貫通孔形成方法和配線電路基板的製造方法
2023-07-09 02:06:01 2
專利名稱：貫通孔形成方法和配線電路基板的製造方法
技術領域：
本發明涉及在具有導體層與絕緣層的疊層結構的導體疊層板中形 成貫通孔的貫通孔形成方法和包括該貫通孔形成方法的配線電路基板 的製造方法。
背景技術：
一直以來，在各種電氣設備或電子設備中使用配線電路基板。該 配線電路基板通常具有由聚醯亞胺構成的絕緣層與在該絕緣層的兩面 上形成的由例如銅箔構成的導體層的疊層結構。此外，上述絕緣層與 導體層有時利用粘接劑層粘接。另外，上述導體層通過進行蝕刻而成 為規定的導體圖案。
當製造這樣的配線電路基板時，使用例如具有上述疊層結構的銅 疊層板。所謂銅疊層板為利用粘接劑層在由聚醯亞胺等構成的絕緣層 上預先疊層由銅箔等構成的多個導體層而形成的板。
在上述銅疊層板上設置有用於將多個導體層間電連接的貫通孔
(throughhole)。該貫通孔通過向銅疊層板照射雷射而形成。在這樣形 成貫通孔後，在該貫通孔的表面上形成用於將導體層間電連接的金屬 薄膜(無電解鍍層和電解鍍層)(例如，參照特開2005-072324號公報)。 但是，在如上所述為了在銅疊層板中形成貫通孔而照射雷射的情 況下，貫通孔的內壁上的粘接劑層的表面由於在形成中的貫通孔內產 生的熱能而被挖去，成為凹狀(或凸狀)。結果，在形成上述金屬薄膜 時，該金屬薄膜斷線，電連接的可靠性降低。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠不挖去粘接劑層而形成貫通孔的貫 通孔形成方法。
本發明的另一個目的是提供一種能夠防止電連接的可靠性降低的 配線電路基板的製造方法。
根據本發明的一個方面的一種貫通孔形成方法，其在通過粘接劑
層疊層導體層與絕緣層而成的導體疊層板(conductor laminated plate，
導體片疊層板)中形成貫通孔，其特徵在於，包括在導體疊層板中 形成第一貫通孔的工序；和利用雷射將第一貫通孔的內周壁除去，由 此形成與第一貫通孔大致同心、並且直徑比第一貫通孔大的第二貫通 孔的工序。
在該貫通孔形成方法中，在通過粘接劑層疊層導體層與絕緣層而 成的導體疊層板中形成第一貫通孔。利用雷射將形成的第一貫通孔的 內周壁除去，由此形成與第一貫通孔大致同心、並且直徑比第一貫通 孔大的第二貫通孔。
當在這樣形成第一貫通孔後，形成與該第一貫通孔大致同心並且 直徑大的第二貫通孔時，雷射的熱能擴散到第一貫通孔內部的空氣層 中。由此，第二貫通孔的內壁上的粘接劑層難以吸收熱能，可抑制第 二貫通孔的內壁上的粘接劑層被挖去。因此，能夠良好地形成第二貫 通孔。
形成第一貫通孔的工序可以包括通過嚮導體疊層板照射雷射而形 成第一貫通孔。在該情況下，在利用雷射形成第一貫通孔後，能夠連 續地利用雷射形成第二貫通孔。
導體疊層板可以包括多個導體層。在該情況下，可實現由多個導 體層構成的多層導體疊層板。在這樣的多層導體疊層板中，也能夠不 挖去粘接劑層而形成貫通孔。
絕緣層可以包括聚醯亞胺。在該情況下，可確保絕緣層的柔軟性 和絕緣性。
粘接劑層可以包括丙烯酸系粘接劑、環氧系粘接劑和橡膠系粘接 劑中的至少一種。在該情況下，可確保絕緣層與導體層的高粘接性。
導體層可以包括銅箔。在該情況下，導體層的導電率高、並且容 易通過蝕刻(etching)形成圖案。
根據本發明的另一個方面的一種配線電路基板的製造方法，其包 括準備在絕緣層的兩面上隔著至少一個粘接劑層而具有導體層的導 體疊層板的工序；形成貫通導體疊層板的貫通孔的工序；在貫通孔的 內周面和導體層的表面上形成導電體層的工序；和加工導體層，形成
導體圖案的工序，其特徵在於，形成貫通孔的工序包括在導體疊層 板中形成第一貫通孔的工序；和利用雷射將第一貫通孔的內周壁除去， 由此形成與第一貫通孔大致同心、並且直徑比第一貫通孔大的第二貫 通孔作為上述貫通孔的工序。
在該配線電路基板的製造方法中，首先準備在絕緣層的兩面上隔 著至少一個粘接劑層而具有導體層的導體疊層板。接著，形成貫通上 述導體疊層板的貫通孔。在該情況下，在通過粘接劑層疊層導體層與 絕緣層而成的導體疊層板中形成第一貫通孔。利用雷射將已形成的第 一貫通孔的內周壁除去，由此形成與第一貫通孔大致同心、並且直徑 比第一貫通孔大的第二貫通孔作為上述的貫通孔。
接著，在貫通孔的內周面和導體層的表面上形成導電體層後，對 導體層進行加工，由此形成導體圖案。
當在這樣形成第一貫通孔後，形成與該第一貫通孔大致同心並且 直徑大的第二貫通孔時，雷射的熱能擴散到第一貫通孔內部的空氣層 中。由此，第二貫通孔的內壁上的粘接劑層難以吸收熱能，可抑制第 二貫通孔的內壁上的粘接劑層被挖去。因此，能夠良好地形成第二貫 通孔。
結果，在良好地形成的上述貫通孔的內周面和導體層的表面上， 能夠不斷線地形成導電體層。因此，能夠防止電連接可靠性降低。
形成第一貫通孔的工序可以包括通過嚮導體疊層板照射雷射而形 成第一貫通孔。在該情況下，在利用雷射形成第一貫通孔後，能夠連 續地利用雷射形成第二貫通孔。
導體疊層板可以包括多個導體層。在該情況下，可實現由多個導 體層構成的多層導體疊層板。在這樣的多層導體疊層板中，也能夠不 挖去粘接劑層而形成貫通孔。
絕緣層可以包括聚醯亞胺。在該情況下，可確保絕緣層的柔軟性 和絕緣性。
粘接劑層可以包括丙烯酸系粘接劑、環氧系粘接劑和橡膠系粘接 劑中的至少一種。在該情況下，可確保絕緣層與導體層的高粘接性。
導體層可以包括銅箔。在該情況下，導體層的導電率高、並且容 易通過蝕刻形成圖案。
圖1為表示作為導體疊層板的疊層體的例子的截面圖。
圖2為表示使用圖1的疊層體的配線電路基板的製造工序的示意 性截面圖。
圖3為用於對在疊層體中形成第一貫通孔的貫通孔形成方法進行 說明的說明圖。
圖4為用於對在疊層體中形成第二貫通孔的貫通孔形成方法進行 說明的說明圖。
圖5為表示疊層體的另一個例子的截面圖。
圖6為表示實施例1中的貫通孔形成方法的順序的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發明的貫通孔形成方法和配線電路基板的 製造方法進行說明。
(1)第一實施方式 (1-1)導體疊層板的結構
圖1為表示作為導體疊層板的疊層體的例子的截面圖。 如圖1所示，疊層體10通過由例如銅箔構成的第一導體層1、粘 接劑層2、絕緣層3、和由例如銅箔構成的第二導體層4依次疊層而成。 將這樣利用粘接劑層2在絕緣層3上疊層由銅箔構成的多個第一和第 二導體層l、 4而形成的板稱為銅疊層板(copper laminated plate，銅片 疊層板)。
作為第一和第二導體層1、4的其它例子，可舉出鎳(Ni)、金(Au)、 鉛(Pb)、和它們的合金等。在本實施方式中，如上所述，使用銅箔作 為第一和第二導體層1、 4。第一和第二導體層1、 4的厚度優選為例如 3 50jim。
作為絕緣層3的例子，可舉出聚醯亞胺樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、 丙烯酸樹脂、聚醚腈(polyethernitrile)樹脂、聚醚碸樹脂、聚對苯二 甲酸乙二醇酯樹脂、和聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂等。當考慮確保良好 的絕緣性和實現低成本化時，優選使用聚醯亞胺樹脂。絕緣層3的厚
度優選為例如5 50nm。
作為粘接劑層2的例子，可舉出丙烯酸系粘接劑、環氧系粘接劑 和橡膠系粘接劑等。粘接劑層2的厚度優選為例如2 50,。 (l-2)配線電路基板的製造方法
在此，參照附圖，對使用作為導體疊層板的上述疊層體10的配線 電路基板的製造方法進行說明。
圖2為表示使用圖1的疊層體10的配線電路基板的製造工序的示 意性截面圖。此外，在圖2中，為了簡化，將粘接劑層2的圖示省略。
如圖2 (a)所示，首先，準備圖1的疊層體10。接著，如圖2 (b) 所示，在規定的位置形成將第一導體層1、第二導體層4和絕緣層3 貫通的第二貫通孔31。
在本實施方式中，使用具有如下的2個工序的形成方法形成後 述的第一貫通孔30;和然後形成與該第一貫通孔30大致同心並且直徑 大的第二貫通孔31。此外，對於第一貫通孔30和第二貫通孔31的形 成方法的詳細情況，將在後面說明。
接著，在絕緣層3以及第一和第二導體層1、 4上形成導電體層。 在本實施方式中，使用無電解銅鍍層8作為上述導電體層。具體地說， 在絕緣層3以及第一和第二導體層1、 4的表面上塗布鈀催化劑後，將 其浸漬在銅鍍液中。由此，如圖2 (c)所示，在第二貫通孔31的內壁 以及第一和第二導體層l、 4的表面上形成無電解銅鍍層8。第一導體 層1與第二導體層4通過該無電解銅鍍層8而電連接。此外，無電解 銅鍍層8的厚度為例如0.3pm。
然後，如圖2 (d)所示，通過在無電解銅鍍層8的整個表面上進 行電解鍍銅而形成電解銅鍍層9。電解銅鍍層9的厚度為例如5|am以 上20|im以下。
接著，如圖2 (e)所示，通過在第二貫通孔31和第二貫通孔31 的周邊部(未圖示)的區域形成蝕刻抗蝕劑(etchingresist)(未圖示) 並進行蝕刻，將除第二貫通孔31和上述周邊部以外的區域的電解銅鍍 層9除去。
另外，如圖2 (f)所示，在將上述區域的電解銅鍍層9除去後， 通過對該區域的無電解銅鍍層8以及第一和第二導體層1、4進行蝕刻， 使第一和第二導體層l、 4的厚度變薄。這樣的蝕刻例如為使用過硫酸
鈉的軟蝕刻(soft etching)。此外，由蝕刻除去的厚度能夠利用蝕刻的 溫度、時間或蝕刻液(過硫酸鈉)的濃度進行控制。
接著，在用酸對通過蝕刻而減薄後的第一和第二導體層l、 4進行 洗淨處理後，在第一和第二導體層1、 4的表面上形成光致抗蝕劑 (photoresist)(未圖示)，利用曝光處理和顯影處理將第一和第二導體 層1、 4圖案加工成期望的形狀。
由此，如圖2 (g)所示，形成導體圖案la、 4a。導體圖案la、 4a 的寬度為例如75pm，間隔為例如75pm。
另外，如圖2 (h)所示，利用由帶有粘接劑的聚醯亞胺樹脂構成 的覆蓋膜(coverlay) 12覆蓋導體圖案la、 4a、無電解銅鍍層8和電解 銅鍍層9。覆蓋膜12的厚度為例如20pm。在該情況下，使導體圖案 4a的接觸(contact)部11露出。
然後，通過進行無電解鍍鎳/金，在露出的導體圖案4a的接觸部 11上形成無電解金鍍層13。此外，作為配線電路基板的另一種製造方 法，也可以使用添加法(additive method)(例如按照圖2 (c)、 (e)、 (g)、 (h)的順序)。
(1-3)貫通孔形成方法
接著，參照附圖，對在上述疊層體10中形成第二貫通孔31的貫 通孔形成方法進行說明。
圖3為用於對在疊層體10中形成第一貫通孔30的貫通孔形成方 法進行說明的說明圖。
如圖3所示，使用例如雷射、衝孔法、或鑽孔等，在疊層體10中 形成第一貫通孔30。此外，在形成上述第一貫通孔30後，在連續地形 成後述的第二貫通孔31方面，優選使用雷射。
在此，在本實施方式中，為了形成上述的第一貫通孔30，能夠使 用穿孑L力口I法(trepanning machining)。
所謂穿孔加工法是指按照如下的軌道進行雷射照射的加工方法
在圖3中，從要形成的第一貫通孔30的大致中心區域開始雷射的照射， 沿著與要形成的第一貫通孔30的孔徑對應的圓周進行雷射的照射，最 後再次返回要形成的第一貫通孔30的上述大致中心區域。此外，在圖
3中，沿著雷射的照射軌道，圖示雷射的1次的照射面積A。 第一貫通孔30的孔徑優選為例如雷射直徑的大約2倍。 此外，第一貫通孔30可以按照通過利用雷射進行1次加工而成為
期望的孔徑的方式形成，也可以通過利用雷射進行2次以上的加工而形成。
通過這樣利用雷射進行例如2次加工而形成第一貫通孔30，能夠 減少第一貫通孔30的內壁上的粘接劑層2由於雷射的熱能而被挖去的
接著，在本實施方式中，形成第一貫通孔30後，接著形成後述的 第二貫通孔31。
圖4為用於對在疊層體10中形成第二貫通孔31的貫通孔形成方
法進行說明的說明圖。
如圖4所示，通過與形成第一貫通孔30時同樣地照射雷射，形成 與第一貫通孔30大致同心、並且孔徑比該第一貫通孔30的孔徑大的 第二貫通孔31。
當這樣形成第二貫通孔31時，由雷射產生的熱能擴散到第一貫通 孔30內部的空氣層中，因此第二貫通孔31的內壁上的粘接劑層2難 以吸收熱能。
(2)第二實施方式
圖5為表示疊層體的另一個例子的截面圖。
如圖5所示，疊層體20通過由例如銅箔構成的第一導體層1、第 二粘接劑層5、第一絕緣層3、第一粘接劑層2、由例如銅箔構成的第 三導體層6、第二絕緣層7、和由例如銅箔構成的第二導體層4依次疊 層而成。
第二粘接劑層5由與第一粘接劑層2相同的材料構成，其厚度為 例如10pm。
作為第三導體層6的其它例子，與第一和第二導體層l、 4的其它 例子相同。第三導體層6的厚度與第一和第二導體層1、 4的厚度相同。
第二絕緣層7由與絕緣層(第一絕緣層)3相同的材料構成，並具 有與其相同的厚度。
在第二實施方式的疊層體20中，使用與第一實施方式相同的貫通
孔形成方法和配線電路基板的製造方法。
(3) 第一和第二實施方式的效果
在上述實施方式中，在形成第一貫通孔30後，形成與該第一貫通
孔30同心並且直徑大的第二貫通孔31時，雷射的熱能擴散到第一貫 通孔30內部的空氣層中。由此，第二貫通孔31的內壁上的各粘接劑 層難以吸收熱能，可抑制第二貫通孔31內壁上的各粘接劑層被挖去。 因此，能夠良好地形成第二貫通孔31。
如上所述，能夠不斷線地在第二貫通孔31的內壁上形成無電解銅 鍍層8和電解銅鍍層9。因此，可防止電連接的可靠性降低。
另外，在上述實施方式中，通過利用雷射進行2次加工而形成第 一貫通孔30，由此能夠減少第一貫通孔30的內壁上的粘接劑層2由於 雷射的熱能而被挖去的量。因此，在形成第二貫通孔31時，上述量被 進一步降低。
(4) 其它實施方式
上述第一和第二實施方式中的疊層體10、 20的各層的結構並不限 於這些。例如，在圖1中，在絕緣層3與第二導體層4之間也可以設 置粘接劑層，在圖5中，在第三導體層6與第二絕緣層7之間也可以 設置粘接劑層。
(5) 權利要求的各構成要素與實施方式的各部的對應關係 以下，對權利要求的各構成要素與實施方式的各部的對應的例子
進行說明，但本發明不限定於下述的例子。
在上述實施方式中，疊層體IO、 20為導體疊層板的例子，無電解 銅鍍層8為導電體層的例子。
作為權利要求的各構成要素，也能夠使用具有權利要求記載的結 構或功能的其它各種要素。 [實施例]
以下，參照附圖，對本發明的實施例的貫通孔形成方法進行說明。 (a)實施例1
圖6為表示實施例1中的貫通孔形成方法的順序的說明圖。 在本實施例中，準備上述第一實施方式的疊層體10 (圖1)。該疊 層體10中的第一導體層1的厚度為18pm、粘接劑層2的厚度為25|am、
絕緣層3的厚度為12.5(im、第二導體層4的厚度為18pm。
如圖6 (a)所示，首先，在形成第一貫通孔30前，使用穿孔加工 法向疊層體10照射雷射，由此形成孔徑50|am的貫通孔30a。
接著，如圖6 (b)所示，使用穿孔加工法向上述貫通孔30a的內 壁照射雷射，由此形成孔徑100^im的第一貫通孔30。
接著，如圖6 (c)所示，使用穿孔加工法向上述第一貫通孔30的 內壁照射雷射，由此將半徑方向的25pm的區域除去。由此，在疊層體 10中形成孔徑150pm的第二貫通孔31。
此外，形成第一貫通孔30和第二貫通孔31時利用雷射進行的加 工條件如下。
作為光源，使用包含由半導體雷射激發的釹(Nd)的YAG(Yttrium Aluminium Garnet:釔鋁石榴石)雷射。雷射的波長為355nm，雷射的 直徑為25pm，功率為4.2W，雷射照射的移動速度為250mm/秒。
(b) 實施例2
在本實施例中，準備上述第二實施方式的疊層體20 (圖5)。該疊 層體20中的第一導體層1的厚度為18pm、第二粘接劑層5的厚度為 10pm、第一絕緣層3的厚度為12.5nm、第一粘接劑層2的厚度為25nm、 第三導體層6的厚度為18pm、第二絕緣層7的厚度為25pm、第二導 體層4的厚度為18pm。
接著，與實施例1同樣，在疊層體20中形成孔徑150,的第二貫 通孔31。
(c) 比較例1
在本比較例中，準備上述第一實施方式的疊層體10 (圖1)。利用 1次的穿孔加工法，在疊層體10中形成孔徑150pm的貫通孔。
(d) 比較例2
在本比較例中，準備上述第二實施方式的疊層體20 (圖5)。利用 1次的穿孔加工法，在疊層體20中形成孔徑150pm的貫通孔。
(e) 各實施例和各比較例的評價
在實施例1和比較例1的疊層體10的粘接劑層2中，測定由於激 光產生的熱能而被挖去的深度。測定結果分別為13.7pm和14.6pm。 該深度是以第二貫通孔31的內壁上的第一導體層1為基準的。
另外，在實施例2和比較例2的疊層體20的第一和第二粘接劑層 2、 5中，測定由於雷射產生的熱能而被挖去的深度。測定結果分別為 4.6,和9.8pm。分別算出第一粘接劑層2和第二粘接劑層5中的深度 的平均值，作為該測定結果。
從以上的結果可看出，通過利用2個工序形成第二貫通孔31，能 夠抑制第二貫通孔31的內壁上的各粘接劑層被挖去。
權利要求
1.一種貫通孔形成方法，在通過粘接劑層疊層導體層與絕緣層而成的導體疊層板中形成貫通孔，其特徵在於，包括在所述導體疊層板中形成第一貫通孔的工序；和利用雷射將所述第一貫通孔的內周壁除去，由此形成與所述第一貫通孔大致同心、並且直徑比所述第一貫通孔大的第二貫通孔的工序。
2. 如權利要求1所述的貫通孔形成方法，其特徵在於 形成第一貫通孔的所述工序包括通過向所述導體疊層板照射雷射而形成所述第一貫通孔。
3. 如權利要求1所述的貫通孔形成方法，其特徵在於-所述導體疊層板包括多個所述導體層。
4. 如權利要求1所述的貫通孔形成方法，其特徵在於 所述絕緣層包括聚醯亞胺。
5. 如權利要求1所述的貫通孔形成方法，其特徵在於 所述粘接劑層包括丙烯酸系粘接劑、環氧系粘接劑和橡膠系粘接劑中的至少一種。
6. 如權利要求1所述的貫通孔形成方法，其特徵在於 所述導體層包括銅箔。
7. —種配線電路基板的製造方法，其包括準備在絕緣層的兩面上隔著至少一個粘接劑層而具有導體層的導 體疊層板的工序；形成貫通所述導體疊層板的貫通孔的工序；在所述貫通孔的內周面和所述導體層的表面上形成導電體層的工 序；禾口加工所述導體層，形成導體圖案的工序， 其特徵在於，形成貫通孔的所述工序包括 在所述導體疊層板中形成第一貫通孔的工序；和 利用雷射將所述第一貫通孔的內周壁除去，由此形成與所述第一貫通孔大致同心、並且直徑比所述第一貫通孔大的第二貫通孔作為所述貫通孔的工序。
8. 如權利要求7所述的配線電路基板的製造方法，其特徵在於 形成第一貫通孔的所述工序包括通過向所述導體疊層板照射雷射而形成所述第一貫通孔。
9. 如權利要求7所述的配線電路基板的製造方法，其特徵在於 所述導體疊層板包括多個所述導體層。
10. 如權利要求7所述的配線電路基板的製造方法，其特徵在於 所述絕緣層包括聚醯亞胺。
11. 如權利要求7所述的配線電路基板的製造方法，其特徵在於 所述粘接劑層包括丙烯酸系粘接劑、環氧系粘接劑和橡膠系粘接劑中的至少一種。
12. 如權利要求7所述的配線電路基板的製造方法，其特徵在於 所述導體層包括銅箔。
全文摘要
本發明提供一種貫通孔形成方法和一種配線電路基板的製造方法。例如利用雷射，通過穿孔加工法，在疊層體中形成第一貫通孔。所謂穿孔加工法是指按照如下的軌道進行雷射照射的加工方法從要形成的第一貫通孔的大致中心區域開始雷射的照射，沿著與要形成的第一貫通孔的孔徑對應的圓周進行雷射的照射，最後再次返回要形成的第一貫通孔的上述大致中心區域。接著，通過與形成第一貫通孔時同樣地照射雷射，形成與第一貫通孔大致同心、並且孔徑比該第一貫通孔的孔徑大的第二貫通孔。
文檔編號H05K3/46GK101102648SQ20071012699
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月4日 優先權日2006年7月4日
發明者松尾直之, 浦入正勝, 西田幹司 申請人:日東電工株式會社