(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ成形する方法であって、
捕捉パッド上の穴開け位置に穴開けされるブラインドビアに対して、前記ブラインドビアを穴開けする前に、前記穴開け位置に穴開けされるブラインドビアに対する前記穴開け位置から所定の距離にある前記捕捉パッドの形状値を評価するステップと、
前記ブラインドビアの穴開け後に所望の捕捉パッドの外見を得るために、前記評価の結果に基づいて少なくとも１つのレーザ照射パラメータを設定するステップであって、捕捉パッドの形状値の、ブラインドビアの形状値に対する比率と、複数の捕捉パッドの領域に位置する穴開けされたブラインドビアを有する複数の捕捉パッドの領域の解析された捕捉パッドの外見との関係からのフィードバックに基づいて少なくとも１つのレーザ照射を調整するステップを含むステップと、
前記少なくとも１つのレーザ照射パラメータを設定した後、前記ブラインドビアを穴開けするためにレーザを用いるステップと、
前記ブラインドビアの穴開け後の捕捉パッドの外見を解析するステップであって、
回路基板の少なくとも１つの層にある前記穴開け位置から所定の距離内にある領域として画定された捕捉パッドの領域を画像化するステップと、
前記画像化された捕捉パッドの領域の外見値を、前記画像化された捕捉パッドの領域の主観的な表面組織を示す外見の数値として定量化するステップと、
前記定量化された外見値に基づいて前記画像化された捕捉パッドの領域の受容性を判断するステップとを含むステップと、
を含むことを特徴とするブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項２】
前記外見値を定量化するステップは、
フラクタル次元としての前記外見の数値を得るために、前記画像化された捕捉パッドの領域に対してフラクタル次元解析を行うステップであって、前記外見の数値のレベルが前記画像化された捕捉パッドの領域の前記主観的な表面組織に対応するステップ、及び
ヒストグラムにおける集団間の対称としての前記外見の数値を得るために、前記画像化された捕捉パッドの領域に対してヒストグラム解析を行うステップであって、前記対称のレベルが前記画像化された捕捉パッドの領域の前記主観的な表面組織に対応するステップ、のうち少なくとも１つのステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項３】
設定される前記少なくとも１つのレーザ照射パラメータは、レーザフルエンス、レーザパルス数、及びレーザパルス幅のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項４】
前記捕捉パッドの外見は、複数の捕捉パッドの主観的な表面組織の１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項５】
一連の比率範囲を画定するステップであって、各比率が、それぞれの穴開け位置に穴開けされる各ブラインドビアの形状値と比較された前記それぞれの穴開け位置から前記所定の距離内にある各ブラインドビアの捕捉パッドの形状値として画定されるステップと、
前記ブラインドビアの形状値に対する前記捕捉パッドの形状値の比率と、
ブラインドビアの形状値に対する捕捉パッドの形状値のそれぞれの比と前記複数の捕捉パッドの領域に位置する穴開けされたブラインドビアを有する複数の捕捉パッドの領域の主観的な表面組織との間の関係に対する前記捕捉パッドの前記主観的な表面組織との比較に基づいて前記少なくとも１つのレーザ照射を調整するステップとを含み、
前記主観的な表面組織は、穴開けされたブラインドビアを有する前記複数の捕捉パッドの領域を解析することによって得られる数値によって表されることを特徴とする請求項１又は２に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項６】
前記複数の穴開けされたブラインドビアのための回路基板の少なくとも１つの層にあるブラインドビア穴開け位置から前記所定の距離内にある領域として画定された捕捉パッドの領域を画像化するステップと、
前記複数の穴開けされたブラインドビアのそれぞれに前記画定された捕捉パッドの領域の表面組織を表す外見値を定量化するステップと、
前記ブラインドビアの形状値に対する前記捕捉パッドの形状値の比率と、
複数の穴開けされたブラインドビアのそれぞれに対する前記画像化された捕捉パッドの領域と前記複数のブラインドビアのそれぞれに対する前記画像化された捕捉パッドの領域に対する定量化された外見値との間の関係に対する所望の捕捉パッドの外見との比較に基づいて前記少なくとも１つのレーザ照射を調整するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【請求項７】
前記外見値を定量化するステップは、
フラクタル次元としての前記定量化された外見値を得るために、前記画像化された捕捉パッドの領域に対してフラクタル次元解析を行うステップであって、前記定量化された外見値のレベルが前記画像化された捕捉パッドの領域の主観的な表面組織に対応するステップ、及び
ヒストグラムにおける集団間の対称としての定量化された外見値を得るために、前記画像化された捕捉パッドの領域に対してヒストグラム解析を行うステップであって、前記対称のレベルが前記画像化された捕捉パッドの領域の主観的な表面組織に対応するステップのうち少なくとも１つのステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のブラインドビアのレーザ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な形状の複数の捕捉パッド（capture pad）を有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ形成するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多層回路基板のレーザ穴開けブラインドビア用マスクとして事前にエッチングされた窓を使用することは、周知である。多層回路基板または高分子ベースのマルチチップモジュールでの高いピンカウントおよび／または密集した部品配置は、業界では「ビアスタベーション」と称される配線密度の問題を引き起こすことがある。「ビアスタベーション」の問題の解決策の一つとしては、多層回路基板またはマルチチップモジュールで１つ以上の層を相互に連結するブラインドビアの形成がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ブラインドビア形成の品質基準の一つとしては、銅捕捉パッドの外見がある。捕捉パッドの外見は、時々、「光沢のある」、「溶融しすぎ」、または「濃い」と称され、非常に主観的な基準となる傾向がある。中には、処理能力に対する考慮に加えて、この主観的測度によって所望の処理パラメータ（process parameter）を特定する顧客もいる。レーザ照射パラメータ（laser operating parameter）は、銅捕捉パッドの外見に影響を与えることが認識されている。フルエンスが高い工程では、パッドは、溶解する傾向があり、「光沢のある」外見が現れる。フルエンスが非常に低く設定される場合、外見は、若干「濃い」。材料に適用されるパルス数も、外見に影響を与える。別の認識として、外見は、レーザ照射パラメータ（laser operating parameter）またはパルス幅等の特徴によって異なる。同じレーザ照射パラメータ（laser processing parameter）が使用されたとしても、外見は、捕捉パッドの形状によって異なるということも認識されている。質の相違が全パネル工程で観測される場合、キャド（ＣＡＤ）システムから送られるデータは、所望の穴開け位置にのみ関連するため、質の相違の原因を解決することは困難な場合がある。
【０００４】
紫外線（ＵＶ）レーザおよび画像投影での処理は、集積回路（ＩＣ）パッケージ基板にブラインドビアを開けるために使用されている。現在の方法は、通常、単一系列のレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を、印刷された回路設計における２つの層の間に同じ形状をもたらすことを目的とするすべてのビアまたは穴に適用する。しかしながら、捕捉パッドの形状が様々であるため、仕上がりは、時々、所望のものより劣る。一定のレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を適用する場合、結果は、固形の銅の面に穴を開ける場合の「濃い」銅から、１１０マイクロメータ（Ｍｍ）の銅捕捉パッド上で剥離された銅まで様々である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ形成する方法は、回路基板の少なくとも１つの層に形成される少なくとも１つのブラインドビアに対して、穴開け位置に形成されるブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）に対する穴開け位置から所定の距離内にある捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）を評価するステップを含んでもよい。この方法は、ブラインドビア形成後の所望の捕捉パッドの外見を得るために、評価に基づいて少なくとも１つのレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を設定するステップを含んでもよい。
【０００６】
様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ形成する方法は、回路基板の少なくとも１つの層にあるブラインドビア穴開け位置から所定の距離内にある領域として捕捉パッド領域を画像化するステップと、画像化された捕捉パッドの領域の外見値を定量化するステップと、定量化された外見値に基づいて画像化された捕捉パッドの領域の受容性を判断するステップと、を含んでもよい。
【０００７】
本発明の他の適用は、本発明を履行するために熟考された最良の態様の以下の説明が添付図面と関連して読まれる場合、当業者にとって明らかとなる。
本明細書の説明には、添付図面を参照する。これらの図面を通して、同じ参照番号は同じ部分を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ここで図１を参照すると、ブラインドビアの品質管理および分析のための工程または方法は、回路レイアウト設計データを含むＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０を含んでもよい。ＣＡＤ設計データは、ビアおよび／またはブラインドビアを形成するための穴開け位置および大きさを含む、様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層を含んでもよい。ＣＡＤ設計データは、矢印１２で概略的に示される任意の適切な手段で、レーザ処理システム１４へ移動されてもよい。開けられるビアおよび／またはブラインドビアの位置およびパッドの位置および／または形状を参照画像として使用して、回路基板の少なくとも１つの層にビアまたはブラインドビアをレーザ形成するために、レーザ照射パラメータ（laser operating parameter）は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムから受けられるＣＡＤ設計データに設定または関連付けられてもよい。その後、この方法は、品質指数または外見値を生成するためのパッドおよびビアの位置を解析するために、インライン（またはオンライン）またはオフラインで配置される画像装置またはステーション１６を含んでもよい。実用品位数の情報は、レーザ照射パラメータ（laser operating parameter）の照合、調整または最適化のために、矢印１８で概略的に示される任意の適切な手段によって、レーザ処理システム１４へフィードバックされてもよく、形成されたビアおよび捕捉パッドの位置／形状の照合、調整または最適化のため、および各位置／形状に対応する品質指数または外見値を位置付けるために、矢印２０で概略的に示される任意の適切な手段によって、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０へフィードバックされてもよい。
【０００９】
当然のことながら、本発明は、ブラインドビア形成後の所望の捕捉パッドの外見を得るため、品質管理および分析に、および／または現在の位置、形状および／またはレーザ照射パラメータを照合および／または調整するために、従来の設計および／または処理システムへのフィードバック信号として、使用されてもよい。
ここで図２および３を参照すると、ＣＡＤ／ＣＡＭ回路レイアウトのパターン２２が、詳細に示され、様々な形状の複数の捕捉パッド２４は、捕捉パッドと関連する穴開け位置に、ブラインドビア２６で形成される。擬似外周２８は、解析用の半径方向距離または他の所定の距離を示し、銅捕捉パッドの外見は、周囲２８の境界の外側で影響を受けない。ビアの穴開けサイズとともに、銅パッドの形状データは、穴開け位置に形成されるブラインドビアの形状値に対して、穴開け位置から所定の距離内にある穴開け位置と関連がある捕捉パッドの形状値を評価するために使用されてもよい。評価は、値の比較および／または参照テーブルおよび／または計算等を含んでもよい。限定ではなく一例として、ブラインドビアの形状値に対する捕捉パッドの形状値の比率は、比率を異なるレーザ照射パラメータ（laser processing parameter）の使用に関連する所定の範囲に順位付けするために計算されてもよい。ＣＡＤシステム１０は、ブラインドビア穴開けの位置／形状情報、捕捉パッドの位置／形状情報、および／またはパッド／ビア形状比率または対応するレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）をレーザ穴開けシステム（ドリルシステム）１４に送ってもよい。別様に、ブラインドビアの形状値に対する捕捉パッドの形状値の評価を行ってもよく、前記値は、異なるレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）が適用できるように、レーザドリルシステムによって順位付けされてもよい。別様に、ＣＡＤシステムは、例えば、単一工具の穴開けファイル（single-tool drill file）等の形状値を、ＣＡＤシステムによって、ブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）に対する捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）の評価に基づいて、複数工具の穴開けファイル（multi-tool drill file）に分別してもよい。これらの分析は、積み重なったビア（図３の左部分に示されるように）が存在するかを判断するために前の穴開け工程との比較を含んでもよい。限定ではなく一例として、別々のレーザ穴開けファイルは、異なる群に順位付けされた捕捉パッドの形状値とブラインドビアの形状値との比率に基づいて生成され、例えば、形成対象層（destination layer）、レーザフルエンス、パルス数、パルス幅、またはそれらの任意の組み合わせ等の、各群に対する異なるレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を設定してもよい。限定ではなく一例として、積み重なったブラインドビアに、形成対象層の値１４が割り当てられてもよく、１％から１３％の範囲の比率に、形成対象層の値１５が割り当てられてもよく、１３％より大きい１７％までの比率に、形成対象層の値１６が割り当てられてもよく、１７％より大きい２０％までの比率に、形成対象層の値１７が割り当てられてもよく、２０％より大きい１００％までの比率は、形成対象層の値１８が割り当てられてもよい。複数工具の穴開けファイルは、ＣＡＤシステム、またはレーザ処理システム、またはその任意の組み合わせで評価されたように、捕捉パッドの形状（例えば、面積または体積）に対するビア形状値（例えば、面積または体積）の比率に基づいて生成されてもよい。
【００１０】
画像装置またはステーション１６は、ビア形成後の捕捉パッドの外見を評価および定量化してもよい。図４Ａから４Ｅに見られるように、一定のレーザ照射パラメータ（laser processing parameter）を適用する場合、捕捉パッドの外見は、固形の銅の面に穴を開ける場合の「濃い」銅（図４Ｅに示される）から、１１０マイクロメートル（μｍ）の銅パッド上で剥離された銅（図４Ａに示される）まで様々である。銅の外見は、また、異なるレーザ照射パラメータを使用して開けられたブラインドビアによって異なってもよい。例えば、図４Ａに示される外見は、通常、「光沢のある」表面組織という説明的で主観的な用語で言及される。図４Ｃに示される銅の外見は、通常、「艶消し」または「粗い」表面組織という説明的で主観的な用語で言及される。図４Ｅに示される銅の外見は、通常、「濃い」表面組織という説明的で主観的な用語で言及される。図４Ｂは、主観的に言及される、「光沢のある」表面組織と「艶消し」表面組織との間に該当する銅の外見を示す。図４Ｄは、主観的な説明である「濃い」表面組織と「艶消し」表面組織との間に該当する銅の外見を示す。ブラインドビア形成後の銅捕捉パッドの外見を説明するために使用される用語の主観的特性によって、品質管理および処理制御努力が妨げられている。一実施例による本発明は、視覚システム１６を使用して、捕捉パッドの外見を定量化してもよい。これによって、使用者は、ただの説明的で主観的な用語ではなく、数として銅の外見を参照することができる。本発明の一実施例による工程または方法は、少なくとも１つの外見の数値を与えるためのヒストグラム解析および／またはフラクタル次元解析を行うステップを含んでもよい。例えば、銅捕捉パッドの「艶消し」または「粗い」表面組織が、ブラインドビアのレーザ加工の間に保存される場合、フラクタル次元は高くなり（ゴマ塩状効果）、ヒストグラムの強度分布は、各強度群がほぼ同等の領域を持ち、二峰性となる。捕捉パッドの画像の特性は、フラクタル次元の数およびヒストグラムにおける２つの集団の間の対称の数によって定量化されてもよい。高いフラクタル次元の値は、銅捕捉パッドの「艶消し」または「粗い」表面組織に相当してもよい。低いフラクタル次元の値は、銅捕捉パッドの「光沢のある」表面組織に相当してもよい。１に近いヒストグラムの値は、銅捕捉パッドの「艶消し」または「粗い」表面組織に相当してもよい。１より低いヒストグラムの値は、銅捕捉パッドの「光沢のある」表面組織に相当してもよい。１より高いヒストグラムの値は、銅捕捉パッドの「濃い」表面組織に相当してもよい。定量化された数は、回路パターンの全体にわたる穴開け結果の質の相違を最小にするために、レーザ照射パラメータ（laser processing parameter）を照合、調整および／または最適化するためのレーザ処理システム１４および／またはＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０に戻されてもよい。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、視覚画像装置またはステーション１６からの定量化された数で、パッドの形状とビアの質との関係を解析してもよい。視覚画像装置またはステーション１６は、上部／底部の直径および真円度の測定等の他の測定も行ってもよい。
【００１１】
実施中、様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ形成するための方法は、回路基板の少なくとも１つの層に形成される少なくとも１つのブラインドビアに対して、穴開け位置に形成されるブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）に対する穴開け位置から所定の距離内にある捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）を評価するステップを含んでもよい。この方法は、ブラインドビア形成後の所望の捕捉パッドの外見を得るために、評価に基づいて少なくとも１つのレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を設定するステップを含んでもよい。設定される少なくとも１つのレーザ照射パラメータ（laser processing parameter）は、レーザフルエンス、レーザパルス数、レーザパルス幅およびその任意の組み合わせから成る群から選択されてもよい。この方法は、ブラインドビアが、別のブラインドビアに積み重なっているかどうかを判断するために、特定のドリル層（drill layer）と隣接したドリル層を比較するステップを含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施例による方法は、ドリル層を画定するステップと、画定されたドリル層の穴開け位置に隣接した走査領域を画定するステップと、一連の評価範囲を画定するステップと、を含んでもよく、評価範囲は、穴開け位置で形成されるブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）に対する穴開け位置から所定の距離内にある捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）として画定された計算された比率と、特定した一連の比率範囲に対応する穴開け工具の形成対象層を選択するステップと、を含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施例による方法は、回路基板の少なくとも１つの層のブラインドビア穴開け位置から所定の距離内にある領域として画定された捕捉パッド領域を画像化するステップと、画像化された捕捉パッドの領域の外見値を定量化するステップと、定量化された外見値に基づいて画像化された捕捉パッドの領域の受容性を判断するステップと、を含んでもよい。外見値は、画像化された捕捉パッドにある領域のレーザ形成されたブラインドビアの品質判定の主観性を最小にするために、画像化された捕捉パッドの領域の外見の数値として定量化されてもよい。本発明の実施例によると、外見の数値は、フラクタル次元の数値を得るために、画像化された捕捉パッドの領域に対してフラクタル次元解析を行うことによって得られてもよく、高い値は、画像化された捕捉パッドの領域の主観的な「艶消し」または「粗い」表面組織に相当し、低い値は、主観的な「光沢のある」表面組織に相当する。本発明の実施例によると、外見の数値は、ヒストグラムにおける集団の間の対称の数値を得るために、画像化された捕捉パッドの領域に対してヒストグラム解析を行うことによって得られてもよく、１に近い値は、画像化された捕捉パッドの領域の主観的な「艶消し」または「粗い」表面組織に相当し、１より低い値は、主観的な「光沢のある」表面組織に相当し、１より高い値は、主観的な「濃い」表面組織に相当する。本発明の実施例によると、外見の数値は、画像化された捕捉パッドの領域の１つ以上の外見の数値を定量化するために、画像化された捕捉パッドの領域に対してヒストグラム解析およびフラクタル次元解析を行うステップを含んでもよい。
【００１４】
本発明の実施例による画像化された捕捉パッドの領域の受容性は、定量化された外見値に基づいてもよい。この工程は、回路パターンの全体にわたるレーザ形成されたブラインドビアの質の相違を最小にするために、複数の画像化された捕捉パッドの領域の少なくとも１つの外見値に関する評価／比較を目的とする、捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）とブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）との関係を解析するステップを含んでもよい。少なくとも１つのレーザ照射パラメータ（laser processing parameter）は、捕捉パッドの形状値（例えば、面積および／または体積等）とブラインドビアの形状値（例えば、面積および／または体積等）との間で解析された関係、および画像化された捕捉パッドの領域に位置するレーザ形成されたブラインドビアを有する複数の捕捉パッドの領域の少なくとも１つの外見値に基づいて照合、調整、および／または最適化されてよい。
【００１５】
本発明は、現在、最も実用的で好ましい実施形態と見なされているものに関連して説明されるが、当然のことながら、本発明は、説明される実施形態に限定されず、添付の請求項の精神および範囲内に含まれる様々な修正および同等の配置を対象とし、その範囲には、法の下で許可されるように、すべての当該修正および同等の構造を包含するために、最も広範囲の解釈が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にビアをレーザ形成するためのシステムの簡略化された概略図である。
【図２】様々な形状の複数の捕捉パッドを有するＣＡＤ／ＣＡＭ回路レイアウトのパターンであり、ブラインドビアは、捕捉パッドの中心に開けられ、擬似円によって、穴開け位置から所定の距離内にある捕捉パッド領域が画定される。
【図３】積み重なったビアおよび様々な形状の複数の捕捉パッドに開けられたビアを示す、図２の断面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｅは、異なるレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を使用して、または一定のレーザ照射パラメータ（laser operating parameter）を様々な形状の捕捉パッドに適用して開けられたブラインドビアの銅の外見の比較を示し、図４Ａは、主観的な「光沢のある」表面組織に相当し、図４Ｃは、主観的な「艶消し」または「粗い」表面組織に相当し、図４Ｅは、主観的な「濃い」表面組織に相当する。
【図５】様々な形状の複数の捕捉パッドを有する回路基板の少なくとも１つの層にブラインドビアをレーザ形成するための方法の簡略化したフロー図である。
【図１】
0005330991.tif 000002
【図２】
0005330991.tif 000003
【図３】
0005330991.tif 000004
【図４Ａ】
0005330991.tif 000005
【図４Ｂ】
0005330991.tif 000006
【図４Ｃ】
0005330991.tif 000007
【図４Ｄ】
0005330991.tif 000008
【図４Ｅ】
0005330991.tif 000009
【図５】
0005330991.tif 000010