(57)【要約】【課題】サンドブラスト加工を使用して銅張にサンドブラスト加工を行う場合に高価で解像性の低いサンドブラスト用感光性ドライフィルムを使用して、より微細なパターンを安価に、加工速度を落とさずに加工することが要望されている。【解決手段】銅張ガラスエポキシ基板に貼り付けられているキャリア銅箔を解像性が高く安価なエッチング用感光性ドライフィルムを使用してエッチングを行い、廃棄されるキャリア銅箔をサンドブラスト加工用のマスキングとし、比重が高く靱性の高く硬度の高いアモルファス金属をサンドブラスト用研磨材として使用することにより、加工速度を下げることなく安価により微細なガラスエポキシ基板のパターン切削加工を可能とする。【選択図】図１
2013116531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅張ガラスエポキシ基板の配線用銅膜表面に貼り付けられたキャリア銅箔をウェットエッチングにてパターン形成した後、このキャリア銅箔をマスキングとしてサンドブラストにて研磨材を吹き付け、ガラスエポキシ基板を切削することを特徴とするガラスエポキシ基板の切削方法。
【請求項２】
ガラスエポキシ基板をサンドブラストによりパターン切削するための研磨材としてアモルファス金属粉末を使用することを特徴とする、ガラスエポキシ基板パターン切削加工用研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板に使用される銅張ガラスエポキシ基板のパターン切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来サンドブラストにより加工基板上に穴や溝等のパターン切削を行うパターン切削加工は、マスキング材料としてサンドブラスト用感光性ドライフィルムを使用して加工基板にサンドブラスト用感光性ドライフィルムをラミネートした後、ガラスマスクやフィルムマスク等のパターンマスクを使用して、露光後に炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ現像液をシャワーにて吹き付けて未露光部分を洗い出し、加工基板上にサンドブラスト用感光性ドライフィルムによるマスキングパターンを作成後、図４のように集塵機２８の負圧で外気に対して負圧にしたサンドブラスト加工室内１５で、研磨材噴射ノズル１２を加工基板１に対しほぼ垂直になるように設置して、研磨材噴射ノズル２を左右に高速で移動させながら加工基板１０をゆっくり前後に移動させて加工基板１０全面に加工基板上部よりアルミナやSiC等のセラミック系研磨材と高圧エアーの混合流体６を吹き付けサンドブラスト用感光性ドライフィルムによるマスキングパターン以外の部分のパターン切削加工を行った後サンドブラスト用ドライフィルムを剥離液にて剥離することによりパターン切削加工を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２９４１８０号広報
【特許文献２】特開平６−１６１０９８号広報
【特許文献３】特開平９−２３７９７６号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サンドブラストにより加工基板上に穴や溝等のパターン切削を行うパターン切削加工での消耗品としては、サンドブラスト用感光性ドライフィルムとサンドブラスト用研磨材であるが、一般的にプリント基板で使用される銅張ガラスエポキシ基板は基板サイズが約500mm×600mmと大きいため、大量にサンドブラスト用感光性ドライフィルムを使う必要がある。サンドブラスト用感光性ドライフィルムは市場規模が小さく、価格もエッチング用ドライフィルムと比較すると10倍以上と高価である。またサンドブラスト用ドライフィルムはエッチング用ドライフィルムと比較してパターンの解像性も低く、微細なパターン形成が難しい問題があり、エッチング用ドライフィルムのように安価で解像性が高く微細なパターン形成が可能なレジストを使用して、微細なパターン切削が安価で高精度に加工できるようなでサンドブラスト用マスキング方法が望まれている。
【０００５】
また研磨材に於いても、サンドブラスト加工中の破砕量が少なく、研磨材の消耗が少ない研磨材を使用して安価に安定してサンドブラストにより加工基板上に穴や溝等のパターン切削を行うことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、銅張ガラスエポキシ基板表面に貼り付けられている、キャリア銅箔表面にエッチング用感光性ドライフィルムによりマスキング後、ウェットエッチングにてサンドブラストにてパターン切削する部分のみエッチングして、パターンエッチングされたキャリア銅箔をサンドブラストパターン切削加工のマスキングとして使用することにより、安価で解像性の良いエッチング用感光性ドライフィルムを使用してキャリア銅箔をサンドブラスト用マスキングとすることにより安価に精度良くサンドブラストにてガラスエポキシ基板のパターン切削加工を行った。
【０００７】
またガラスエポキシ基板を切削する研磨材として従来使用していたアルミナ系研磨材と比較し、靱性が高く比重が大きい、切削するガラスエポキシ基板より硬度の高いアモルファス金属粉末を使用して、サンドブラスト加工にてガラスエポキシ基板のパターン切削加工を使用することにより、加工タクトの向上と研磨材破砕量を減少させることが可能となった。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、最終的に廃棄される銅張ガラスエポキシ基板表面に貼り付けられたキャリア銅箔をサンドブラスト用マスキングとすることにより、パターン形成で使用される材料は安価なエッチング用感光性ドライフィルムのみとなり、パターン形成で使用されるマスキングに係る費用が１０分の１以下と安価になり、サンドブラスト用感光性ドライフィルムを使用した場合に切削可能な最小穴径が５０μmであったが、解像性の良いエッチング用感光性ドライフィルムを使用することにより３０μmの穴径のサンドブラストによりパターン切削加工が可能となった。
【０００９】
またサンドブラストに使用する研磨材として、ガラスエポキシ基板より硬度の高いアモルファス金属粉末を使用することにより、従来使用していたアルミナ系の研磨材と比較して、研磨材の破砕量が1/10以下になり、同じ加工条件での加工速度を約2倍に上げることが可能となり、研磨材に係るコスト及び破砕された研磨材の廃棄コスト及びサンドブラスト加工のエアー使用量を下げることが可能となり、加工コストの低減が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の基板加工状態の説明図
【図２】微細加工用直圧式サンドブラスト装置の平面説明図
【図３】サンドブラスト用マスキングとしてキャリア銅箔を使用する工程図
【図４】キャリア銅箔をマスキングとして加工するサンドブラストによるパターン切削加工の工程図
【図５】銅張ガラスエポキシ基板の構造図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のガラスエポキシ基板のパターン切削方法とそれに使用される研磨材の実施の形態について、以下に図を参照して説明する。
【００１２】
本発明に使用されるブラスト装置は、図２のようにサンドブラスト装置本体１５及びサイクロン等の分級装置２３及び集塵機２８よりなり、サンドブラスト装置本体１５内には研磨材噴射ノズル１２が備えられている。
【００１３】
サンドブラスト装置本体１５は分級装置２３と本体導管２７にて連結し、分級装置２３は集塵機２８と集塵用導管２９にて連結しており、サンドブラスト装置本体１５は集塵機２８からの負圧により常に外気に対して負圧状態になっており、研磨材噴射ノズル１２から噴射された研磨材がサンドブラスト装置本体１５から飛散しないようになっている。
【００１４】
研磨材噴射ノズル１２から高圧エアーにて噴射された研磨材は、加工物にあたりサンドブラスト加工され、研磨材は集塵機２８により発生する負圧による空気の流れによりサンドブラスト装置本体１５から分級装置２３に流れ、サイクロン等の分級装置２３により使用できる研磨材と破砕された研磨材及び被加工物を削った粉塵に分離して、使用できる研磨材は研磨材加圧タンク２１に入り研磨材定量供給装置２６から研磨材供給用導管１９を経て研磨材噴射ノズル１２に供給され、研磨材噴射ノズル１２から研磨材と高圧エアーの混合流体１１として噴射され、破砕された研磨材と被加工物を削った粉は集塵機２８に捕集される。
【００１５】
研磨材噴射ノズル１２はノズル駆動部１８により本体正面から見て左右に高速で移動し加工基板はローラーコンベアーにより前後にゆっくり移動することにより均一に加工基板を切削加工する。
【００１６】
本発明にて切削加工されるパッケージ基板等に使用される微細配線のための電気配線用銅箔が薄い銅張ガラスエポキシ基板は図５のような構成になっている。
中心にガラス繊維をエポキシ樹脂固めたガラスエポキシ層１があり、その両側に電気配線に使用される電気配線用銅箔２が張られている。ガラスエポキシ層１が２００μm以下と薄く、電気配線用銅箔２も１０μｍより薄い基板では、基板自体に剛性が無く、一般的に電気配線用銅箔２の上にキャリア銅箔３が張られており、加工時に剥離するようになっている。
【００１７】
本発明の加工工程としては、最終的に廃棄され、サンドブラスト加工で切削しにくいキャリア銅箔３を使用してサンドブラスト加工用のマスキングパターン形成方法として図３のように、（３−１）にて銅張ガラスエポキシ基板上のキャリア銅箔３の表面に、めっきやエッチングに使用される感光性ドライフィルム４をラミネート装置にてラミネートして貼り付ける。
【００１８】
（３−２）にてキャリア銅箔３上に貼り付けた感光性ドライフィルムにガラスエポキシ基板を切削する部分を光から遮蔽するようにしたガラスマスク等パターンマスクを感光性ドライフィルムに近接させて、紫外線にて露光する。
（３−３）にて現像液を吹き付けキャリア銅箔に貼り付け、パターン露光した感光性ドライフィルムを現像し、未露光部分を洗い流す。
【００１９】
（３−４）は感光性ドライフィルムがパターン形成された図である。
【００２０】
（３−５）にてキャリア銅箔上にパターン形成された感光性ドライフィルムをマスクとしてエッチング液を吹き付け、キャリア銅箔及びその下の配線用銅箔をエッチングして、ガラスエポキシ基板を切削する部分のみ銅を除去する。
【００２１】
その後、図４のようにサンドブラスト加工にてガラスエポキシ基板のパターン切削加工を行う。
【００２２】
（４−２）にて研磨材噴射ノズルから表面のキャリア銅箔をパターンエッチングした銅張ガラスエポキシ基板に研磨材を吹き付け、銅張ガラスエポキシ基板のキャリア銅箔の無い部分のみガラスエポキシ層をサンドブラスト加工により切削加工する。
【００２３】
キャリア銅箔表面の感光性ドライフィルムは、耐サンドブラスト性が弱いため、サンドブラスト加工中に摩耗してしまう。
【００２４】
（４−３）にて（４−２）の反対側より同様にサンドブラスト加工にて銅張ガラス基板上のキャリア銅箔がエッチングされて無い部分のみサンドブラスト加工で切削加工を行う。
【００２５】
研磨材噴射ノズルから吹き付けられる研磨材としては一般的に酸化アルミニウムや炭化ケイ素を主成分としたセラミック系研磨材を使用している。
【００２６】
加工タクトを上げ、研磨材の破砕量を減らすためには、研磨材として靱性及び硬度が高いアモルファス金属を使用することが望ましく。アモルファス金属を使用することによりセラミック系の研磨材と比較して加工タクトの向上及び研磨材の破砕量の減少が可能となる。
【００２７】
４−４）はサンドブラスト加工にてガラスエポキシ層を切削した図であり、サンドブラスト加工後表面のキャリア銅箔を剥離して加工が終了となる。
【実施例】
【００２８】
本発明の銅張ガラスエポキシ基板のパターン切削方法としてキャリア銅箔をエッチングでパターン形成してサンドブラスト用マスクとしてサンドブラスト加工により銅張ガラスエポキシ基板のパターン切削を行い、研磨材としてセラミック系研磨材と比較して比重の大きなモルファス金属を使用する実施例を具体的に図３及び図４にて説明する。
【００２９】
図３の（３−１）にて、ガラスエポキシ基板上のキャリア銅箔上に、エッチングやめっきに使用される感光性ドライフィルムの日立化成工業株式会社製RY-3237を基板の両面に株式会社エルフォテック製ラミネータELM-350を使用してラミネートした。
【００３０】
（３−２）にて、φ３０μｍのパターンが1mmピッチで配列したパターンのガラスマスクを上下位置が合うようにラミネートして感光性ドライフィルムに近接させてセットして株式会社エルフォテック製露光機EEX-350を使用して片面ずつ両面に紫外線を照射した。
【００３１】
（３−３）にて、０．３％の炭酸ナトリウム水溶液を株式会社エルフォテック製の高圧ミスト式現像機のEWB-5ARを使用して加工圧力０．３ＭＰａにて吹きつけ感光性ドライフィルムRY3237の現像をい（３−４）のようにキャリア銅箔上に感光性ドライフィルムにてφ３０μｍの穴パターンを形成した。
【００３２】
（３−５）にて株式会社エルフォテック製の高圧ミスト式エッチング装置を使用して塩化第二鉄水溶液の銅用エッチング液８を加工圧力０．３ＭＰａにて吹きつけキャリア銅箔３及び配線用銅箔２にφ３０μｍの穴を形成した。
【００３３】
図４の（４−２）にて研磨材として、平均粒径５μｍのアモルファス金属（株式会社エプソンアトミックス製ＡＷ２−０８を使用して研磨材噴射ノズルより加工圧力0.2MPaの圧力で、株式会社エルフォテック製サンドブラスト装置ELP-4TRを使用て、φ３０μｍのエッチングにて穴をあけたキャリア銅箔をマスキングとして、サンドブラスト加工を行った後、（４−３）にて反対側の面よりφ３０μｍのエッチングにて穴をあけたキャリア銅箔をマスキングとして、サンドブラスト加工を行いガラスエポキシ層１に貫通穴１ａを形成した。
【００３４】
サンドブラスト加工後に（４−４）にて銅張ガラスエポキシ基板表面のキャリア銅箔を除去した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の産業上の利用可能性としては、半導体パッケージ等に使用されるプリント基板の穴あけ等のパターン切削加工である。
【００３６】
プリント基板へのサンドブラスト加工に於いては、サンドブラスト用感光性ドライフィルムを使用した場合に、パターン径の限界が５０μｍであり、サンドブラスト用感光性ドライフィルムが高価であり、加工コストが高かったが、サンドブラスト用感光性ドライフィルムと比較して解像性が高く価格が１／１０以下と安価なエッチング用感光性ドライフィルムをマスキングとしてガラスエポキシ基板上の最終的に廃棄するキャリア銅箔をウェットエッチングしてサンドブラスト用マスキングとすることにより安価に従来より微細な穴形成が可能となり、将来要望される高密度基板の形成が可能となった。
【００３７】
また研磨材として従来使用されているセラミック系の研磨材として比重の高い研磨材として金属でも硬度の高いアモルファス金属の微粒子を使用することにより研磨材の粒子が細かくなっても切削速度が下がらず、より微細なサンドブラスト切削加工を可能能力を落とさずに加工することが可能となり将来要望される３０μｍの微細パターン形成を加工タクトを落とすことなく加工することが可能となり、微細高密度配線基板の穴あけ加工の量産化が可能となった。
【符号の説明】
【００３８】
１    ガラスエポキシ層
１ａ  切削加工されたガラスエポキシ層
２    配線用銅箔
２ａ  ガラスエポキシ基板を切削するパターンでエッチングされた配線用銅箔
３    キャリア銅箔
３ａ  ガラスエポキシ基板を切削するパターンでエッチングされたキャリア銅箔
３ｂ  サンドブラストにて表面が削られたパターン形成されたキャリア銅箔によるサンドブラスト加工用マスク
４    エッチング用感光性ドライフィルム
４ａ  パターン露光されたエッチング用感光性ドライフィルム
４ｂ  露光後現像されたパターニング後のエッチング用感光性ドライフィルム
５    パターンマスク（ガラスマスク）
６    ドライフィルム用現像液（炭酸ナトリウム水溶液）
７    現像液噴射ノズル
８    銅用エッチング液（塩化第二鉄水溶液）
９    エッチング液噴射ノズル
１０  加工基板
１１  研磨材と高圧エアーの混合流体
１２  研磨材噴射ノズル
１３  研磨材噴射ノズルホルダー
１４  銅張ガラスエポキシ基板
１５  サンドブラスト装置本体
１６  コンベア駆動部
１７  サンドブラスト加工室ホッパー
１８  ノズル駆動部
１９  研磨材供給用導管（研磨材ホース）
２０  研磨材
２１  研磨材加圧タンク
２２  加圧弁
２３  分級装置（サイクロン）
２４  研磨材供給エアー
２５  研磨材圧送エアー
２６  研磨材定量供給装置
２７  本体導管
２８  集塵機
２９  集塵用導管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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