属箔以外の部分の金属箔では１方向からエッチング液が接触してエッチングが進行するのに対して、貫通孔に突出した金属箔では３方向からエッチング液が接触してエッチングが進行する。
【００２８】
従って、貫通孔に突出した金属箔においては、それ以外の部分と比較して２〜３倍の量、エッチングされることになる。そのため、貫通孔に突出した金属箔の突出幅を、金属箔の厚みの２．５倍以内とすることで、貫通孔に突出した金属箔以外の金属箔を残存させるとともに、貫通孔に突出した金属箔を完全に除去することができる。
【００２９】
また、本発明の配線基板の製造方法は、パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットの条件で炭酸ガスレーザを用いて穿孔することが望ましい。
【００３０】
例えば、炭酸ガスレーザの条件を調整することにより、貫通孔に突出した金属箔の突出幅を金属箔の厚みの２．５倍以内に抑えることができる。レーザ加工に炭酸ガスレーザを用い、レーザ加工機の条件として、パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットとすることにより、貫通孔に突出した金属箔の突出幅を金属箔の厚みの２．５倍以内に抑えることができるとともに絶縁樹脂板に貫通孔を安定して形成することが可能となる。
【００３１】
即ち、穿孔条件において、パルス幅が４０μ以上あれば絶縁樹脂板の裏面部分までレーザ光が到達することができ、また２４０μｓ以下であれば表層の銅箔を安定させて開口させることが可能である。出力が８ｍＪ以上の場合、レーザ光にエネルギーが絶縁樹脂板の裏面まで届き裏面側の銅箔が確実に開口する。３０ｍＪ以下の場合、絶縁樹脂部分を安定させて開口させることができる。またショット数が３ショット以上の場合、レーザ光にエネルギーが絶縁樹脂板の裏面まで十分に届き裏面側で未開となることがなく、１０ショット以下の場合、絶縁樹脂部分を安定させて開口させることができ、エネルギーが大きすぎて絶縁樹脂板に形成した貫通孔が大きくなりすぎてしまい微細な配線板の形成ができないということがない。
【００３２】
また、本発明の配線基板の製造方法は、５〜２０μｍの厚みの金属箔にレーザ加工し、前記金属箔をエッチングして厚み方向に２〜１０μｍ除去することが望ましい。
【００３３】
レーザ加工が施される金属箔の厚みがレーザ加工時に５μｍ以上の場合であれば、突出した金属箔をエッチング除去する際のエッチング量が十分確保できる。また、金属箔の厚みを２０μｍ以下とすることで、金属箔に精度よく貫通孔を設けることができる。突出した金属箔を除去する際のエッチング量が厚み方向で２μｍ以上の場合、突出した金属箔を除去でき、また、１０μｍ以下の場合、貫通孔に突出した金属箔のみをエッチング除去することができるため、残存させるべき金属箔がエッチングされすぎてしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明の製造方法によって製造される配線基板の実施形態の一例を示す部分断面図である。図１において、１は絶縁樹脂板、２Ａ・２Ｂは配線導体、３は貫通孔、４は貫通導体、５は穴埋め樹脂であり、主として絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体２Ａ・２Ｂが被着されるとともに貫通孔３の内壁に貫通導体４が被着されることにより本発明の配線基板が構成されている。また、本実施例においては、直径が７５〜１３０μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが０．２〜０．８ｍｍと薄型の配線基板である場合の例を示している。
【００３５】
絶縁樹脂板１は、例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた厚みが０．２〜０．８ｍｍの平板であり、その上下両面に厚みが３〜１８μｍの銅箔などの金属箔およびその銅箔を被覆した銅めっきから成る配線導体２Ａ・２Ｂが被着された、いわゆるめっき付両面銅張板を構成している。
【００３６】
この絶縁樹脂板１は、その厚みが０．２ｍｍ未満では、絶縁樹脂板１および配線導体２Ａ・２Ｂ用の銅箔を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、あるいは絶縁樹脂板１の上下両面に配線導体２Ａ・２Ｂを形成したり、さらには穴埋め樹脂５を形成する際等に印加される熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が大きなものとなり、他方、０．８ｍｍを超えると、後述するように、貫通孔３の内部にめっき導体を充填させて成る貫通導体４を形成するときに、貫通孔３の内壁にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４を良好に形成することが困難となる。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは０．２〜０．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００３７】
なお、絶縁樹脂板１は、ガラスクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となる程度に含有させておけば、後述するように絶縁樹脂板１にレーザ光で貫通孔３を穿孔する際に、貫通孔３を略均一な大きさで良好に形成することが可能となる。したがって、絶縁樹脂板１のガラスクロスに含浸させるエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂中にはシリカやアルミナあるいはアラミド樹脂等から成るフィラーをガラスクロス部分と樹脂部分とでレーザ光の透過度が略同等となるように含有させておくことが好ましい。
【００３８】
また、ガラスクロスを含まない絶縁樹脂板１であってもよく、また、液晶ポリマーからなる絶縁樹脂板１を用いてもよい。また、あるいは、これらの絶縁樹脂板１を複数の種類用いて、熱膨張係数などの特性を調整することも可能である。
【００３９】
また、絶縁樹脂板１の上下両面に被着された配線導体２Ａ・２Ｂは、例えば、厚みが３〜１８μｍの銅箔に銅めっき等のめっき導体を被着させて成り、配線基板に搭載される電子部品（図示せず）の電極を外部電気回路基板の配線導体（図示せず）に電気的に接続するための導電路の一部として機能し、上面側の配線導体層２Ａには、電子部品の電極が半田等の導電性接合部材を介して接続される電子部品接続パッドおよびこの電子部品接続パッドから引き回される配線パターン等が形成されており、下面側の配線導体層２Ｂには、外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接合部材を介して接続される外部接続パッド等が形成されている。
【００４０】
なお、配線導体２Ａ・２Ｂを構成する銅箔は、その厚みが５μｍ以上の場合、後述するように、配線導体２Ａ・２Ｂに貫通孔３を形成した後に無電解銅めっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔がエッチングされて銅箔のピンホールまたは銅箔の欠損を生じず、銅箔への銅めっきの付き周り性や密着力が十分確保できる。他方、２０μｍ以下場合、２０μｍの銅箔に銅めっき等のめっき導体の微細配線を十分形成することができ、２０μｍを超える場合のように銅の厚みが厚すぎて微細な配線を形成することが困難となることがない。したがって配線導体２Ａ・２Ｂを構成する銅箔の厚みは５〜２０μｍ、最適には１０〜１５μｍの範囲とすることが望ましい。
【００４１】
また、配線導体２Ａ・２Ｂは、これらを構成する銅箔とそれに被着しためっき導体との合計の厚みが８μｍ未満であると、配線導体２Ａ・２Ｂの電気抵抗が高いものとなり、他方、３０μｍを超えると、配線導体２Ａ・２Ｂを高密度の配線パターンに形成することが困難となる。したがって、配線導体２Ａ・２Ｂを構成する銅箔とこの銅箔に被着しためっき導体との合計の厚みは、８〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００４２】
また、本発明の配線基板においては、絶縁樹脂板１を貫通して直径が７５〜１３０μｍの貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の内壁に金属メッキを施すことにより貫通導体４が形成される。貫通孔３は、貫通導体４を絶縁樹脂板１の上面から下面にかけて導出させるための導出路を提供するためのものであり、レーザ加工により穿孔されている。この貫通孔３は、その直径が絶縁樹脂板１断面の略中央部においては７５〜１１５μｍで略同じ大きさであり、絶縁樹脂板１の開口部で９０〜１３０μｍとなるように外側に向かって拡径させておくことが好ましい。
【００４３】
そして、このように貫通孔３の孔径を７５〜１３０μｍと微細にした場合には、貫通導体４を高密度で配置することができ、それにより極めて高密度な配線を有する配線基板を得ることができる。
【００４４】
また、貫通孔３は、その直径が外側に向かって広がっていることにより、後述するように貫通孔３の内部にめっき金属を充填して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔４の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３内に貫通導体４を良好に被着・形成することができる。なお、貫通孔３の直径が７５μｍ以上の場合、貫通孔３の内部にめっき金属を充填して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み貫通孔３の内部にめっき金属を充填して貫通導体４を良好に形成することが可能となり、他方、１３０μｍ以下の場合、貫通導体４および配線導体２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが可能となる。したがって、貫通孔３の直径は、７５〜１３０μｍの範囲が好ましい。
【００４５】
さらに、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも１０μｍ以上大きい場合には、貫通孔３の内部にめっき金属を充填して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み、貫通孔３内に貫通導体４を良好に被着・形成することが可能となり、また、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも大きく、その差が５０μｍ以下の場合には、そのような形状を有する貫通孔４を安定して形成することが可能となる。したがって、貫通孔４の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも１０〜５０μｍ大きいことが好ましい。
【００４６】
また、貫通孔３内に被着・形成された貫通導体４は銅めっき等のめっき金属から成り、絶縁樹脂板１を挟んで上下に位置する配線導体２Ａ・２Ｂ同士を互いに電気的に接続する接続導体として機能する。そして、貫通孔３が上述したように外側に向けて拡径する形状となっていることから、貫通孔３内にめっき導体を被着させることにより良好に被着・形成されている。
【００４７】
次に、図１に示した配線基板を本発明の製造方法により製造する方法について図２（ａ）〜図３（ｇ）を参照して詳細に説明する。なお、本実施例においても、直径が７５〜１３０μｍと微細な貫通孔３を有するとともに、厚みが０．２〜０．８ｍｍと薄型の配線基板を製造する場合の例を示している。
【００４８】
まず、図２（ａ）に部分断面図で示すように、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂・ポリフェニレンエーテル樹脂等の樹脂を含浸させた厚みが０．２〜０．８ｍｍの絶縁樹脂板１の上下両面に厚みが５〜２０μｍの金属箔２Ａ’・２Ｂ’である銅箔２Ａ’・２Ｂ’が被着形成された両面銅張板を準備する。
【００４９】
なお、絶縁樹脂板１は、その厚みが０．２ｍｍ以上では後述するように絶縁樹脂板１および銅箔２Ａ’・２Ｂ’を貫通して複数の貫通孔３を形成したり、さらには穴埋め樹脂５を形成する際等に印加される熱や外力等の影響で配線基板に反りや変形が発生して配線基板に要求される平坦度を確保できなくなってしまう危険性が小さくなり、他方、０．８ｍｍ以下では、後述するように貫通孔３の内壁にめっきを被着して貫通導体４を形成するとき、貫通孔３内にめっき液が浸入しにくくなり、貫通導体４に断線が発生しやすくなるということがない。したがって、絶縁樹脂板１の厚みは０．２〜０．８ｍｍの範囲が好ましい。
【００５０】
また、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、その厚みが５μｍ以上の場合、後述するように貫通孔３形成後のめっきの前処理として行なわれるマイクロエッチング時に銅箔２Ａ’・２Ｂ’がエッチングされて銅箔２Ａ’・２Ｂ’にピンホールまたは欠損を生じず、銅箔２Ａ’・２Ｂ’へのめっきの付き周り性や密着力が弱くなる傾向がない、他方、２０μｍ以下場合、貫通孔３をレーザ加工により穿孔する場合に、直径が７５〜１３０μｍの貫通孔３を安定して形成することが可能となる。したがって、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の厚みは、５〜２０μｍの範囲が好ましい。
【００５１】
このような銅箔２Ａ’・２Ｂ’は、例えば、絶縁樹脂板１の上下全面に厚みが８〜４０μｍ程度の銅箔を貼着するとともにこの銅箔を硫酸−過酸化水素水などの銅エッチング液で膜厚が均一となるようにエッチングし、厚みが５〜２０μｍとなるように加工して形成される。
【００５２】
次に、図２（ｂ）に部分断面図で示すように、レーザ加工により絶縁樹脂板１を貫通する直径が７５〜１３０μｍで、樹脂層１の表層において外側に向けて拡径する複数の貫通孔３を穿孔する。なお、この場合、貫通孔３の内壁にはレーザ加工に伴なって厚みが数μｍ以下程度の炭化層６が形成され、また、貫通孔３の縁には貫通孔３に突出した金属箔７が形成される。
【００５３】
このように、貫通孔３の直径を７５〜１３０μｍと微細とした場合には、後述するように、貫通導体４および配線導体２Ａ・２Ｂを形成する際に貫通導体４および配線導体２Ａ・２Ｂを高密度で配置することができ、それにより高密度な配線基板を得ることができる。また、貫通孔３の孔径が外側に向かって広がっていることから、後述するように貫通孔３の内部にめっき金属を充填して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み、その結果、貫通孔３内に貫通導体４を良好に形成することができる。
【００５４】
なお、貫通孔３の孔径が７５μｍ以上の場合、貫通孔３の内層にめっき金属を被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み、貫通孔３の内部に貫通導体４を良好に形成することが可能となり、他方、１３０μｍ以下では、貫通導体４および配線導体２Ａ・２Ｂを高密度で配置することが可能となる。したがって、貫通孔３の直径は、７５〜１３０μｍの範囲が好ましい。
【００５５】
また、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも１０μｍ以上大きい場合には、貫通孔３の内層にめっき金属を被着して貫通導体４を形成する際に、貫通導体４を形成するためのめっき液が貫通孔３の内部に良好に入り込み貫通孔３の内部に貫通導体４を良好に形成することが可能となり、また、貫通孔３の開口部における直径が絶縁樹脂板１の厚み方向の略中央部における直径よりも５０μｍを超えない範囲で大きい場合には、そのような形状を有する貫通孔３を安定して形成することが可能となる。したがって、貫通孔３の開口部における直径は、絶縁樹脂板１の略中央部における直径よりも１０〜５０μｍ大きくしておくことが好ましい。
【００５６】
なお、銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１に貫通孔３を形成するには、銅箔２Ａ’・２Ｂ’上に例えばレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する樹脂から成るレーザ加工用シートを貼着し、このレーザ加工用シートの上から炭酸ガスレーザ光を照射する方法、もしくは銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面を算術平均粗さＲａで０．２〜２μｍの範囲で表面を粗化した後、その銅箔を酸化雰囲気１５０℃下で３０分程度の熱処理を行ない、その表面をレーザ光のエネルギーを良好に吸収する黒色もしくは黒色に近い色を有する色として炭酸ガスレーザ光を照射する方法のどちらかの方法を使用し、８〜３０ｍＪの出力の炭酸ガスレーザ光を４０〜２４０μ秒のパルス幅で所定の位置に照射して貫通孔３を穿孔する方法が採用される。このとき、炭酸ガスレーザ光の出力が８ｍＪ以上だと貫通孔３を十分な大きさに穿孔することが可能となる傾向にあり、他方、３０ｍＪ未満では樹脂層１Ｂにおける貫通孔３の孔径が良好で３０ｍＪを超えると大きくなりすぎてしまう傾向にある。したがって、照射する炭酸ガスレーザ光は、その出力が８〜３０ｍＪでパルス幅が４０〜２４０μ秒の範囲であることが好ましい。
【００５７】
次に、貫通孔３内壁の炭化層６を例えば過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いて粗化して除去することにより、図２（ｃ）の部分断面図に示す炭化層６が除去された絶縁樹脂板１が得られる。レーザの条件の検討で、貫通孔に突出した金属箔７の幅は金属箔の厚みの２．５倍以下に抑えることが好ましい。銅箔部の貫通孔に突出した金属箔７があることにより、図５に示すように過マンガン酸カリウム溶液や過マンガン酸ナトリウム溶液から成る粗化液を用いて粗化するときに、貫通孔に突出した金属箔７の部分で対流がおきやすくなり、より確実に炭化層６を除去することができる。ただし、貫通孔に突出した金属箔７の長さが、金属箔２Ａ’・２Ｂ’の厚みの２．５倍を超える場合には、銅エッチングの際に貫通孔に突出した金属箔７を十分に除去することができない。
【００５８】
貫通孔に突出した金属箔７をエッチング除去する仕様は、絶縁樹脂板１の表面に形成された金属箔２Ａ’・２Ｂ’が１方向からエッチング液が接触してエッチングされるのに対して、貫通孔に突出した金属箔２Ａ’・２Ｂ’は３方向からエッチング液が接触してエッチングされるため、絶縁樹脂板１の表面に形成された銅箔の２〜３倍エッチングされることを利用したエッチング仕様である。
【００５９】
そのため、貫通孔３に突出した金属箔７の突出幅が絶縁樹脂板１の表面に形成された銅箔の厚みの２．５倍をこえると、貫通孔に突出した金属箔７をエッチング除去する際に、貫通孔に突出した金属箔７のエッチング量が大きくなり、絶縁樹脂板１の表面に形成された銅箔がエッチングされすぎてしまう。なお、貫通孔に突出した金属箔７の突出幅を３０μｍ以内に抑える方法としては前述したとおり、炭酸ガスレーザの条件の調整により実施することができる。即ち、炭酸ガスレーザを用いて、パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットの条件とすることにより、貫通孔に突出した金属箔７の長さを絶縁樹脂板１の表面に形成された銅箔の厚みの２．５倍以内に抑えるとともに絶縁樹脂板に穿孔した貫通孔を安定して形成することが可能となる。
【００６０】
次に、図２（ｄ）に部分断面図で示すように、エッチング工程により、貫通孔３に突出した金属箔７を完全に除去する。前の貫通孔３の内壁の炭化層６の除去のための粗化処理の工程により銅箔に形成されたひさし形状の部分に近接した炭化層６が十分に除去されているために、貫通孔に突出した金属箔７を完全に除去することができる。このように貫通孔３の内壁の炭化層６の除去のための粗化処理工程をおこなった後に貫通孔に突出した金属箔７をエッチング除去することにより貫通孔３の内壁の炭化層および貫通孔に突出した金属箔７を完全に除去でき、後にのべる貫通導体４を良好に形成することができる。なおこのエッチングには、硫酸と過酸化水素水の混合溶液または塩化第２銅水溶液または塩化第２鉄水溶液から成るエッチング液が好適に用いられる。
【００６１】
次に、図３（ｅ）に部分断面図で示すように炭化層６が除去された貫通孔３の内壁に厚みが１〜３μｍの無電解めっき銅めっきおよび厚みが５０〜６０μｍの電解銅めっきを順次析出させて貫通孔３の内壁に貫通導体４を形成するとともに、銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に厚みが１〜３μｍの無電解銅めっきおよび厚みが５０〜６０μｍの電解銅めっきを順次析出させてめっき導体層２Ａおよび２Ｂを被着させる。このとき、貫通孔３の内壁は炭化層６が除去されていることから貫通孔３の内壁で炭化層６を起点にして貫通導体４が剥離するようなことが無く、貫通孔３の内壁に対し貫通導体４を強固に被着することができる。
【００６２】
なお、無電解銅めっきを析出させるには、例えば塩化アンモニウム系酢酸パラジウムを含有するパラジウム活性液を使用して貫通孔３内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面にパラジウム触媒を付着させるとともに、その上に硫酸銅系の無電解銅めっき液を用いて無電解銅めっきを被着させればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３内に無電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３内面および銅箔２Ａ’・２Ｂ’の表面に無電解銅めっきを略均一な厚みに良好に被着させることができる。
【００６３】
また、電解銅めっきを被着させるための電解銅めっき液としては例えば硫酸銅系からなる電解銅めっき液を用いればよい。このとき、貫通孔３は、絶縁樹脂板１の開口部において外側に向けて拡径していることから、貫通孔３内に電解銅めっき液が良好に浸入し、その結果、貫通孔３内を電解銅めっきで良好に充填することができる。したがって、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通孔３内にめっき金属から成る貫通導体４が良好に被着・形成され、貫通導体４に断線が発生することのない配線基板を提供することができる。また、本発明の製造方法により製造された配線基板を用いてビルドアップ配線基板を製作した場合においても、ビルドアップ絶縁層に貫通孔３内からクラックが発生したり、それによりビルドアップ配線層に断線が発生したりすることのないビルドアップ配線基板を提供することができる。
【００６４】
次に、図３（ｆ）に部分断面図で示すように貫通孔３の内部に穴埋め樹脂５を埋め込みし、硬化させた後に銅箔２Ａ’・２Ｂ’および穴埋め樹脂５表面を研磨し平坦化する。このとき、貫通孔３の内壁は炭化層６が除去されており、貫通導体４が炭化層６を起点にして剥離してしまうようなことはないので、本発明の製造方法によると、貫通導体４と配線導体２Ａ・２Ｂとが常に良好に接続された、信頼性の高い高密度配線の配線基板を得ることができる。
【００６５】
最後に、図３（ｇ）の部分断面図で示すように、銅箔２Ａ’および２Ｂ’を従来周知のサブトラクト法により配線導体２Ａおよび２Ｂとする。
【００６６】
なお、貫通孔３を上下両面側に向けて拡径する形状とするには、レーザ加工により穿孔する場合、後述するように、レーザ光の１パルス当たりのエネルギーやショット数を調整することにより可能となる。例えば、まず、図４（ａ）に要部拡大断面図で示すように、出力が８〜３０ｍＪでパルス幅が４０〜５００μ秒の数パルスのレーザ光を照射して銅箔２Ａ’・２Ｂ’および絶縁樹脂板１を貫通し、絶縁樹脂板１の上面側で上下両面側に向けて拡径する形状の貫通孔３を穿孔する。
【００６７】
このとき絶縁樹脂板１の上面側ではレーザ光のエネルギーが下面側より多く印加されるので、貫通孔３は絶縁樹脂板１の上面側で外側に向けて拡径する形状となる。また、銅箔２Ａ’・２Ｂ’は絶縁樹脂板１よりも穿孔されにくいので、貫通孔３はその直径が銅箔２Ａ’・２Ｂ’の部位において絶縁樹脂板１の部位よりも小さく、銅箔２Ａ’・２Ｂ’が内側に突き出た形状となる。
【００６８】
次に、図４（ｂ）に要部拡大断面図に示すように、さらに数パルスのレーザ光を照射する。それにより照射されたレーザ光の一部が絶縁樹脂板１の下面側において内側に突き出た銅箔２Ｂ’で反射されて絶縁樹脂板１の下面側をえぐるので、貫通孔３は絶縁樹脂板１の上下で上下両面側に向けて拡径する形状となる。次に、図４（ｃ）に要部拡大断面図で示すように、銅箔２Ａ’・２Ｂ’をマイクロエッチングしてその内側に突き出た部位を除去することにより、直径が７５〜１３０μｍの範囲で上下両面側に向けて拡径する形状の貫通孔３を形成することができる。たとえば、厚みが０．４ｍｍのガラス−エポキシ板から成る絶縁樹脂板１の上下面に厚みが１０μｍの銅箔２Ａ’・２Ｂ’が被着された両面銅張板に炭酸ガスレーザを用いて貫通孔３を形成する場合には、レーザの１パルス当たりのパルス幅を４０〜２４０μ秒、エネルギー値を８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０にすればよい。このとき、レーザ光照射のショット数が少なすぎると貫通孔３の下面側を外側に向けて良好に拡径することができなくなり、ショット数が多すぎると貫通孔３の下面側の径が大きくなりすぎてしまう。
【００６９】
また、このレーザ条件とすることで後述する貫通孔に突出した金属箔７の突出幅を３０μｍ以内に抑えることができる。レーザ加工が炭酸ガスレーザであり、レーザ加工機の条件がパルス幅４０〜２４０μｓにおいて、出力が８〜３０ｍＪでありそのときのショット数が３〜１０ショットとすることにより、貫通孔に突出した金属箔７の突出幅を３０μｍ以内に抑えるとともに絶縁樹脂板１に穿孔した貫通孔を安定して形成することが可能となる。レーザ加工機の条件において、パルス幅が４０μｓ以上ではレーザ光が裏面部分まで十分にとどき、絶縁基板に貫通孔を形成することができる。またパルス幅が２４０μｓ以下だと表層の銅箔を開口を十分に安定させ、開口でき２４０μを超えると未開が発生する可能性がある。出力が８ｍＪ以上の場合、レーザ光にエネルギーが絶縁樹脂板の裏面まで届き裏面側で未開とならず、３０ｍＪ以下の場合、良好に開口でき、３０ｍＪを超えるとエネルギーが大きすぎて絶縁樹脂板に形成した貫通孔が大きくなりすぎてしまい微細な配線板の形成ができない。またショット数が３ショット以上の場合、レーザ光にエネルギーが絶縁樹脂板の裏面まで届かき裏面側で未開とならず、１０ショットを以下の場合良好に開口でき、１０ショットを超える場合のようにエネルギーが大きすぎて絶縁樹脂板に形成した貫通孔が大きくなりすぎてしまい微細な配線板の形成ができないということがない。以上のようにレーザ加工が炭酸ガスレーザでありレーザ加工機の条件がパルス幅４０〜２４０μｓにおいて、出力が８〜３０ｍＪでありそのときのショット数が３〜１０ショットとすることにより、貫通孔に突出した金属箔の突出幅を３０μｍ以内に抑えるとともに絶縁樹脂板に穿孔した貫通孔を安定して形成することが可能となる。
【００７０】
かくして、本発明の配線基板の製造方法によれば、貫通導体４に断線が発生することなく、極めて高密度な配線が可能な配線基板を得ることができる。またその上にビルドアップ樹脂層およびビルドアップ配線層を積層してビルドアップ配線基板を製作したとしてもビルドアップ樹脂層に貫通孔３内からのクラックが発生することのない配線基板を得ることができる。
【００７１】
なお、上述の実施例では貫通孔の直径が７５〜１３０μｍ、厚みが０．２〜０．８ｍｍの配線基板を例にとって示したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００７２】
他の実施の形態
また、絶縁樹脂板の内層に銅箔を具備することを特徴とする形態、および図６に示す主面に銅箔２Ａ’・２Ｂ’を具備した絶縁樹脂板１の両面にビルドアップ配線用の絶縁樹脂層１１が積層された形態も本特許の実施の形態の１つである。
【実施例】
【００７３】
主面に、表１に示す厚みの銅箔を具備する０．４ｍｍの厚みの絶縁樹脂板に表１に示す条件で、炭酸ガスレーザにより貫通孔を形成した。貫通孔を形成した絶縁樹脂板の貫通孔内に以下に示す２つの仕様で無電解銅めっきを形成した。
【００７４】
本発明の仕様：炭酸ガスレーザ加工された絶縁樹脂板を過マンガン酸カリウム溶液からなる８０℃の粗化液で１０分間粗化処理を行った。次に、硫酸−過酸化水素水混合溶液からなる銅エッチング液により主面の銅箔を５μｍエッチング処理を行った。最後に貫通孔内に無電解銅めっきを施し、貫通導体を形成した。
【００７５】
比較例の仕様：炭酸ガスレーザ加工された絶縁樹脂板にまず硫酸−過酸化水素水混合溶液からなる銅エッチング液で主面の銅箔を５μｍエッチング処理を行った。次に過マンガン酸カリウム溶液からなる８０℃の粗化液で１０分間粗化処理を行った。最後に貫通孔内に無電解銅めっきを施し、貫通導体を形成した。
【００７６】
なお、２つの仕様により、それぞれの条件で１０試料作製し、貫通孔の外観検査を行った。その結果を表１に示す。
【表１】
2005072455.tif 000003
【００７７】
本発明の範囲外である、エッチング処理後に、粗化処理を行った試料Ｎｏ．１では、貫通孔の形状も、銅箔の形状も良好ではあるものの、レーザー光による貫通孔形成の際に発生した炭化物の残存が確認され、貫通孔内にめっき異常が確認された。
【００７８】
また、試料Ｎｏ．１３、１７、１８、２３では、レーザー加工条件が満たされず、貫通孔が形成されなかった。
【００７９】
一方、本発明の試料Ｎｏ．２〜１２、１４〜１６、１９〜２２、２４〜２７では、炭化物の残存は全く確認されず、貫通孔内に良好なめっきが形成されていた。
【００８０】
以下に、本発明の試料について詳細に説明する。
【００８１】
銅箔の突出幅と銅箔の厚みの比を、１．５〜３．５の範囲で変化させた試料Ｎｏ．２〜６のうち、銅箔の突出幅と銅箔の厚みの比が、２．５以下である試料Ｎｏ．２〜４では、表層の銅箔形状、貫通孔形状ともに良好であった。銅箔の突出幅と銅箔の厚みの比が、２．５を越えた試料Ｎｏ．５、６では、実用上問題はないものの、突出した銅箔の一部が残存した。
【００８２】
また、銅箔の厚みを変化させた試料Ｎｏ．８〜１２では、金属箔の厚みが２０μｍを越え、２５μｍである試料Ｎｏ．１２において、若干、貫通孔の形状がいびつになった。一方、銅箔の厚みが５〜２０μｍの範囲の試料Ｎｏ．８〜１１では、表層の銅箔形状、貫通孔形状ともに良好であった。
【００８３】
また、レーザー加工の条件を変化させた試料Ｎｏ．１３〜２７のうち、パルス幅４０〜２４０μｓ、出力８〜３０ｍＪ、ショット数３〜１０ショットの条件で穿孔した試料Ｎｏ．１４〜１６、試料Ｎｏ．１９〜２１、試料Ｎｏ．２４〜２６では、表層の銅箔形状、貫通孔形状ともに良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の配線基板の製造方法によって製造される配線基板の断面図である。
【図２】本発明の配線基板の製造方法の工程を説明する工程図である。
【図３】本発明の配線基板の製造方法の工程を説明する工程図である。
【図４】本発明の配線基板の製造方法のうち、貫通孔を形成する穿孔工程を説明する工程図である。
【図５】本発明の配線基板の製造方法のうち、炭化層を除去する粗化工程を説明する工程図である。
【図６】本発明の配線基板の製造方法によって製造される他の形態の配線基板の断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・・・・・・・・・・・絶縁樹脂板
２Ａ’・２Ｂ’・・・・・・・・金属箔
２Ａ・２Ｂ・・・・・・・・・配線導体
３・・・・・・・・・・・・・貫通孔
４・・・・・・・・・・・・・貫通導体
５・・・・・・・・・・・・・穴埋め樹脂
６・・・・・・・・・・・・・炭化層
７・・・・・・・・・・・・・貫通孔に突出した金属箔
【図１】
2005072455.tif 000004
【図２】
2005072455.tif 000005
【図３】
2005072455.tif 000006
【図４】
2005072455.tif 000007
【図５】
2005072455.tif 000008
【図６】
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