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JP4887575B2 - Manufacturing method of high-density multilayer build-up wiring board - Google Patents
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JP4887575B2 - Manufacturing method of high-density multilayer build-up wiring board - Google Patents

Manufacturing method of high-density multilayer build-up wiring board Download PDF

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JP4887575B2 JP2001194477A JP2001194477A JP4887575B2 JP 4887575 B2 JP4887575 B2 JP 4887575B2 JP 2001194477 A JP2001194477 A JP 2001194477A JP 2001194477 A JP2001194477 A JP 2001194477A JP 4887575 B2 JP4887575 B2 JP 4887575B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線層の構造の異なる開口部を、紫外線レーザーを用いて加工し、搭載される半導体チップとの接続信頼性に優れる高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューター等に代表されるように、電子機器に小型化、薄型化が求められている。そのため、内部に用いられる半導体装置用基板にも、小型化、薄型化が求められている。これら半導体装置用基板は、半導体チップやその他の部品を搭載し、ボール・グリッド・アレー(BGA)やピン・グリッド・アレー(PGA)等の形態で、親基板となる半導体装置用基板上に搭載される場合が多いだけでなく、親基板としても用いられる場合がある。
小型化、薄型化を実現するために、配線幅は細く、間隙は小さく、また配線層の多層化、配線層間を接続するバイアの小径化という、いわゆる高密度配線が求められている。そして高密度化しても接続不良や、絶縁不良が発生しない、信頼性の高い半導体装置が求められていた。
【0003】
これらの要求に対応する半導体装置用基板として、ビルドアップ法を用いた多層ビルドアップ配線板が知られている。この方法は、絶縁性のコア基板上に配線層を形成し、その上に絶縁層を形成し、さらにその上に配線層を形成し、さらに絶縁層を形成するという工程を繰り返すことにより、多層ビルドアップの配線板を形成するというものである。
この多層ビルドアップ配線板は,任意の層間に多数のバイアを形成できるため、高密度配線を行う上で適している。バイアは高密度配線に伴い,小径化が進んでおり、加工方法としてはレーザーが用いられることが増えてきている。また,バイア内を金属で充填し、バイア上にバイアを形成することにより、さらなる高密度配線が図られている。
【0004】
ビルドアップ法を用いた多層ビルドアップ配線板の例を、図2に従って説明する。まず図2(a)のように、ガラスエポキシ基板等のリジッドな材料からなる絶縁基板51上に配線層52を形成する。この場合、両面銅張ガラスエポキシ基板を用いて、エッチングにより配線層を形成するという方法が簡易でよい。配線層には配線パターン、バイア用ランド等が形成されている。続いて、図2(b)のように、シート状の絶縁樹脂を貼着し、絶縁層53を形成する。
なお、絶縁層の形成にあたってはシート状の樹脂を貼着するという方法が均一な厚さで簡易に絶縁層を形成できるという点からみて好ましいが、液状の樹脂を塗布するという方法でもよい。その場合の塗布方法としてはスクリーン印刷法、カーテンコート法やスピンコート法が適用されている。絶縁層の材料としては他にポリイミド樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。
【0005】
そして、バイアを形成するランド54の上部の絶縁樹脂をレーザーにより照射して取り除く。このようにレーザー加工でバイア用の孔を形成することにより、微細なバイアを得ることができる。レーザーとしては、YAGレーザー、炭酸ガスレーザーやエキシマレーザー等のレーザーが用いられている。
そして、過マンガン酸カリウムに浸漬することによって、孔内の洗浄を行う。この洗浄により、孔壁に付着した残渣、孔の底部に残存した残渣を除去する。
そして、図2(c)のように、絶縁層53上に無電解めっき、電解めっきによって銅層を形成し、バイア55を設け、形成された銅層をエッチングすることにより配線層56を形成する。この際、無電解めっきは、絶縁層上に導電性を付与し、電解めっきが可能となるようにするために行うものである。
【0006】
次に、図2(d)に示すように、絶縁層57を全面に形成し、バイアを形成する部分をレーザー加工する。形成の方法は、図2(b)の工程で用いた方法と同様でよい。さらに、ドリルを用いてスルーホール用の貫通孔58を形成する。
そして、図2(c)と同様の工程でめっきを行い、バイア59及びスルーホール60を形成する(図2(e))。この場合、スルーホール60は配線層の高密度形成の障害とならないように、なるべく孔径が小さいほうが好ましい。
続いて、エッチングにより配線層61を形成する。この際に反対の面の銅箔も同時にエッチングして、電源層62とする。そして、配線層61、電源層62を保護するソルダーレジスト63を設けて、多層ビルドアップ配線板が完成する(図2(f))。
【0007】
ところで、上述したような高い信頼性を有し、かつ高密度配線を行うために、下記のようなことが求められている。
即ち、図3に示すように、絶縁基板71上に配線層72が形成され、配線層上に絶縁層73が形成されている。絶縁層73にはレーザー加工により、バイア用孔が形成され、めっきによって導体層とバイア74、79が形成される。バイア74はめっきにより埋め込まれた形状となっている。
そして、導体層がエッチングによりパターニングされて配線層75が形成された後に、さらに絶縁層76が形成される。そして、絶縁層にバイア用孔が形成され、同様にめっきによって導体層とバイア77、80が形成される。この際、バイア77はバイア74上に、重なるように形成されている。
このように、バイアの上にバイアを重ねるように形成することによって、より設計上の自由度を向上させることができ、従って高密度な配線が可能になる。
さらに、配線層78上にはソルダーレジスト81が形成されており、部品等が接続されるパッド部82、83が露出している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような技術的背景のもと、上述の要求を一挙に満たすために発明者らが研究を進めた結果、次のような問題が明らかとなった。
即ち、図3のように、バイア上の絶縁層をレーザー加工する場合に、絶縁層76の下部に、バイア74が存在するバイア77部を加工する場合と、バイアが存在しないバイア80部を加工する場合で、同一加工条件で形成することができない。あるいは外層上に開口部を有するソルダーレジスト層を、レーザー加工により形成しようとした場合に、バイア上に形成されたパッド上の開口部82と、バイア上に形成されていないパッド上の開口部83を、同一加工条件で形成することができない、等の問題があった。
【0009】
これは、加工部の下部の構造に依存する熱容量に違いが生じるため、同一加工条件で開口部を形成することはできないことを意味する。
つまり、バイア上に形成された開口部は、バイア上に形成されていない開口部に比べ、金属でバイアが充填されていることから熱容量が大きいため、紫外線レーザーのエネルギーがバイアに吸収されやすく、その結果、開口部に絶縁層あるいはソルダーレジスト残渣が残りやすい。逆に、バイア上に形成されていない開口部は、バイア上に形成された開口部に比べ熱容量が小さいため、紫外線レーザーのエネルギー吸収の影響は大きく、その結果、開口部の底部にあたる導体部分にダメージを受けやすい。従って、同一加工条件で開口部を形成しようとしても、安定して開口部を形成することが困難なのである。
【0010】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、高密度配線を行うことが可能であり、かつ信頼性の高い多層プリント配線板を製造可能な、高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明は、スルーホールが形成されたコア基板の両面に、複数の配線層と絶縁層が交互に積層され、前記配線層間が金属で充填されたバイアを介して接続され、外層のパッドの一部は前記バイア上に形成されており、外層上に開口部を有するソルダーレジスト層を形成し、前記パッドを前記開口部から露出させる高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法において、前記開口部を、紫外線レーザーを用い、バイア上に形成されたパッド上の開口部と、バイア上に形成されていないパッド上の開口部で、異なる照射条件で、加工を行うことを特徴としている。
【0012】
また、本発明の請求項2に係る発明は、スルーホールが形成されたコア基板の両面に、複数の配線層と絶縁層が交互に積層され、前記配線層間が金属で充填されたバイアを介して接続され、前記バイアの上側配線層上の絶縁層に、一部の開口部が前記バイア上に形成されるように、バイア用の開口部を形成する高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法において、前記開口部を、紫外線レーザーを用い、前記バイア上に形成された開口部と、前記バイア上に形成されていないランド上の開口部で、異なる照射条件で、加工を行うことを特徴としている。
【0013】
すなわち、本発明の多層プリント配線板の製造方法では、開口部をレーザーで加工する際に、加工部の下部の構造に応じてレーザーの照射条件を変え、開口部を形成するものである。これにより下部の構造の熱容量に応じた適切な加工が出来、ソルダーレジスト残渣のない製造方法とするものである。照射条件としては、レーザー光のパルス数、エネルギー密度等である。
【0014】
また、本発明の請求項3に係る発明は、異なる照射条件が、紫外線レーザーをパルス状に照射しパルス数が異なる条件で照射することであることを特徴とする請求項1または2記載の高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
図1(a)、(b)に高密度多層ビルドアップ配線板の製造工程の一実施例を工程順に示す部分断面図を示す。
【0016】
まず、ガラスクロスにビスマレイミド−トリアジン樹脂が含浸された厚さ0.6mmの絶縁基板1の両面に、厚さ18μmの銅箔が貼着された両面銅張積層板を用い、ドリルによって、孔径が250μmの孔加工を行った(図示せず)。そして、無電解めっきを約0.3μm行った後に電解めっきを行った。この際の両面における銅層の厚さは27μmであった。その後、エポキシ系の絶縁樹脂であるPSR−4000(商品名;太陽インキ製造(株)製)をスクリーン印刷により、上記のめっきが施された貫通孔内に充填し、熱硬化させ、両面を軽く研磨して突出した部分を平滑にした。
そして、両面の銅層をパターニングして第一の配線層2を形成した。バイアの下部となるランドは140μmの円形となるようにエッチングした。
【0017】
なお、配線層形成には、上述のサブトラクティブ法の他に、アディティブ法も行われている。
サブトラクティブ法は上述のように、全面にめっきを施した後、エッチング用のレジストを形成し、レジストをパターニングした後、レジストから露出する銅層をエッチングすることにより、配線層を形成するものである。
【0018】
アディティブ法には、セミアディティブ法とフルアディティブ法がある。
セミアディティブ法は、無電解めっき等で、薄く銅層を形成し、めっき用のレジストを形成し、レジストをパターニングした後、レジストから露出する銅層に対して、パターンめっきを施すものである。例えば銅層をめっき電極として電解めっきを施す方法がある。そして、レジストを剥離し、全面を軽くエッチングすることによって、レジストに覆われていた部分の薄い銅層を除去し、配線層を形成するものである。
【0019】
フルアディティブ法は、絶縁層上に、めっき用のレジストを形成し、レジストをパターニングした後、レジストから露出する銅層に対して、パターンめっきを施すものである。一般に無電解めっきで行われる。
【0020】
そしてここで、両面の銅層に対し、黒化処理と呼ばれる酸化処理や、あるいはさらに酸化処理に続けて、還元処理や、ソフトエッチング処理、あるいはクエン酸等の有機酸処理等を行って、表面処理を行うことは好ましい。これは、第一の配線層と次に形成する絶縁層界面の密着力を向上させるものである。
【0021】
次に、銅表面処理を施した第一の配線層2上に、絶縁層3として仕上り時の樹脂厚が35μmとなるように、エポキシ系の絶縁樹脂であるPSR−4000(商品名;太陽インキ製造(株)製)を塗布し、熱硬化させた。そして、UVレーザーを照射し、第一の配線層上の径が140μmであるランドをストッパー層にして孔明け加工を行い、バイア形成部の絶縁層の上部径が40μmとなるように円状に除去、孔を形成して、最終的な第一のビルドアップ絶縁層を形成した。なお、このときのレーザー加工条件はエネルギー密度が、2.0J/cm2で、バイア下部径が上部径の50%である20μm以上確保するようなパルス数で加工を行った。実際の下部径は20μmであった。
【0022】
ここでは、バイア用の孔を小さく形成することが望まれ、そのためにレーザーが用いられるのであるが、波長が長すぎると光学的にビーム径を小さく絞ることが難しく、マスクを用いて絞る場合は、絞った部分以外は、マスクにあたってロスとなるため、照射エネルギーが小さくなる恐れがあった。
そこで、マスクを用いる場合でも、光学的にある程度ビーム径を小さく絞っておかなければならない。そのため、光学的にビーム径を小さく絞りやすく、単位ビーム径あたりの照射エネルギーを確保しやすいように、紫外線波長のレーザーを用いることが望ましい。
【0023】
次に、両面の絶縁層上に、過マンガン酸による樹脂表面処理を行った後、つづけて無電解めっき、電解めっきを施して、導体層を形成した。
次に、この導体層上にエッチングレジストを塗布し、露光、現像、エッチングを施し、両面の銅箔をパターニングして第二の配線層4を形成した。なお、第二の配線層内に設けられているバイア用ランドは、第一の配線層同様に、その直径が140μmの円であるデザインパターンを使用したものである。
【0024】
つづけて、この両面の第二の配線層4上に、絶縁層5として仕上り時の樹脂厚が35μmとなるように、第一のビルドアップ絶縁層と同じ材料を塗布し、熱硬化させた(図1(a))。
そして、UVレーザー9を照射し、第二配線層上のランドをストッパー層にして孔明け加工を行い、バイア形成部の絶縁層を直径40μmの円状に除去、孔を形成して、第二のビルドアップ絶縁層を形成した(図1(b))。なお、このときのレーザーの加工条件は、いずれもエネルギー密度は、2.0J/cm2で、バイア6上に形成する開口部7上の開口部を形成する際のパルス数が45パルス、バイア上でない開口部8を形成する際のパルス数が35パルスという条件で加工を行った。
【0025】
そして、残査を目視で確認したが、開口部7及び開口部8のいずれにおいても残査は確認されなかった。
【0026】
さらに、高密度配線を行うためには、次のような実施態様にすることが望ましい。
第一に配線層の厚さを薄くすることである。配線層が厚いと、高精度のパターニングが行いにくいため、高密度、高信頼性の多層プリント配線板が製造しにくいためである。サブトラクティブ法による場合は、配線層が厚いとエッチングを行った時に、下部のエッチングが進みにくく、台形状になってしまう。エッチング時間を長くすると、サイドエッチングが大きくなり、中央部がくびれた形状となってしまう。そのため、配線幅が細く、間隙が小さいパターニングが非常に行いにくい。アディティブ法による場合は、セミアディティブ法、フルアディティブ法のいずれの場合でも、パターンめっきを行うため、配線の密度や、面内で配線が偏っている場合、めっき厚にばらつきがでるが、配線層が厚くなるとこのばらつきがより大きくなってしまい、電気的な特性にばらつきがでてしまう結果となってしまう。そのため、配線層は薄くすることが望まれており、具体的には、10μm以下とすれば、サブトラクティブ、アディティブのいずれの方法によっても、安定した配線形状を得ることができ、好ましい。
【0027】
第二に、バイア底部のランドを小さくすることである。これは、高密度配線を行うために必要なことであり、具体的には140μm以下とすることが好ましい。
【0028】
第三に、バイア用の孔の下部径と上部径の差を小さくするということである。
これは、バイア用の孔壁に導体層を形成する手段として、めっきあるいはスパッタリングとめっきの組み合わせという手段が用いられるが、その際に下部径が小さいと、めっき液が内部に入りにくく、また孔内に気泡が残留しめっき液が入らなかったりする。またスパッタリングの場合も内部に付着しにくく、従って孔壁に導体層が十分に形成されずに、接続不良が生ずる恐れがある。そのため、ある程度の大きさの下部径を得ようとするのであるが、下部径の大きさが上部径に比べてあまりに小さいと、上部が著しく広がった形状になり、バイア上部のランドが大きくなり、配線密度が低下するためである。具体的には下部径が上部径の50%以上とすれば、接続信頼性を満たした上で、高密度な配線を行うことができて好ましい。
【0029】
なお、100%を越えると、下部径のほうが大きくなることになり、上述のように、孔壁に導体層が十分に形成されずに接続不良となる恐れがある。なお、通常のレーザー加工では、上部径より下部径が大きくなる、即ち100%を越える形状となることはないため、100%を越えることは考慮にいれなくてもよい。
【0030】
第四に、バイア用の孔の深さを孔の上部径で除した値を小さくすることである。なお、本明細書ではこの値をアスペクト比と呼ぶ。アスペクト比を1以下にすると、孔壁に導体層が十分に形成され、接続不良となる恐れがなく好ましい。
他の実施形態として、ソルダーレジストの開口部についてであるが、図1の絶縁層5に代えて、ソルダーレジスト層を形成した。ソルダーレジスト層は、材料としては、絶縁層の材料と同じPSR−4000(商品名;太陽インキ製造(株)製)を、仕上り時の樹脂厚が15μmとなるように塗布し、熱硬化させた。そして、レーザー加工により、開口部を形成した。
このときのレーザーの加工条件は、エネルギー密度が2.0J/cm2で、バイア6上に形成する開口部7上の開口部を形成する際のパルス数が25パルス、バイア上でない開口部8を形成する際は、10パルス、という条件で加工を行った。
【0031】
そして、残査を目視で確認したが、開口部7及び開口部8のいずれにおいても残査は確認されなかった。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、開口部を、紫外線レーザーを用い、バイア上に形成されたパッド上の開口部と、バイア上に形成されていないパッド上の開口部で、異なる照射条件で、加工を行うため、高密度配線を行うことが可能であり、かつ信頼性の高い多層プリント配線板を製造可能な、高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る高密度ビルドアップ配線板の製造方法の説明図
【図2】従来技術に係る半導体装置用基板の製造方法の説明図
【図3】従来技術に係る半導体装置用基板の製造方法の説明図
【符号の説明】
1 絶縁基板
2、4 配線層
3、5 絶縁層
6 バイア
7、8 開口部
9 レーザー
51、71 絶縁基板
52、72 配線層
53、73 絶縁層
54 バイア形成部
55、74、79 バイア
56、75 配線層
57、76 絶縁層
58 貫通孔
59、77、80 バイア
60 スルーホール
61、78 配線層
62 電源層のパターン
63、81 ソルダーレジスト
82、83 開口部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a high-density multilayer buildup wiring board in which openings having different wiring layer structures are processed using an ultraviolet laser and excellent in connection reliability with a mounted semiconductor chip.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as represented by personal computers and the like, electronic devices are required to be smaller and thinner. For this reason, a semiconductor device substrate used inside is also required to be reduced in size and thickness. These semiconductor device substrates have semiconductor chips and other components mounted thereon, and are mounted on the semiconductor device substrate as a parent substrate in the form of a ball grid array (BGA), pin grid array (PGA), or the like. In many cases, it is also used as a parent substrate.
In order to realize miniaturization and thinning, so-called high-density wiring is required in which the wiring width is narrow, the gap is small, the wiring layers are multilayered, and the vias connecting the wiring layers are reduced in diameter. There has been a demand for a highly reliable semiconductor device that does not cause connection failure or insulation failure even when the density is increased.
[0003]
A multilayer build-up wiring board using a build-up method is known as a substrate for a semiconductor device that meets these requirements. In this method, a wiring layer is formed on an insulative core substrate, an insulating layer is formed thereon, a wiring layer is further formed thereon, and a step of forming an insulating layer is repeated, whereby a multilayer is formed. A build-up wiring board is formed.
This multilayer build-up wiring board is suitable for high-density wiring because a large number of vias can be formed between arbitrary layers. Vias are becoming smaller in diameter with high density wiring, and lasers are increasingly used as processing methods. Further, by filling the vias with metal and forming vias on the vias, higher density wiring is achieved.
[0004]
An example of a multilayer buildup wiring board using the buildup method will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, a wiring layer 52 is formed on an insulating substrate 51 made of a rigid material such as a glass epoxy substrate. In this case, a method of forming a wiring layer by etching using a double-sided copper-clad glass epoxy substrate may be simple. In the wiring layer, wiring patterns, via lands, and the like are formed. Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a sheet-like insulating resin is attached to form the insulating layer 53.
In forming the insulating layer, a method of sticking a sheet-like resin is preferable from the viewpoint that the insulating layer can be easily formed with a uniform thickness, but a method of applying a liquid resin may also be used. As a coating method in that case, a screen printing method, a curtain coating method, or a spin coating method is applied. Other materials for the insulating layer include polyimide resin and acrylic resin.
[0005]
Then, the insulating resin above the lands 54 forming the vias is removed by irradiation with a laser. By forming via holes by laser processing in this way, fine vias can be obtained. As the laser, a laser such as a YAG laser, a carbon dioxide gas laser, or an excimer laser is used.
And the inside of a hole is wash | cleaned by being immersed in potassium permanganate. By this cleaning, the residue adhering to the hole wall and the residue remaining at the bottom of the hole are removed.
Then, as shown in FIG. 2C, a copper layer is formed on the insulating layer 53 by electroless plating or electrolytic plating, a via 55 is provided, and the formed copper layer is etched to form a wiring layer 56. . At this time, the electroless plating is performed in order to impart conductivity to the insulating layer so that the electrolytic plating can be performed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 2D, an insulating layer 57 is formed on the entire surface, and a portion where a via is formed is laser processed. The formation method may be the same as the method used in the step of FIG. Further, a through hole 58 for a through hole is formed using a drill.
Then, plating is performed in the same process as in FIG. 2C to form the via 59 and the through hole 60 (FIG. 2E). In this case, it is preferable that the hole diameter of the through hole 60 is as small as possible so as not to hinder the high density formation of the wiring layer.
Subsequently, the wiring layer 61 is formed by etching. At this time, the copper foil on the opposite surface is also etched to form the power source layer 62. And the solder resist 63 which protects the wiring layer 61 and the power supply layer 62 is provided, and a multilayer buildup wiring board is completed (FIG.2 (f)).
[0007]
By the way, in order to have high reliability as described above and high-density wiring, the following is required.
That is, as shown in FIG. 3, the wiring layer 72 is formed on the insulating substrate 71, and the insulating layer 73 is formed on the wiring layer. Via holes are formed in the insulating layer 73 by laser processing, and conductor layers and vias 74 and 79 are formed by plating. The via 74 has a shape embedded by plating.
Then, after the conductor layer is patterned by etching to form the wiring layer 75, an insulating layer 76 is further formed. Then, via holes are formed in the insulating layer, and conductor layers and vias 77 and 80 are similarly formed by plating. At this time, the via 77 is formed to overlap the via 74.
In this way, by forming vias on top of vias, the degree of freedom in design can be further improved, thus enabling high-density wiring.
Further, a solder resist 81 is formed on the wiring layer 78, and the pad portions 82 and 83 to which components and the like are connected are exposed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Based on the technical background as described above, as a result of researches conducted by the inventors to meet the above requirements all at once, the following problems became clear.
That is, as shown in FIG. 3, when laser processing is performed on the insulating layer on the via, in the lower part of the insulating layer 76, the 77 part of the via having the via 74 is processed, and the 80 part of the via having no via are processed. In this case, it cannot be formed under the same processing conditions. Alternatively, when a solder resist layer having an opening on the outer layer is to be formed by laser processing, an opening 82 on the pad formed on the via and an opening 83 on the pad not formed on the via. Cannot be formed under the same processing conditions.
[0009]
This means that an opening cannot be formed under the same processing conditions because a difference occurs in the heat capacity depending on the structure below the processing portion.
In other words, the opening formed on the via has a larger heat capacity because the via is filled with metal compared to the opening not formed on the via, so the energy of the ultraviolet laser is easily absorbed by the via, As a result, the insulating layer or solder resist residue tends to remain in the opening. On the other hand, the opening not formed on the via has a smaller heat capacity than the opening formed on the via, so the influence of energy absorption by the ultraviolet laser is large, and as a result, the conductor portion corresponding to the bottom of the opening Easy to take damage. Therefore, it is difficult to form the opening stably even if the opening is formed under the same processing conditions.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is that a high-density multilayer build capable of performing high-density wiring and manufacturing a highly reliable multilayer printed wiring board is possible. It is in providing the manufacturing method of an up-wiring board.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, according to the first aspect of the present invention, a plurality of wiring layers and insulating layers are alternately laminated on both surfaces of a core substrate in which through holes are formed, and the wiring layers are filled with metal. A part of the pad of the outer layer is formed on the via, and a solder resist layer having an opening is formed on the outer layer, and the pad is exposed from the opening. In the method for manufacturing a multilayer build-up wiring board, the opening is formed by using an ultraviolet laser, and the irradiation conditions are different between an opening on the pad formed on the via and an opening on the pad not formed on the via. It is characterized by processing.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, a plurality of wiring layers and insulating layers are alternately laminated on both surfaces of a core substrate on which through holes are formed, and vias in which the wiring layers are filled with metal are interposed. A method for manufacturing a high-density multilayer build-up wiring board in which openings for vias are formed in the insulating layer on the upper wiring layer of the vias so that some openings are formed on the vias. In the method, the opening is processed using an ultraviolet laser under different irradiation conditions between an opening formed on the via and an opening on a land not formed on the via. Yes.
[0013]
That is, in the method for manufacturing a multilayer printed wiring board according to the present invention, when the opening is processed with a laser, the laser irradiation conditions are changed according to the structure below the processed portion to form the opening. As a result, appropriate processing according to the heat capacity of the lower structure can be performed, and a manufacturing method free from solder resist residue is obtained. Irradiation conditions include the number of pulses of laser light, energy density, and the like.
[0014]
The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the different irradiation conditions are that the ultraviolet laser is irradiated in a pulsed manner and the number of pulses is different. It is a manufacturing method of a density multilayer buildup wiring board.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1A and 1B are partial cross-sectional views showing an embodiment of a manufacturing process of a high-density multilayer build-up wiring board in the order of processes.
[0016]
First, using a double-sided copper-clad laminate in which a copper foil having a thickness of 18 μm is adhered to both sides of a 0.6 mm-thick insulating substrate 1 in which a glass cloth is impregnated with a bismaleimide-triazine resin, a hole diameter is measured by a drill Drilled 250 μm (not shown). And after performing electroless plating about 0.3 micrometer, electrolytic plating was performed. The thickness of the copper layer on both sides at this time was 27 μm. Thereafter, PSR-4000 (trade name; manufactured by Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd.), which is an epoxy insulating resin, is filled into the plated through holes by screen printing, thermally cured, and both sides are lightened. The protruding part was smoothened by polishing.
Then, the first wiring layer 2 was formed by patterning the copper layers on both sides. The land which becomes the lower part of the via was etched so as to have a circular shape of 140 μm.
[0017]
In addition to the above-described subtractive method, an additive method is also used for forming the wiring layer.
As described above, the subtractive method forms a wiring layer by plating the entire surface, forming a resist for etching, patterning the resist, and etching the copper layer exposed from the resist. is there.
[0018]
The additive method includes a semi-additive method and a full additive method.
In the semi-additive method, a thin copper layer is formed by electroless plating, a plating resist is formed, the resist is patterned, and then the copper layer exposed from the resist is subjected to pattern plating. For example, there is a method of performing electrolytic plating using a copper layer as a plating electrode. Then, the resist is peeled off, and the entire surface is lightly etched to remove the thin copper layer covered with the resist and form a wiring layer.
[0019]
In the full additive method, a plating resist is formed on an insulating layer, the resist is patterned, and then pattern plating is performed on the copper layer exposed from the resist. Generally, it is performed by electroless plating.
[0020]
And here, the copper layer on both sides is subjected to oxidation treatment called blackening treatment, or further oxidation treatment, followed by reduction treatment, soft etching treatment, organic acid treatment such as citric acid, etc. It is preferable to carry out the treatment. This improves the adhesion between the first wiring layer and the next formed insulating layer interface.
[0021]
Next, PSR-4000 (trade name; solar ink), which is an epoxy-based insulating resin, is formed on the first wiring layer 2 subjected to the copper surface treatment so that the resin thickness when finished as the insulating layer 3 is 35 μm. (Manufactured by Manufacturing Co., Ltd.) was applied and thermally cured. Then, UV laser irradiation is performed, and a hole having a diameter of 140 μm on the first wiring layer is used as a stopper layer to perform drilling, so that the upper diameter of the insulating layer in the via forming portion is circular so that the diameter is 40 μm. Removal and holes were formed to form a final first build-up insulating layer. In this case, the laser processing conditions were such that the energy density was 2.0 J / cm 2 and the number of pulses was such that a via lower diameter was 20% or more, which was 50% of the upper diameter. The actual lower diameter was 20 μm.
[0022]
Here, it is desirable to form a small hole for via, and a laser is used for this purpose.However, if the wavelength is too long, it is difficult to optically narrow the beam diameter, and when using a mask, Except for the narrowed part, the mask is lost, so there is a possibility that the irradiation energy becomes small.
Therefore, even when a mask is used, it is necessary to optically narrow the beam diameter to some extent. Therefore, it is desirable to use an ultraviolet wavelength laser so that the beam diameter can be optically reduced and easily reduced, and the irradiation energy per unit beam diameter can be easily secured.
[0023]
Next, after conducting a resin surface treatment with permanganic acid on both insulating layers, electroless plating and electrolytic plating were performed to form a conductor layer.
Next, an etching resist was applied on the conductor layer, exposed, developed, and etched, and the copper foils on both sides were patterned to form the second wiring layer 4. The via land provided in the second wiring layer uses a design pattern having a diameter of 140 μm as in the first wiring layer.
[0024]
Subsequently, the same material as that of the first build-up insulating layer was applied on the second wiring layers 4 on both sides so that the resin thickness at the time of finishing as the insulating layer 5 was 35 μm, and was thermally cured ( FIG. 1 (a)).
Then, the UV laser 9 is irradiated, the land on the second wiring layer is used as a stopper layer, the hole is drilled, the insulating layer in the via forming portion is removed in a circular shape with a diameter of 40 μm, and a hole is formed. A build-up insulating layer was formed (FIG. 1B). The laser processing conditions at this time are all energy density of 2.0 J / cm 2 , and the number of pulses when forming the opening on the opening 7 formed on the via 6 is 45 pulses. Processing was performed under the condition that the number of pulses when forming the opening 8 not above was 35 pulses.
[0025]
And although the residue was confirmed visually, the residue was not confirmed in any of the opening part 7 and the opening part 8. FIG.
[0026]
Furthermore, in order to perform high-density wiring, it is desirable to adopt the following embodiment.
The first is to reduce the thickness of the wiring layer. This is because if the wiring layer is thick, it is difficult to perform high-precision patterning, and it is difficult to manufacture a high-density, highly reliable multilayer printed wiring board. In the case of the subtractive method, if the wiring layer is thick, the etching of the lower part is difficult to proceed when etching is performed, and a trapezoidal shape is formed. If etching time is lengthened, side etching will become large and the center part will have a constricted shape. Therefore, patterning with a narrow wiring width and a small gap is very difficult. In the case of the additive method, the pattern plating is performed in both the semi-additive method and the full additive method, so if the wiring density or the wiring is uneven in the plane, the plating thickness will vary, but the wiring layer As the thickness increases, this variation becomes larger, resulting in variations in electrical characteristics. Therefore, it is desired to make the wiring layer thin. Specifically, if the thickness is 10 μm or less, a stable wiring shape can be obtained by any of the subtractive and additive methods, which is preferable.
[0027]
The second is to reduce the land at the bottom of the via. This is necessary for high-density wiring, and specifically, it is preferably 140 μm or less.
[0028]
Thirdly, the difference between the lower diameter and the upper diameter of the via hole is reduced.
This means that plating or a combination of sputtering and plating is used as a means for forming a conductor layer on the via hole wall. However, if the lower diameter is small, the plating solution is difficult to enter the interior. Bubbles may remain inside and plating solution may not enter. Also, in the case of sputtering, it is difficult to adhere to the inside, so that a conductor layer is not sufficiently formed on the hole wall, and there is a risk of poor connection. Therefore, we try to obtain a lower diameter of a certain size, but if the size of the lower diameter is too small compared to the upper diameter, the upper part becomes a shape that is significantly widened, and the land at the upper part of the via becomes larger, This is because the wiring density decreases. Specifically, it is preferable that the lower diameter is 50% or more of the upper diameter because high-density wiring can be performed while satisfying connection reliability.
[0029]
If it exceeds 100%, the lower diameter becomes larger, and as described above, a conductor layer may not be sufficiently formed on the hole wall, which may result in poor connection. Note that in ordinary laser processing, the lower diameter is not larger than the upper diameter, that is, the shape does not exceed 100%. Therefore, it is not necessary to consider exceeding 100%.
[0030]
Fourthly, the value obtained by dividing the depth of the via hole by the upper diameter of the hole is reduced. In the present specification, this value is referred to as an aspect ratio. An aspect ratio of 1 or less is preferable because a conductor layer is sufficiently formed on the hole wall and there is no risk of poor connection.
As another embodiment, a solder resist layer is formed in place of the insulating layer 5 in FIG. As a material for the solder resist layer, the same PSR-4000 (trade name; manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd.) as the material of the insulating layer was applied and heat-cured so that the resin thickness at the time of finishing was 15 μm. . And the opening part was formed by laser processing.
The laser processing conditions at this time were an energy density of 2.0 J / cm 2 , a pulse number of 25 when forming an opening on the opening 7 formed on the via 6, and an opening 8 not on the via. When forming, processing was performed under the condition of 10 pulses.
[0031]
And although the residue was confirmed visually, the residue was not confirmed in any of the opening part 7 and the opening part 8. FIG.
[0032]
【Effect of the invention】
According to the present invention, an opening is processed using an ultraviolet laser under different irradiation conditions between an opening on a pad formed on a via and an opening on a pad not formed on a via. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a high-density multilayer build-up wiring board capable of performing high-density wiring and capable of manufacturing a highly reliable multilayer printed wiring board.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a manufacturing method of a high-density build-up wiring board according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view of a manufacturing method of a substrate for a semiconductor device according to a conventional technique. Explanatory drawing of manufacturing method of substrate for equipment [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2, 4 Wiring layer 3, 5 Insulating layer 6 Via 7, 7 Opening 9 Laser 51, 71 Insulating substrate 52, 72 Wiring layer 53, 73 Insulating layer 54 Via formation part 55, 74, 79 Via 56, 75 Wiring layer 57, 76 Insulating layer 58 Through hole 59, 77, 80 Via 60 Through hole 61, 78 Wiring layer 62 Power supply layer pattern 63, 81 Solder resist 82, 83 Opening

Claims (3)

スルーホールが形成されたコア基板の両面に、複数の配線層と絶縁層が交互に積層され、外層と他の配線層間が金属で充填されたバイアを介して接続され、外層のパッドの一部は前記バイア上に形成されており、外層上に開口部を有するソルダーレジスト層を形成し、前記パッドを前記開口部から露出させる高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法において、
前記開口部を、紫外線レーザーを用い、バイア上に形成されたパッド上の開口部と、バイア上に形成されていないランド上の開口部で、異なる照射条件で、加工を行うことを特徴とする高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法。
A plurality of wiring layers and insulating layers are alternately stacked on both sides of the core substrate in which through holes are formed, and the outer layer and other wiring layers are connected via metal-filled vias, and part of the pads on the outer layer Is formed on the via, forms a solder resist layer having an opening on the outer layer, and in the method of manufacturing a high-density multilayer build-up wiring board in which the pad is exposed from the opening,
The opening is processed using an ultraviolet laser under different irradiation conditions between an opening on a pad formed on a via and an opening on a land not formed on a via. Manufacturing method of high-density multilayer build-up wiring board.
スルーホールが形成されたコア基板の両面に、複数の配線層と絶縁層が交互に積層され、前記配線層間が金属で充填されたバイアを介して接続され、前記バイアの上側配線層上の絶縁層に、一部の開口部が前記バイア上に形成されるように、バイア用の開口部を形成する高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法において、
前記開口部を、紫外線レーザーを用い、前記バイア上に形成された開口部と、前記バイア上に形成されていないランド上の開口部で、異なる照射条件で、加工を行うことを特徴とする高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法。
A plurality of wiring layers and insulating layers are alternately stacked on both surfaces of the core substrate in which the through holes are formed, and the wiring layers are connected via vias filled with metal, and insulation on the upper wiring layer of the vias In the method of manufacturing a high-density multilayer build-up wiring board that forms openings for vias such that some openings are formed on the vias in the layer,
The opening is processed under different irradiation conditions using an ultraviolet laser in an opening formed on the via and an opening on a land not formed on the via. A manufacturing method of a density multilayer build-up wiring board.
異なる照射条件が、紫外線レーザーをパルス状に照射しパルス数が異なる条件で照射することであることを特徴とする請求項1または2記載の高密度多層ビルドアップ配線板の製造方法。  3. The method for producing a high-density multilayer build-up wiring board according to claim 1, wherein the different irradiation conditions are that the ultraviolet laser is irradiated in a pulse shape and the number of pulses is different.
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