JP4040783B2

JP4040783B2 - プリント基板のブラインドホール形成方法

Info

Publication number: JP4040783B2
Application number: JP4891499A
Authority: JP
Inventors: 邦夫荒井
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JP2000252628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外層銅箔と内層銅箔を接続するためのブラインドホールをレーザにより加工する場合におけるプリント基板のブラインドホール形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多層プリント基板では、外層銅箔（上層銅箔）から内層銅箔（下層銅箔）に至る穴（以下、ブラインドホールという。）を形成してからめっきを行い、めっき層を介して外層銅箔と内層銅箔を接続する。外層銅箔と内層銅箔を確実に接続するためには、めっき液をブラインドホールの内部に十分に入れる必要がある。また、めっき層形成後、ブラインドホールの内部を樹脂で確実に埋める必要がある。このため、ブラインドホールの形状を、いわゆるすり鉢状に形成することが要求されている。
【０００３】
従来は、ブラインドホールを加工しようとする部分の外層銅箔を予めエッチングにより除去して窓（ウインドウ）を形成しておき、この窓を通してレーザ（たとえばＣＯ₂レーザ）を照射することにより、内層銅箔までの絶縁物すなわち、エポキシあるいはポリイミド等の樹脂を除去するコンフォーマルマスク法が採用されてきた。しかし、外層銅箔に窓を形成するためには、フォトマスクを製作する必要があるだけでなく、レジストの塗布、フォトマスクの位置合わせ、露光、現像、焼き付け、エッチング処理、洗浄などの多くの加工工程が必要になり、高価である。
【０００４】
そこで、本願出願人は、特願平１０−３２５１６７号により、予め外層銅箔の表面に凹凸を形成しておき、ＣＯ₂レーザのレーザ光を外層銅箔の上から照射することによりブラインドホールを加工することを提案した。この方法では、レーザ加工後、エッチング処理により外層銅箔の板厚を薄くしてから、さらにデスミア処理によりブラインドホール内部の樹脂表面を平坦に仕上げ、その後めっき層を形成する。
【０００５】
図６は、外層銅箔が厚いプリント基板を上記特願平１０−３２５１６７で提案した方法により穴明けしたときのブラインドホールの断面図である。ブラインドホール１は外層銅箔２に明けられる穴１ａと、樹脂３の穴１ａから内層銅箔４に至る空洞部１ｂとで構成される。穴１ａに対応する外層銅箔２を除去するために必要なエネルギは、空洞部１ｂに対応する樹脂３を除去するためために必要なエネルギに比べて数倍大きい。このため、外層銅箔２の板厚が厚い場合、外層銅箔２の内側の樹脂３が抉られ、空洞部１ｂの径が穴１ａの径よりも大きくなることがある。また、穴１ａの入口周辺に銅の飛散物が付着して土手５が形成されることもある。このような場合でも、、エッチングにより、図７に示すように、穴１ａの入口周辺に形成された銅の飛散物は除去されると共に穴１ａの径も広がり、外層銅箔２の裏側部分の樹脂３が表面に露出する。そして、表面に露出した樹脂３は、デスミア処理により、ブラインドホール１の内部の樹脂と共に除去される。そして、この方法によれば、外層銅箔２に窓を形成する必要がないため、ブラインドホールの加工工程を大幅に減らすことができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、デスミア処理はブラインドホール１の内部に残った樹脂の滓を除去するだけでなく樹脂表面を３〜５μｍ程度除去する。このため、図８に示すように、穴１ａ近傍の外層銅箔２の裏側部分の樹脂３が必要以上に除去され、外層銅箔２が再び空洞部１ｂの上部にひさし状に突き出ことがあった。この状態でめっきをすると、めっき層６形成後のブラインドホールの形状が、図９に示すように、入り口で絞られたボトル状になった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、レーザにより形成するブラインドホールの断面形状をすり鉢状にすることができるプリント基板のブラインドホール形成方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、外層銅箔と内層銅箔を接続するブラインドホールを形成するプリント基板のブラインドホール形成方法において、外層銅箔および内層銅箔までの絶縁物をレーザにより穴明けする工程、加工した穴をデスミア処理する工程、外層銅箔と内層銅箔をエッチング処理する工程の順で形成し、前記エッチング処理する工程では、前記外層銅箔に形成した穴径が銅箔剥離部を除去できる穴径になるまで剛体銅箔剥離部、前記外層銅箔表面及び前記内層銅箔表面をエッチング処理することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１において、穴明けをするレーザがＣＯ₂レーザであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１〜５は本発明のブラインドホール形成方法の加工手順に従った各工程におけるブラインドホールを形成する部分のプリント基板の断面図である。図１は、加工前を示しており、外層銅箔２の板厚Ｔｔは４〜１２μｍであり、表面は粗化処理により１〜３μｍの凹凸が、また、裏面は析出しためっきにより１〜７μｍの凹凸があり、全体の板厚ＴＴは板厚Ｔｔよりも２〜１０μｍ厚い７〜２２μｍ程度である。内層銅箔４の表面と裏面にも外層銅箔２と同様の凹凸があり、全体の板厚ＴＢは板厚ＴＴよりも１〜３μｍ程度厚い７〜２５μｍ程度である。
【００１２】
図２は、レーザ加工直後を示している。ここでは、ＣＯ₂レーザによりレーザ光を３回、すなわち、第１回の照射エネルギを大きなものとして外層銅箔２を除去し、第２回および第３回目は照射エネルギを小さなものとして樹脂３を除去することにより、ブラインドホールを形成している。図示の場合、第１回の照射エネルギが大きかったため、穴１ａの外縁部には銅の付着により土手５が形成されている。また、第２回目および第３回目は照射エネルギが大きかったため、空洞部１ｂの最大直径ＤＤは穴１ａの直径ＤＣよりも大径になり、外層銅箔２の裏側部分には樹脂３が層状（以下、層状樹脂３ａという）に残り、内層銅箔４の表面には厚さが１μｍ程度の樹脂３あるいは樹脂３の残渣８が残っている。さらに、外層銅箔２の板厚が厚い場合、穴１ａ部分の外層銅箔２を除去するためにレーザのエネルギを大きくすると、外層銅箔２の局部的な温度上昇により、穴１ａ周辺の外層銅箔２の裏面には、長さＬＨ（１〜３μｍ程度）の銅箔剥離部７が発生する場合がある。
【００１３】
図３は、デスミア処理後を示している。図２で示す内層銅箔４の表面に付着していた樹脂３あるいは残渣８が除去されている。また、２点鎖線で示すデスミア前の形状に対して、空洞部１ｂの樹脂３表面が３〜５μｍ除去されている。また、層状樹脂３ａが除去され、空洞部の上端の外径は広がり、外層銅箔２の穴１ａの外縁部９がひさし状にＬｋ（１〜５μｍ）だけ突き出した状態になる。なお、デスミア処理の前後において外層銅箔２および内層銅箔４の板厚や穴１ａの直径は変化しない。
【００１４】
図４はエッチング処理の途中経過を、図５はエッチング処理後を示している。エッチング処理により、図４における点線、１点鎖線、２点鎖線の順で各部の寸法が変化する。そして、最終的に、外層銅箔２の表面は仕上がり板厚Ｔｔｅが元の板厚Ｔｔの１／２程度の２〜６μｍにまで表面を除去され、土手５もほぼ平坦になる。また、内層銅箔４の表面も同時に除去され、仕上がり板厚ＴＢｅが３〜９μｍ程度になる。なお、通常、内層銅箔４の表面が除去される深さは、外層銅箔２の表面が除去される深さよりも浅い。また、外縁部９は、エッチング液により表面、側面および裏面の三方からエッチングされ、ほぼ総てが除去される。そして、エッチング条件を外層銅箔２の仕上がり径ＤＦが樹脂３の仕上がり径Ｄｆ以上になるように選定すると、より効果的である。
【００１５】
図５は、めっき処理後を示しており、めっき後のブラインドホール１がすり鉢状に形成されている。
【００１６】
次に、実際の加工例を説明する。
【００１７】
外層銅箔２の板厚Ｔｔが５μｍの場合、第１回目のＣＯ₂レーザを、エネルギー密度３０Ｊ／ｃｍ²、パルス幅１２μｓで１パルス照射し、第２回目および第３回目をパルス幅３μｓでそれぞれ１パルス照射（すなわち、第１回目の照射エネルギの１／４）した。その後、外層銅箔２を３μｍエッチングして、外層銅箔２の板厚Ｔｔｅを約２μｍにすると、外縁部９を総て除去することができただけでなく、外層銅箔２の下側の仕上がり径ＤＦは樹脂３の仕上がり径Ｄｆに対して約＋２〜＋４μｍに仕上がり、外層銅箔２の上側の仕上がり径は外層銅箔２の下側の仕上がり径ＤＦに対して約＋２〜＋４μｍにすることができた。
【００１８】
また、外層銅箔２の板厚Ｔｔが８μｍの場合、エッチング処理量を増して、外層銅箔２の板厚Ｔｔｅが２〜３μｍになるまでエッチング処理することにより、土手６と同時に銅箔剥離部７も除去できた。すなわち、外層銅箔２と樹脂３との剥離長さＬＨが３μｍであっても、剥離した部分からエッチング液が進入し、４〜６μｍエッチングすることにより外層銅箔２の下側の仕上がり径ＤＦを大きくでき、外層銅箔２の樹脂３から剥離した部分を除去できた。この結果、めっき後に外層銅箔２と樹脂３との剥離の発生を予防することができた。
【００１９】
上記したように、本発明によれば、外層銅箔の表面からＣＯ₂レーザのレーザ光を照射することによりブラインドホールを加工し、しかもブラインドホールの形状をすり鉢状にすることができるから、ブラインドホールのすなわちプリント基板の品質が向上し、しかも、加工工程を大幅に減らすことができる。
【００２０】
なお、上記では、ＣＯ₂レーザの場合を説明したが、他のエキシマレーザあるいはＵＶレーザで加工する場合にも適用することができる。
【００２１】
また、外層銅箔の表面に凹凸を設けたが、表面が平坦な場合にも適用することができる。
【００２２】
さらに、上記の実施の形態では、エッチング処理により内層銅箔が薄くなり過ぎないようにするため、板厚ＴＢを板厚Ｔｔよりも３μｍ厚くしたが、エッチング処理を確実に管理できる場合には、板厚ＴＢと板厚Ｔｔを同じにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザにより形成するブラインドホールの断面形状をすり鉢状に形成でき、プリント基板の品質が向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加工前のプリント基板の断面図である。
【図２】本発明に係るレーザ加工直後のプリント基板の断面図である。
【図３】本発明に係るデスミア処理後のプリント基板の断面図である。
【図４】本発明に係るエッチング処理の途中経過を示すプリント基板の断面図である。
【図５】本発明に係るエッチング処理後のプリント基板の断面図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【図８】従来技術の説明図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１ブラインドホール
２外層銅箔
３樹脂
４内層銅箔

Claims

外層銅箔と内層銅箔を接続するブラインドホールを形成するプリント基板のブラインドホール形成方法において、
外層銅箔および内層銅箔までの絶縁物をレーザにより穴明けする工程、
加工した穴をデスミア処理する工程、
外層銅箔と内層銅箔をエッチング処理する工程
の順で形成し、前記エッチング処理する工程では、前記外層銅箔に形成した穴径が銅箔剥離部を除去できる穴径になるまで当該銅箔剥離部、前記外層銅箔表面及び前記内層銅箔表面をエッチング処理することを特徴とするプリント基板のブラインドホール形成方法。
穴明けをするレーザがＣＯ_２レーザであることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板のブラインドホール形成方法。