(57)【要約】【課題】ディップ式による絶縁層の表面粗化にて、基板の両面に形成された絶縁層を、同時に均一に低コストで粗化処理を行う、ビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置を提供する。【解決手段】処理槽２内の処理済みエッチング液１を電解再生槽６内に導いて再生し、再生後のエッチング液を処理槽内に戻し、エッチング液を循環させながら粗化処理を行う表面粗化装置にて、処理槽は複数の排出口４１、４２、及び１以上の供給口８を有し、エッチング液の循環経路を選択するバルブ９が管路に設けられていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内で基板の絶縁層の表面を粗化した処理済みエッチング液を、排出口から管路を通して電解再生槽内に導いて再生し、再生後のエッチング液を管路を通して供給口から前記処理槽内に戻し、エッチング液を循環させながら粗化処理を行う表面粗化装置において、前記処理槽は複数の排出口、及び１以上の供給口を有し、エッチング液の循環経路を選択するためのバルブが管路に設けられていることを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置。
【請求項２】
前記処理槽は、１）略直方体の形状であり、その底部の中央部に供給口が設けられ、
２）ａ）処理槽内でエッチングが行われる際の基板面と直角の位置にあたる片側面に第１排出口が設けられ、他側面の、第１排出口と対向する位置に第２排出口が設けられ、
ｂ）第１排出口からの第１排出管路と、第２排出口からの第２排出管路が排出管路に合流する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための排出バルブが設けられたことを特徴とする請求項１記載のビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置。
【請求項３】
前記処理槽は、１）略直方体の形状であり、
２）ａ）処理槽内でエッチングが行われる際の基板面と直角の位置にあたる片側面に第１排出口が設けられ、他側面の、第１排出口と対向する位置に第２排出口が設けられ、
ｂ）第１排出口からの第１排出管路と、第２排出口からの第２排出管路が排出管路に合流する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための排出バルブが設けられ、
３）ａ）上記他側面の第２排出口の近傍に第１供給口が設けられ、片側面の、第１供給口と対向する位置に第２供給口が設けられ、
ｂ）電解再生槽からの供給管路が第１供給管路と第２供給管路に分岐する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための供給バルブが設けられたことを特徴とする請求項１記載のビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置。
【請求項４】
前記エッチング液の循環経路を選択するためのバルブの切換時間の間隔は、粗化処理に要する時間の１／４以下であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置。
【請求項５】
前記処理槽に供給されるエッチング液の液量は、粗化処理時間あたり、処理槽容積の４倍以上であることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大サイズの半導体パッケージ基板の表面粗化に関するものであり、特に、絶縁層のエッチング量に偏りのない一様な粗化を行う場合に好適に利用できる、ビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ基板を始めとする、高集積、高周波用途向け半導体パッケージ用基板には、一般に、コア材の表面に絶縁層となる樹脂を塗布し、これに直接メッキ形成しパターンエッチングすることによりプリント基板を形成するビルドアップ方式が採用されている。このビルドアップ方式では、絶縁層とメッキとの密着性を良好にするために、メッキ処理前に絶縁層の表面を荒らす粗化処理を施す必要がある。その方法としては、エッチング液を満たした処理槽内に基板を浸す、ディップ式エッチングによる粗化が主に採用されている。
【０００３】
ディップ式による方法では、エッチング液の反応効果を持続させるために、処理済みのエッチング液を電解再生槽で再生しながら循環させている。従って、基板は静止したエッチング液内ではなく、常に流動しているエッチング液内に浸される。この時、基板近傍のエッチング液の流れが一様であれば、均一なエッチング速度が得られる。しかしながら、従来のディップ式の処理槽では、処理槽内でエッチング液の滞留が生じ、エッチング液の疲労分布に差が生じる。そのため、エッチング速度にばらつきが生じるといった問題がある。
【０００４】
このエッチング速度のバラツキを低減するために様々な提案がなされている。
例えば、特許文献１に示すように、基板（被処理物）を装着したフレームを処理槽内で振動させ、エッチング液を撹拌させることで、エッチング速度のばらつきを低減し、基板のエッチングを均一化する表面粗化装置が提案されている。また、特許文献２では、基板を装着したカセットを処理槽内で回転させ、エッチング液を撹拌させることで、エッチング速度のばらつきを低減し、基板のエッチングを均一化する表面粗化装置が提案されている。
【特許文献１】特開平８−４１６５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、大型基板においては、特許文献１の方法では基板端部に比較して基板中央部のエッチング液の攪拌が少ないため、相対的にエッチング速度が遅くなり、エッチングが十分に均一化されないといった問題がある。また、特許文献２の方法では、基板中央部のエッチング液の攪拌が十分でないことに加え、基板の回転に必要な処理槽の大きさを確保しなければならない。また、処理槽を大きくしたことに伴って循環させるエッチング液量も増やす必要があり、エッチング液を供給する供給ポンプの高性能化と、駆動のための消費エネルギーの増加によってコストアップにつながる。
【０００６】
ディップ式以外の方法としては、スプレーノズルでエッチング液を基板に吹き付けてエッチングするスプレー式がある。しかし、このスプレー式では、エッチング液を基板に均一に当てることが困難であるためにエッチング速度にバラツキが生じるといった問題や、スプレー圧力でエッチング部の底部が不均一な形状となるなどの問題がする。
また、この他の方法としては、プラズマ方式によりエッチングを行う方法も知られているが、Ａ３サイズ以上の面積の基板の両面を同時に均一にエッチングすることは困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ディップ式による絶縁層の表面粗化において、Ａ３サイズ以上の大きな面積の基板の両面に形成された絶縁層を、同時に均一に低コストで粗化処理を行うことが可能な、ビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、処理槽内で基板の絶縁層の表面を粗化した処理済みエッチング液を、排出口から管路を通して電解再生槽内に導いて再生し、再生後のエッチング液を管路を通して供給口から前記処理槽内に戻し、エッチング液を循環させながら粗化処理を行う表面粗化装置において、前記処理槽は複数の排出口、及び１以上の供給口を有し、エッチング液の循環経路を選択するためのバルブが管路に設けられていることを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置において、前記処理槽は、１）略直方体の形状であり、その底部の中央部に供給口が設けられ、
２）ａ）処理槽内でエッチングが行われる際の基板面と直角の位置にあたる片側面に第１排出口が設けられ、他側面の、第１排出口と対向する位置に第２排出口が設けられ、
ｂ）第１排出口からの第１排出管路と、第２排出口からの第２排出管路が排出管路に合流する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための排出バルブが設けられたことを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置において、前記処理槽は、１）略直方体の形状であり、
２）ａ）処理槽内でエッチングが行われる際の基板面と直角の位置にあたる片側面に第１排出口が設けられ、他側面の、第１排出口と対向する位置に第２排出口が設けられ、
ｂ）第１排出口からの第１排出管路と、第２排出口からの第２排出管路が排出管路に合流する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための排出バルブが設けられ、
３）ａ）上記他側面の第２排出口の近傍に第１供給口が設けられ、片側面の、第１供給口と対向する位置に第２供給口が設けられ、
ｂ）電解再生槽からの供給管路が第１供給管路と第２供給管路に分岐する箇所に、エッチング液の循環経路を選択するための供給バルブが設けられたことを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置である。
【００１１】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置において、前記エッチング液の循環経路を選択するためのバルブの切換時間の間隔は、粗化処理に要する時間の１／４以下であることを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置である。
【００１２】
また、本発明は、上記発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置において、前記処理槽に供給されるエッチング液の液量は、粗化処理時間あたり、処理槽容積の４倍以上であることを特徴とするビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、エッチング液の循環経路を選択するためのバルブの切り替えによって、処理槽内のエッチング液の流れに変化を与えることができるため、定常的な滞留を防ぎ、基板のエッチング速度のばらつきを減少させることができる。バルブの切り替えによって、処
理槽の底部から供給されるエッチング液を、交互に相対する側面から排出させることができるため、定常的な滞留を防ぎ、基板のエッチング速度のばらつきを減少させることができる。
また、処理槽の側面からエッチング液を供給し対面する側面から排出させることにより、一様な流れを生じさせやすく、基板のエッチング速度のばらつきを減少させる。更に、バルブの切り替えによって、処理槽内の流れを真逆にすることができるため、流れの上流と下流の位置の差によって生じるエッチング量のばらつきを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面に従って説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置の第１の実施形態を断面で示す概略の構成図である。図１に示すように、表面粗化装置は、エッチング液１を満たす高さ（Ｈ）１ｍ、幅２０ｃｍ、長さ（Ｌ）１．２ｍの略直方体の処理槽２、基板３の絶縁層表面を粗化した処理済みエッチング液を排出する第１排出口４１、第２排出口４２、それぞれからの第１排出管路５１、第２排出管路５２、及び排出管路５、バルブ９、電解再生槽６、再生後のエッチング液を供給する供給管路７、循環ポンプ１０、処理槽２の底部の供給口８、パンチングメタル１２からなる。
【００１６】
第１排出管路５１と第２排出管路５２が合流し排出管路５に接続する箇所には、バルブ９が設けられており、バルブ９を操作することにより、第１排出管路５１と第２排出管路５２のどちらかを使うよう選択できるようになっている。また、エッチング液は、供給管路７に設置された循環ポンプ１０で送られて、処理槽２と電解再生槽６の間を循環する。基板３は、基板支持フォルダ１１によって吊り下げられ、処理槽２に漬けられる。また、処理槽２の底面及び側面にパンチングメタル１２を設置し、エッチング液の供給、排出が一様に行われるようにしている。
【００１７】
以上のように構成された表面粗化装置を用いた、基板３の粗化処理について説明する。基板２は、縦（ａ）６０ｃｍ、横（ｂ）８０ｃｍのビルドアップ基板とし、エポキシ樹脂が塗布された状態である。この基板３をエッチング液１として過マンガン酸カリウム溶液を満たした処理槽２に２０分漬けて粗化処理を行った。
【００１８】
その際、エッチング液の供給量は毎分９０Ｌとし、５分毎にバルブ９を切り替えて、第１排出口４１と第２排出口４２を交互に使用して排出した。その時の処理槽内のエッチング液の流れを模式的に図２、図３に示す。図２は第１排出口４１を選択した場合の流れ、図３は第２排出口４２を選択した場合の流れである。
いずれも渦が発生して滞留が生じるが、交互に排出することで、定常的な滞留にならず一様な粗化面が得られた。
【００１９】
また、本発明においては、エッチング液の循環経路を選択するためのバルブの切換時間の間隔は、粗化処理に要する時間の１／４以下であることが好ましい。
これにより、処理槽内のエッチング液の定常的な滞留が生じ難く、基板のエッチング速度のばらつきを良好に減少させる。
また、処理槽に供給されるエッチング液の液量は、粗化処理時間あたり、処理槽容積の４倍以上であることが好ましい。これにより、処理槽内のエッチング液の循環量が多くなり、エッチング液の定常的な滞留が生じ難く、基板のエッチング速度のばらつきを良好に減少させる。
【００２０】
（第２の実施形態）
図４は、本発明によるビルドアップ基板絶縁層の表面粗化装置の第２の実施形態を断面で示す概略の構成図である。図４に示すように、表面粗化装置は、エッチング液１を満たす高さ（Ｈ）１ｍ、幅２０ｃｍ、長さ（Ｌ）１．２ｍの略直方体の処理槽２、基板３の絶縁層表面を粗化した処理済みエッチング液を排出する第１排出口４１、第２排出口４２、それぞれからの第１排出管路５１、第２排出管路５２、及び排出管路５、排出バルブ９１、電解再生槽６、再生後のエッチング液を供給する供給管路７、第１供給管路７１、第２供給管路７２、供給バルブ９２、処理槽２の側面に対面して設けた第１供給口８１、第２供給口８２、循環ポンプ１０、パンチングメタル１２からなる。
【００２１】
第１供給口８１と第２排出口４２は同一の側面に設けられ、第２供給口８２と第１排出口４１は同一の側面に設けられている。第１排出管路５１と第２排出管路５２は、排出管路５に合流しており、その合流する箇所に排出バルブ９１が設けられている。その排出バルブ９１を操作することにより、第１排出管路５１と第２排出管路５２のどちらかを使うよう選択できるようになっている。
【００２２】
また、第１供給管路７１と第２供給管路７２は、供給管路７から分岐しており、この分岐する箇所に供給バルブ９２が設けられている。その供給バルブ９２を操作することにより、第１供給管路７１と第２供給管路７２のどちらかを使うよう選択できるようになっている。また、エッチング液は、供給管路７に設置された循環ポンプ１０で送られて、処理槽２と電解再生槽６の間を循環する。基板３は、基板支持フォルダ１１によって吊り下げられ、処理槽２に漬けられる。また、処理槽２の側面にパンチングメタル１２を設置し、エッチング液の供給、排出が一様に行われるようにしている。
【００２３】
以上のように構成された表面粗化装置を用いた、基板３の粗化処理について説明する。基板２は、縦（ａ）６０ｃｍ、横（ｂ）８０ｃｍのビルドアップ基板とし、エポキシ樹脂が塗布された状態である。この基板３をエッチング液１として過マンガン酸カリウム溶液を満たした処理槽２に２０分漬けて粗化処理を行った。
【００２４】
その際、エッチング液は、供給量を毎分９０Ｌとし、５分毎に排出バルブ９１と供給バルブ９２を切り替えて、第１供給口８１と第１排出口４１、第２供給口８２と第２排出口４２を交互に使用して循環させた。その時の処理槽２内のエッチング液の流れを模式的に図５、図６に示す。図５は第１供給口８１と第１排出口４１を選択した場合の流れ、図６は第２供給口８２と第２排出口４２を選択した場合の流れである。いずれも渦が発生して滞留が生じるが、交互に循環することで、定常的な滞留にならず一様な粗化面が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による表面粗化装置の第１の実施形態の構成を断面図である。
【図２】第１の実施形態の第１排出口を選択した場合の処理槽内でのエッチング液の流れを示す説明図である。
【図３】第１の実施形態の第２排出口を選択した場合の処理槽内でのエッチング液の流れを示す説明図である。
【図４】本発明による表面粗化装置の第２の実施形態の構成を断面図である。
【図５】第２の実施形態の第１供給口と第１排出口を選択した場合の処理槽内でのエッチング液の流れを示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の第２供給口と第２排出口を選択した場合の処理槽内でのエッチング液の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・エッチング液
２・・・処理槽
３・・・基板
５・・・排出管路
６・・・電解再生槽
７・・・供給管路
８・・・供給口
９・・・バルブ
１０・・・循環ポンプ
１１・・・基板支持フォルダ
１２・・・パンチングメタル
４１、４２・・・第１排出口、第２排出口
５１、５２・・・第１排出管路、第２排出管路
７１、７２・・・第１供給管路、第２供給管路
８１，８２・・・第１供給口、第２供給口
９１、９２・・・排出バルブ、供給バルブ
【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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【図６】
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