(57)【要約】【課題】絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を電気的に接続するためのビアホールをレーザ加工で形成する場合、過マンガン酸処理を行わずにビアホールに樹脂が残るのを防止することが容易にできるプリント配線板及びその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁基材１２上に形成された銅箔１８上に、銅箔１８より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層１７を形成する金属層形成工程と、金属層形成工程後、銅箔に対する回路パターン形成処理を行って絶縁基材１２上に内装回路１３ａ，１３ｂを形成する配線金属層形成工程とを有する。また、配線金属層形成工程後、内装回路１３ａ，１３ｂを覆う絶縁層１４ａ，１４ｂを形成する絶縁層形成工程と、絶縁層１４ａ，１４ｂにレーザビームを照射して金属層１７又は内装回路１３ａ，１３ｂに達する穴２３を形成するビア形成工程とを有する。【選択図】図３
2007317746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板であって、
前記絶縁層を挟んで配置される一方の配線金属層は、当該配線金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層を介して前記絶縁層上に積層されており、前記絶縁層を挟んで配置される他方の配線金属層は、前記絶縁層に直接積層されているプリント配線板。
【請求項２】
前記一方の配線金属層と前記絶縁層との間に介在する金属層は亜鉛又は錫で形成されている請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板の製造方法であって、
絶縁基材上に形成された配線用金属層上に、該配線用金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層形成工程後、前記配線用金属層に対する回路パターン形成処理を行って前記絶縁基材上に配線金属層を形成する配線金属層形成工程と、
前記配線金属層形成工程後、前記配線金属層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層にレーザビームを照射して前記金属層又は配線金属層に達する穴を形成するビア形成工程と
を有するプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記配線用金属層上に形成される金属層は、亜鉛又は錫のコロイド溶液塗布又はメッキで形成される請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板及びその製造方法に係り、詳しくは絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度のプリント配線板においては、金属層と絶縁層が交互に積層された構造を有し、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続されている。そして、配線の高密度化にともない、導通ビア用のビアホールも小径になり、ビアホールをレーザ加工で行うことが実施されている。
【０００３】
レーザ加工でビアホールを形成する場合、レーザ照射により絶縁樹脂を蒸発除去するが、樹脂の厚さがレーザ波長より薄くなると、レーザが透過するため樹脂が金属層上に残留して、所謂スミアが発生する。スミアが発生しないようにレーザ照射を長く行うと、金属層が過熱し、配線層が損傷する。また、ビアホールに残留する樹脂を除去するため、後工程で過マンガン酸カリウム溶液等の強力な処理液で樹脂を溶解除去する方法もある。しかし、過マンガン酸処理液で処理を行うと、絶縁層の表面粗さが増して、微細な配線加工ができなくなるという問題がある。
【０００４】
銅箔の上に形成された絶縁層にレーザで孔を加工する際、銅箔の表面に樹脂の一部が残存するのを防止するため、十分な量のレーザ光を照射しても、レーザ光が下層（銅箔）で反射して孔の周囲の絶縁層が破壊されるのを防止する孔加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、図５（ａ）に示すように、基板６１上に所定の配線パターンに形成された銅箔６２上に黒化物（酸化銅）６３が形成され、その上に絶縁層６４が形成される。その状態でレーザ照射により孔６５が形成されて図５（ｂ）に示す状態となる。
【０００５】
また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、無機フィラー７１が混入されている絶縁層７２にレーザで孔７３を加工した後、金属層７４の表面を溶融させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この加工方法では、孔７３を加工する際のレーザ光の照射面におけるエネルギー密度は、金属層７４の表面を溶融させる際の照射面におけるエネルギー密度より小さい状態で行われる。そして、第１段階でのレーザ照射で図６（ａ）に示すように、金属層７４の表面に無機フィラー７１が残差として残った状態の孔７３が形成される。次に、エネルギー密度の大きい状態でレーザ照射が行われる。そして、金属層７４の表面が溶融されて、図６（ｂ）に示すように、無機フィラー７１等の加工残さが金属層７４の内部に入り込む。
【特許文献１】特開平１１−３００４８７号公報
【特許文献２】特開２００４−３４４９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、銅箔６２に黒化処理を施すことで、孔６５の加工時に、樹脂が残存しないように十分な量のレーザ光を照射しても、レーザ光が銅箔６２で乱反射するのを防止して、所望の径の孔６５を形成できるとしている。しかし、この方法では黒化物６３を構成する酸化銅をレーザ照射で除去するため。銅箔６２が過熱して配線層や絶縁層６４が損傷する虞がある。また、黒化処理に使用する酸化処理液として過マンガン酸カリウム液が挙げられているため、その廃液の処理が必要になる。
【０００７】
また、特許文献２では、残さを金属層７４の表面内に埋め込むことで処理するため、過マンガン酸処理を行う必要はない。しかし、無機フィラー７１と異なり、樹脂残さは嵩が大きいため、金属層７４の表面内に埋め込むことで処理するのは難しい。金属層７４の表面内に埋め込むことで処理可能な量とするには、孔７３を加工する際、金属層７４が過熱し、絶縁層７２が損傷する。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を電気的に接続するためのビアホールをレーザ加工で形成する場合、過マンガン酸処理を行わずにビアホールに樹脂が残るのを防止することが容易にできるプリント配線板及びそ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】
【０００９】
前記の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板である。そして、前記絶縁層を挟んで配置される一方の配線金属層は、当該配線金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層を介して前記絶縁層上に積層されており、前記絶縁層を挟んで配置される他方の配線金属層は、前記絶縁層に直接積層されている。
【００１０】
この発明のプリント配線板は、製造工程においてレーザ加工でビアホールを形成する際、レーザ照射で樹脂が数μｍ程度に薄くなると配線金属層上に積層された金属層が激しく蒸発し、樹脂を吹き飛ばすため、ビアホールが形成された状態でビアホールの底に樹脂の残留がなくなる。また、レーザ照射時間の短縮あるいは配線金属層への熱影響を低減させるため、金属層上に樹脂が若干残った状態でレーザ照射を止めて、金属層を希硫酸等、樹脂に悪影響を与えない溶液で溶解することによっても樹脂を除去することができる。その結果、後工程の過マンガン酸処理工程を省略できる。また、金属層が残っても、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を、導通ビアを介して電気的に接続するのに支障をきたすことはない。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一方の配線金属層と前記絶縁層との間に介在する金属層は亜鉛又は錫で形成されている。従って、この発明では、金属層が要求される機能を良好に果たすことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板の製造方法である。そして、絶縁基材上に形成された配線用金属層上に、該配線用金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層を形成する金属層形成工程と、前記金属層形成工程後、前記配線用金属層に対する回路パターン形成処理を行って前記絶縁基材上に配線金属層を形成する配線金属層形成工程とを有する。また、前記配線金属層形成工程後、前記配線金属層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層にレーザビームを照射して前記金属層又は配線金属層に達する穴を形成するビア形成工程とを有する。
【００１３】
この発明では、金属層形成工程において、絶縁基材上に形成された配線用金属層上に、配線用金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層が形成される。その後、絶縁層形成工程において配線金属層を覆う絶縁層が形成された後、ビア形成工程が実施される。ビア形成工程では、絶縁層にレーザビームが照射されて金属層又は配線金属層に達する穴（ビアホール）が形成される。このとき、レーザ照射により絶縁層を形成する樹脂が蒸発し、樹脂が数μｍの厚さになると、金属層が激しく蒸発して樹脂を飛ばすため、金属層が蒸発した後は樹脂の残留（残さ）が無くなる。従って、後工程の過マンガン酸処理工程を省略できる。また、金属層が残っても、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を、導通ビアを介して電気的に接続するのに支障をきたすことはない。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記配線用金属層上に形成される金属層は、亜鉛又は錫のコロイド溶液塗布又はメッキで形成される。従って、この発明では、要求される機能を良好に果たすことができる金属層を簡単に形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を電気的に接続するためのビアホールをレーザ加工で形成する場合、過マンガン酸処理を行わずにビアホールに樹脂が残るのを防止することが容易にできるプリント配線板及びその製造方法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】
【００１６】
以下、本発明を多層プリント配線板に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、プリント配線板１１は、絶縁基材１２の両面に設けられた内装回路１３ａ，１３ｂと、内装回路１３ａ，１３ｂを覆うように形成された絶縁層１４ａ，１４ｂと、絶縁層１４ａ，１４ｂの外側に形成された外装回路１５ａ，１５ｂとを備えている。内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂは導通ビア１６を介して電気的に接続されている。内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂは、絶縁層１４ａ，１４ｂを挟んで配置される配線金属層を構成する。内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂは、銅箔（銅層）で形成されている。
【００１７】
絶縁層１４ａ，１４ｂを挟んで配置される一方の配線金属層としての内装回路１３ａ，１３ｂは、当該配線金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層１７を介して絶縁層１４ａ，１４ｂ上に積層されている。金属層１７は亜鉛で形成されている。絶縁層１４ａ，１４ｂを挟んで配置される他方の配線金属層としての外装回路１５ａ，１５ｂは、絶縁層１４ａ，１４ｂに直接積層されている。図１（ａ），（ｂ）に示すように、導通ビア１６と対応する部分では、金属層１７は内装回路１３ａ，１３ｂ上に存在しない。
【００１８】
次に前記のように構成されたプリント配線板１１の製造方法を説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、絶縁基材１２の両面に配線用金属層としての銅箔１８が積層された両面銅張り積層板を基材１９として準備する。次に公知の方法により、基材１９に対して孔開け及びメッキを行い、図２（ｂ）に示すように、スルーホール２０により両面の銅箔１８が導通された状態にする。銅箔１８の厚さは、例えば、２０μｍ〜３０μｍ程度である。
【００１９】
次にスルーホール２０の部分をマスキングした状態で基材１９を亜鉛コロイド溶液に浸漬した後、乾燥する。この作業により、図２（ｃ）に示すように、銅箔１８の表面に金属層（亜鉛層）１７が形成された状態になる。金属層１７は、例えば、１μｍ〜５μｍ程度の厚さに形成される。この工程が、絶縁基材１２上に形成された配線用金属層上に、該配線用金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層１７を形成する金属層形成工程を構成する。
【００２０】
次に、フォトリソグラフィーを利用した公知の方法により、配線用金属層（銅箔１８）に対する回路パターン形成処理を行って絶縁基材１２上に配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ）を形成する配線金属層形成工程が行われる。具体的には、基材１９の両面にポジティブタイプのフォトレジスト２１が塗布される。フォトレジスト２１はスルーホール２０の中にも充填される。次に図２（ｄ）に示すように、露光マスク２２を使用してフォトレジスト２１に対する露光が行われる。
【００２１】
そして、露光後、エッチングによりフォトレジスト２１の露光部が除去されて、図３（ａ）の状態になる。次に金属層１７及び銅箔１８のエッチングが行われて、フォトレジスト２１で覆われていない金属層１７及び銅箔１８の部分が所定の回路パターンに対応した形状に形成された図３（ｂ）に示す状態となる。次にフォトレジスト２１が除去されて、図３（ｃ）に示すように、内装回路１３ａ，１３ｂが形成される。内装回路１３ａ，１３ｂは表面が金属層１７で被覆されている。
【００２２】
次に配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ）を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程が行われる。具体的には、フォトレジスト２１と異なる絶縁樹脂（例えば、ソルダレジスト）が、内装回路１３ａ，１３ｂを覆うように塗布されて絶縁層１４ａ，１４ｂが形成され、図３（ｄ）に示す状態となる。
【００２３】
次に図３（ｅ）に示すように、絶縁層１４ａ，１４ｂにレーザビームを照射して内装回路１３ａ，１３ｂに達する穴２３を形成するビア形成工程が行われる。レーザ加工には、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等を光源としたレーザ加工機が使用される。レーザビームの照射は、パルス照射でも連続照射でもよいが、パルス照射が好ましい。また、レーザビームの照射は、１つの穴２３が完成するまで、その穴２３を形成するのに必要な量照射した後、次の穴２３を形成すべき箇所に照射する方法でも良いが、穴２３を形成すべき複数の箇所に、順次一回の照射量では穴２３が完成しない量を照射することを繰り返す方法が好ましい。
【００２４】
絶縁層１４ａ，１４ｂは、レーザビームが照射された部分が蒸発除去されるが、除去が進んで樹脂の厚さがレーザ波長より薄くなるとレーザが樹脂を透過して樹脂を除去し難くなる。金属層１７がない場合は、レーザ照射を継続して樹脂を完全に除去しようとすると、内装回路１３ａ，１３ｂ（銅箔）が過熱して内装回路１３ａ，１３ｂが損傷する。しかし、金属層１７が存在する場合、樹脂が薄くなるとレーザビームの照射により金属層１７が激しく蒸発する状態となり、数μｍ厚の樹脂を吹き飛ばす状態となる。その結果、レーザ照射時間を長くしなくても樹脂の残留が無くなり、内装回路１３ａ，１３ｂの損傷が抑制される。亜鉛の沸点は９０３℃と銅の融点１０８４．５℃より低いため、亜鉛が沸騰しても内装回路１３ａ，１３ｂに悪影響を及ぼし難い。
【００２５】
次に図３（ｆ）に示すように、絶縁層１４ａ，１４ｂの表面及び穴２３の内面にメッキ層２４が形成される。メッキ層２４は、例えば、無電解メッキによって形成される。次に
フォトリソグラフィーを利用した公知の方法により回路パターン形成処理が行われる。そして、外装回路１５ａ，１５ｂが形成されて、図１（ａ）に示すプリント配線板１１が製造される。
【００２６】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）プリント配線板１１は、絶縁層１４ａ，１４ｂを挟んで配置される配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂ）間が導通ビア１６を介して電気的に接続された部分を備える。そして、その製造方法において、内装回路１３ａ，１３ｂ用の銅箔１８上に、銅箔１８より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属層１７を形成する金属層形成工程と、金属層形成工程後、内装回路１３ａ，１３ｂ用の回路パターン形成処理を行う配線金属層形成工程とを有する。また、配線金属層形成工程後、内装回路１３ａ，１３ｂを覆う絶縁層１４ａ，１４ｂを形成する絶縁層形成工程と、絶縁層１４ａ，１４ｂにレーザビームを照射して金属層１７又は内装回路１３ａ，１３ｂに達する穴２３を形成するビア形成工程とを有する。そして、ビア形成工程において、絶縁層１４ａ，１４ｂにレーザビームが照射されて穴（ビアホール）２３が形成される際、レーザ照射により絶縁層１４ａ，１４ｂを形成する樹脂が数μｍの厚さになると、金属層１７が激しく蒸発して樹脂を飛ばすため、金属層１７が蒸発した後は樹脂の残留（残さ）が無くなる。従って、従来方法と異なり、後工程の過マンガン酸処理工程を省略できる。また、金属層１７が残っても、絶縁層を挟んで配置される配線金属層間を、導通ビアを介して電気的に接続するのに支障をきたすことはない。
【００２７】
（２）銅箔１８上に形成される金属層１７は、亜鉛で形成される。従って、要求される機能、即ちレーザビーム照射による穴２３の加工時において樹脂が薄くなった際に、金属層１７が蒸発することにより、薄くなった樹脂を吹き飛ばすという機能を良好に果たすことができる金属層１７を簡単に形成することができる。
【００２８】
（３）金属層１７は、亜鉛のコロイド溶液塗布で形成される。従って、メッキで形成する場合に比較して、簡単に形成することができる。
（４）レーザビーム照射によるビア形成工程を有するプリント配線板の製造方法において、絶縁基材１２上に形成された配線用金属層（銅箔１８）上に、金属層１７を形成する金属層形成工程を有する点が公知の方法と異なり、その前後の工程は公知の多層プリント配線板の製造工程と同じにできる。従って、所望のプリント配線板１１を公知の製造工程をほとんど利用して容易に製造することができる。
【００２９】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  ビア形成工程において、レーザビーム照射によって穴２３を加工した後、穴２３を希硫酸あるいは希硫酸及び過酸化水素混合液で洗浄してもよい。レーザビーム照射によって穴２３を加工する際、図４に示すように、レーザビームの照射条件によっては亜鉛が完全に蒸発せずに一部が残るとともに、樹脂２５が残留する場合も発生する。また、レーザビーム照射による内装回路１３ａ，１３ｂの悪影響を極力抑制するため、レーザ照射時間を短縮した場合にも、樹脂２５の残留が発生する。その場合、前記の洗浄を行うことにより、絶縁層１４ａ，１４ｂが損傷することなく金属層１７が溶解し、金属層１７上に残留した樹脂２５は金属層１７と共に洗い流される。希硫酸あるいは希硫酸及び過酸化水素混合液で金属層１７を洗い流しても、内装回路１３ａ，１３ｂを形成する銅は溶解されない。しかも、穴２３の底の部分の銅箔（内装回路１３ａ，１３ｂ）表面の酸化被膜が取り除かれ、内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂを電気的に接続する銅メッキの密着が向上する。
【００３０】
○  金属層形成工程において、金属層１７の形成を亜鉛コロイドの塗布で行う代わりに、亜鉛メッキを行ってもよい。亜鉛メッキは、無電解メッキ、電解メッキのいずれでもよい。
【００３１】
○  金属層１７は亜鉛に限らず、配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂ）の金属より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属であればよい。例えば、錫を使用してもよい。錫の沸点は銅の融点より高いが、錫が除去されれば銅で形成されている配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ）はレーザをよく反射するから銅への損傷が少ないまま穴空けができる。
【００３２】
○  プリント配線板１１は４層に限らず、２層、３層あるいは５層以上であってもよい。２層の場合は、基材１９として銅箔１８が片面に貼り付けられた片面銅張り積層板を使用して、その片面に対して前記実施形態と同様な各処理あるいは工程を実施することで製造できる。３層の場合は、基材１９として両面銅張り積層板を使用して、その片面に対して前記実施形態と同様な各処理あるいは工程を実施することで製造できる。また、５層以上の場合は、４層のプリント配線板の片面あるいは両面に対して、前記実施形態と同様な各処理あるいは工程を実施することで製造できる。
【００３３】
○  ４層以上の多層プリント配線板の場合、導通ビア１６を構成する穴２３を全てレーザビーム照射で形成せず、穴２３の径がエッチングで形成し易いものが混在する場合、レーザビーム照射による形成方法とエッチングによる形成方法を併用してもよい。
【００３４】
○  配線金属層（内装回路１３ａ，１３ｂ及び外装回路１５ａ，１５ｂ）を構成する金属は銅に限らず他の金属、例えば、銀、アルミでもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
【００３５】
（１）請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記ビア形成工程において、レーザビーム照射で前記金属層に達する穴を形成した後、残った金属層を希硫酸又は希硫酸、過酸化水素水溶液で溶解除去する。
【００３６】
（２）絶縁層を挟んで配置される配線金属層間が導通ビアを介して電気的に接続された部分を備えるプリント配線板の製造方法であって、
絶縁基材上に形成された配線用金属層上に、該配線用金属層の融点より沸点が低い金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層形成工程後、前記配線用金属層に対する回路パターン形成処理を行って前記絶縁基材上に配線金属層を形成する配線金属層形成工程と、
前記配線金属層形成工程後、前記配線金属層を覆う絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層にレーザビームを照射して前記金属層又は配線金属層に達する穴を形成するビア形成工程と
を有するプリント配線板の製造方法。
【００３７】
（３）前記技術的思想（２）に記載の発明において、前記金属層は、前記配線金属層より酸に溶け易く、かつ酸化物になっても酸に溶け易い金属で形成されている。
（４）請求項３、請求項４及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の発明において、前記金属層は亜鉛により形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は一実施形態のプリント配線板の模式断面図、（ｂ）は部分拡大図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）はプリント配線板の製造手順を示す模式断面図。
【図３】（ａ）〜（ｆ）はプリント配線板の製造手順を示す模式断面図。
【図４】別の実施形態を説明する模式断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は従来技術の概略断面図。
【図６】（ａ），（ｂ）は別の従来技術の概略断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１１…プリント配線板、１２…絶縁基材、１３ａ，１３ｂ…一方の配線金属層としての内装回路、１４ａ，１４ｂ…絶縁層、１５ａ，１５ｂ…他方の配線金属層としての外装回路、１６…導通ビア、１７…金属層、１８…配線用金属層としての銅箔、２３…穴。
【図１】
2007317746.tif 000003
【図２】
2007317746.tif 000004
【図３】
2007317746.tif 000005
【図４】
2007317746.tif 000006
【図５】
2007317746.tif 000007
【図６】
2007317746.tif 000008