印刷线路板及其制造方法

专利名称：印刷线路板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在形成于绝缘性材料的贯通孔内形成有电镀导体的印刷线路板， 更详细地说，涉及一种改善电镀导体的导通不良、且提高了基板强度的印刷线路板及其制 造方法。
背景技术：
在以往的印刷线路板中，作为用于将绝缘性树脂基材正面及反面上分别形成的导 体电路电连接的电镀通孔，有在形成于绝缘性树脂基材的贯通孔内通过电镀而填充了金属 而成的填充式通孔。上述绝缘性树脂基材将成为印刷线路板的芯部。例如，在日本专利公开2004-311919号公报中的现有技术记载有这样的形成通孔 的方法。若要形成通孔，首先，如图9(a)所示，在绝缘性树脂基材1上形成了贯通孔2后， 如图9 (b)所示，通过无电解电镀在包括贯通孔内壁面在内的绝缘性树脂基材2正面形成由 金属构成的种子层3。接着，对种子层3实施电解电镀来作为供电层，在种子层3上形成电解电镀层4。 如图9(c)所示，该电解电镀层4的形成于贯通孔2的开口部角部的部分的厚度大于形成于 贯通孔2内侧部的部分的厚度。进一步实施电解电镀处理，如图9(d)所示，可以用金属填充贯通孔2而形成通孔 6，并将电解电镀层4形成为所希望的厚度。其后，在该电解电镀层4上形成图案，从而在绝缘性树脂基材1的正面及反面形成 所希望的布线图案，可得到形成有通孔6的布线基板，该通孔6将这样的布线图案电连接。但是，如图9(d)所示，存在在由这样的方法形成的通孔内部容易形成空穴8这样 的问题。因此，提出可形成没有空穴等缺陷的通孔的技术(例如参照上述专利文献)。如图 10(a) (b)所示，该方法是如下这样的方法在绝缘性树脂基材1上形成了纵截面为鼓形 的贯通孔2后，通过无电解电镀在贯通孔内壁面形成由金属构成的种子层3，接着，对该种 子层实施电解电镀处理而使其作为供电层，从而将金属4填充到鼓形的贯通孔内，形成很 少产生空穴等缺陷的通孔6。但是，在具有上述那样的、纵截面为鼓形的通孔的印刷线路板中，电镀填充而成的 通孔具有随着从表面开口向中央部去而直径缩小的、所谓的颈部，并且呈夹着中央轴线而 大致对称的形状，因此，在绝缘性树脂基材上产生了翘起时，其应力容易集中到通孔的颈部 分周边。其结果，在颈部分周边容易产生裂纹，因此，存在由于产生该裂纹而引起连接不良、 或基板容易折而不能得到足够的机械强度这样的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种如下这样的具有通孔构造的印刷线路板，通过 不仅减少空穴等缺陷、还减少发生裂纹，从而可降低基板的连接不良、且提高基板的机械强
度。 本发明人为了解决上述问题而反复研究，其结果发现在电镀填充而成的鼓形截 面的通孔构造中(该鼓形截面形态例如是如下形态，即在基板的一面上露出的第1开口部 和在基板的另一面露出的第2开口部随着向基板的中央部附近去而直径变小、且在该中央 部附近一体化的形态)，在为第1开口部的重心轴线与第2开口部的重心轴线在规定范围内 相互错开的构造的情况下，电镀的填充性优良，并可有效地缓和电镀填充的通孔所受到的 应力。于是，完成了本发明。即，本发明为(1) 一种印刷线路板，具有对设于绝缘性树脂基材上的贯通孔内进行电镀填充而 成的通孔，其中，从上述绝缘性树脂基材的正面及反面露出的各通孔的重心轴线的位置相互错开。另外，本发明为(2) 一种印刷线路板，具有对设于绝缘性树脂基材上的贯通孔内进行电镀填充而 成的通孔，并且做成在上述绝缘性树脂基材的正面及反面具有内层导体电路的芯基板，在 该芯基板上交替形成树脂绝缘层和外层导体电路，上述内层导体电路被上述通孔电连接， 其中，从上述绝缘性树脂基材的正面及反面露出的各通孔的重心轴线的位置相互错开。在上述⑴或⑵所述的技术方案中，上述错开量可以是5 30μπι。此外，在本发明中，上述绝缘性树脂基材的厚度可以是100 500μπι。此外，在本发明中，上述通孔可以是具有颈部的形状，S卩，可以行船那个为内部具 有颈部的鼓形，该颈部是随着自上述绝缘性树脂基材的正面及反面分别向内部去其直径 逐渐缩小而形成的，在绝缘性树脂基材的正面侧及反面侧分别露出的开口的直径可以是 75 300 μ m,上述绝缘性树脂基材内部的颈部直径可以是50 250 μ m。此外，相邻的通孔之间的间距可以是100 400 μ m的范围。在此，“重心轴线”是指通过芯基板正面(反面)的通孔开口部的重心点、并实质上 与芯基板正面(反面)垂直的直线。另外，本发明为(3) 一种印刷线路板的制造方法，其特征在于，上述印刷线路板具有对贯通绝缘性 树脂基材的贯通孔内进行电镀填充而成的通孔，且在上述绝缘性树脂基材的正面和反面上 具有被该通孔电连接的导体电路，在制造上述这样的印刷线路板时，至少包括以下(1) (4)工序，即，(1)对在绝缘性树脂基材的两面贴附铜箔而成的覆铜层叠板的一表面的规定位置 照射激光，来形成第1开口部，该第1开口部具有随着朝向绝缘性树脂基材内部去其直径逐 渐缩小那样的形状；(2)从隔着上述绝缘性树脂基材而与上述规定位置相面对的上述覆铜层叠板的另 一表面的部位，向不与上述第1开口部的重心位置重合的位置照射激光来形成第2开口部，该第2开口部具有随着朝向上述绝缘性树脂基材内部去其直径逐渐缩小那样的形状，且在 绝缘性树脂基材的厚度方向中央部附近与上述第1开口部连通；(3)对上述基板实施无电解电镀，在上述第1及第2开口部的内壁形成无电解电镀 膜；(4)对上述基板实施电解电镀，在上述无电解电镀膜上形成电解电镀膜，并对上述 第1及第2开口部内部进行电镀填充而形成通孔。另外，在上述工序⑵和工序(3)之间，可以包括除去残留于上述第1及第2开口部内的树脂残渣的工序。


图1是用于说明本发明的印刷线路板的通孔形状的概略图。图2是表示通孔颈部的接合截面的概略图。图3是表示相邻通孔的重心位置不同的例子的概略图。图4(a) (d)是表示制造本发明一实施例的印刷线路板的一部分工序的图。图5(a) (d)是表示制造本发明一实施例的印刷线路板的一部分工序的图。图6(a) (d)是表示制造本发明一实施例的印刷线路板的一部分工序的图。图7(a) (b)是用于说明通孔的重心位置错开量较大时的奇怪形状的图。图8是表示在贯通孔内壁形成通孔导体、并在通孔导体所包围的空隙填充填充材 料而形成的通孔的概略图。图9(a) (d)是表示现有技术的印刷线路板的制造工序的图。图10(a) (b)是用于说明现有技术的其它印刷线路板的通孔形状的图。
具体实施例方式本发明的印刷线路板，是在设于绝缘性树脂基材上的贯通孔内具有电镀导体的印 刷线路板，或者是将这样的印刷线路板用作芯基板，在该芯基板上交替形成导体层和树脂 绝缘层而成的印刷线路板，其中，从上述绝缘性树脂基材正面露出的通孔的重心轴线位置与从上述绝缘性树脂基 材反面露出的通孔的重心轴线位置相互错开。通过这样配置成从绝缘性树脂基材的正面及反面分别露出的通孔的重心轴线位 置相互错开的状态，可以使通孔的颈部、即由与绝缘性树脂基材正面或反面平行的平面切 断的部分的截面积为最小的部位成为错开状态，因此，即使绝缘性树脂基材发生翘起，由于 颈部错开，因此其应力施加的区域相应变大，或者，由于可将芯基板表面与各颈部的重心相 连的面不是相互平行，因此可缓和应力，在颈部周边难以产生裂纹。其结果，难以产生由于 裂纹引起的连接不良，并可提高基板的机械强度。此外，在相邻的通孔中，也可以形成为颈部的重心位置彼此不同。此外，由于通孔的颈部周边的截面积变大，所以可以降低导通电阻，提高基板的电 特性。另外，在本发明的多层印刷线路板中，优选是，以规定间距在凸块连接用焊盘上形 成最外层的导体层的一部分，将从上述绝缘性树脂基材的正面及反面露出的各通孔的表面重心位置保持为相互错开的状态，并使相邻通孔之间的间距与上述凸块连接用焊盘的间距 相同。作为本发明所使用的绝缘性树脂基材，优选使用自玻璃布环氧树脂基材、玻璃布 双马来酰亚胺三嗪树脂基材、玻璃布聚苯醚树脂基材、芳族聚酰胺无纺布_环氧树脂基材、 芳族聚酰胺无纺布_聚酰亚胺树脂基材中选择的硬质基材，更优选使用玻璃布环氧树脂基 材。上述绝缘性树脂基材的厚度优选是100 500 μ m左右，其原因在于，若厚度小于 100 μ m,则刚性不够，若厚度大于500 μ m,则难以向通孔内进行电镀填充，有时产生电镀空穴。如后述那样，优选是在向通孔进行电镀填充之后，通过对贴附于绝缘性树脂基材 两面上的金属箔及形成于金属箔上的电镀层进行蚀刻处理，来形成在该绝缘性树脂基材两 面所形成的导体电路。 由上述绝缘性树脂基材及金属箔构成的基板，尤其可以使用将预浸树脂布和铜箔 层叠并加热加压而得到的双面覆铜层叠板，该预浸树脂布是使玻璃纤维布浸渗环氧树脂并 制成B阶而成的。对于这样的基板，在将铜箔蚀刻后的处理中，不会出现布线图案、导通孔 位置的错位，其位置精度优良。例如如图1所示，本发明第1实施方式的通孔是如下形态由第1开口部和第2开 口部构成，在第1开口部和第2开口部相交的部位形成有颈部，上述第1开口部具有随着从 绝缘性树脂基材的一面向内部去而直径缩小的形状，上述第2开口部具有随着从绝缘性树 脂基材的另一面向内部去而直径缩小的形状、且在上述绝缘性树脂基材的厚度方向中央部 附近与上述第1开口部连通。即，上述通孔是在整体为鼓形的贯通孔相对于基板表面方向 错开规定距离的形态的贯通孔中进行电镀填充而成的，分别在上述绝缘性树脂基材的一面 及另一面露出的第1开口部及第2开口部的重心轴线(通过第1开口部、第2开口部的重 心点、且实质上与基板正面(反面)垂直的直线)配置于相互错开的位置。优选是在通过激光加工形成了由第1开口部及第2开口部构成的贯通孔后，对这 些贯通孔填充金属镀层来形成上述通孔。另外，为了提高激光加工中的照射激光的吸收效率，优选是预先对绝缘性树脂基 板上的金属箔实施公知的黑化处理。若要通过激光加工来形成通孔形成用的贯通孔，优选是，首先，朝向绝缘性树脂基 材的一表面自规定位置照射激光，形成如下形态的第1开口部，即，该第1开口部随着从绝 缘性树脂基材的一表面向内部去而直径缩小，且从绝缘性树脂基材的一表面延伸到其中央 部附近。其后，从与同上述规定位置相对的绝缘性树脂基材的另一表面位置错开规定距离 的位置，向该绝缘性树脂基材的另一表面照射激光，形成如下形态的第2开口部，并形成在 绝缘性树脂基材的中央部附近将第1开口部和第2开口部连通的通孔形成用的贯通孔。上 述第2开口部随着从绝缘性树脂基材的另一表面向内部去而直径缩小，且从绝缘性树脂基 材的另一表面延伸到其中央部附近。若要对上述绝缘性树脂基材使用激光来形成通孔形成用贯通孔，有直接激光法和 保形法，在本发明中可使用任一方法。上述直接激光法是通过照射激光来同时将金属箔和 绝缘性树脂基材穿孔的方法，上述保形法是在通过蚀刻除去了金属箔的相当于贯通孔的金属箔部分后，利用激光照射对绝缘性树脂基材穿孔的方法。优选是通过脉冲振荡型二氧化碳气体激光加工装置来进行上述激光加工，其加工 条件取决于随着自绝缘性树脂基材表面向内部去而直径缩小的那样的通孔形成用贯通孔 (第1开口部和第2开口部)的形状、即绝缘性树脂基材的表面与贯通孔侧壁所成角度(以 下称为“锥角”)以及贯通孔的深度。例如，将脉冲宽度设为10 20 μ S、射击数为1 5的范围内，则可以调整通孔形 成用贯通孔的锥角以及深度。并且，对于在上述加工条件下形成得到的通孔形成用贯通孔，优选是绝缘性树脂 基材内部的颈部直径(图1中用附图标记X表示)为50 250 μ m。这是由于，若颈部直径 小于50 μ m,则颈部过细，电镀填充后的通孔的连接可靠性变差，若颈部直径大于250 μ m, 则电镀填充后的通孔内容易产生空穴。因此，若在上述范围内，可以形成发生空穴少、连接 可靠性优良的通孔。此外，优选是形成上述通孔的贯通孔的重心位置的错开量为5 30 μ m的范围。其 原因在于 ，若错开量小于5 μ m，则应力缓和的效果较小，另一方面，若错开量大于30 μ m,则 贯通孔的形成容易形成为如7(a) (b)所示那样的奇怪形状。此外，相邻通孔之间的间距优选是100 400 μ m。其原因在于，若间距小于 100 μ m,则连接可靠性较低，若间距大于400 μ m,则不适于微细化。另外，为了除去通过激光照射而形成的贯通孔的侧面所残留的树脂残渣，优选进 行去污处理。通过酸或氧化剂(例如铬酸、高锰酸)的药液处理等湿式处理、氧等离子放电 处理、电晕放电处理、紫外线激光处理或受激准分子激光处理等干式处理，来进行该去污处 理。从这些去污处理方法中选择哪一方法，是根据绝缘基材的种类、厚度、导通孔的开 口直径、激光照射条件等，并考虑到预想残留的污物量来选择的。在本发明中，若要对上述贯通孔进行电镀填充来形成通孔，优选是，首先，通过通 常的无电解电镀处理在贯通孔内壁形成无电解电镀膜，然后，通过喷射电镀液并使该电镀 液打到基板上的使用分布器的电镀方法等电解电镀方法，对贯通孔内进行电镀填充。作为上述无电解电镀或电解电镀，优选是例如铜、锡、银、各种焊锡、铜/锡、铜/银 等金属电镀，尤其是无电解镀铜或电解镀铜，较为理想。在本发明中，优选是通过对在形成电镀填充通孔的同时所形成的导体层进行蚀刻 处理，来形成在绝缘性树脂基材两面上形成的导体电路。该导体电路形成工序中，首先，在上述导体层的表面贴附感光性干膜抗蚀剂，然后 沿规定的电路图案进行曝光、显影处理，形成抗蚀剂，对未形成抗蚀剂部分的导体层进行蚀 刻处理，从而做成包括电极焊盘在内的导体电路图案。在上述处理工序中，作为蚀刻液，可以使用从硫酸-过氧化氢、过硫酸盐、氯化铜、 氯化亚铁的水溶液中选择的至少一种水溶液。此外，作为对上述导体层进行蚀刻而形成导体电路的前处理，由于容易形成微细 图案，因此，可以预先对导体层的整个表面进行蚀刻，将其厚度减薄至1 ΙΟμπι，更优选是 减薄至2 8μπι左右。将这样的印刷线路板作为芯基板，从而可形成在该芯基板上形成有积层布线层的多层印刷线路板，该积层布线层是通过通常方法交替形成导体层和树脂绝缘层而成的。在这样的多层印刷线路板中，优选是，将其最外侧的导体层的一部分以规定间距 形成在凸块连接用焊盘上，使芯基板上形成的相邻电镀填充通孔之间的间距与上述凸块连 接用焊盘的间距相同。若如此构成，则可以降低经由安装于PKG的芯片的布线电阻，因此， 对确保电源供给有利。以下，对于制造本发明的印刷线路板的方法的一例子，进行具体说明。(1)在制造本发明的印刷线路板时 ，可以使用在绝缘性树脂基材的两面贴附有铜 箔的材料作为初始材料。该绝缘性树脂基材，可使用例如自玻璃布环氧树脂基材、玻璃布双马来酰亚胺三 嗪树脂基材、玻璃布聚苯醚树脂基材、芳族聚酰胺无纺布_环氧树脂基材、芳族聚酰胺无纺 布_聚酰亚胺树脂基材中选择的硬质的层叠基材，尤其是最好使用玻璃布环氧树脂基材。上述绝缘性树脂基材的厚度优选在100 500μπι左右的范围，其原因在于，若厚 度小于ΙΟΟμπι，则刚性不够，若厚度大于500μπι，则难以向贯通孔内进行电镀填充，有时产 生电镀空穴。若要对上述绝缘性树脂基材使用激光来形成通孔形成用贯通孔，有直接激光法和 保形法，在本发明中可使用任一方法。上述直接激光法是通过照射激光来同时将铜箔和绝 缘基材穿孔的方法，上述保形法是在通过蚀刻除去了铜箔的相当于贯通孔的部分后，利用 激光照射对绝缘基材穿孔的方法。可以通过半蚀刻来调整该铜箔厚度。由上述绝缘性树脂基材及铜箔构成的基板，尤其可以使用将预浸树脂布和铜箔层 叠并加热加压而得到的双面覆铜层叠板，该预浸树脂布是使玻璃纤维布浸渗环氧树脂并制 成B阶而成的。这样处理的原因在于，在将铜箔蚀刻后的制造工序中，不会出现布线图案的位置 错位，其位置精度优良。(2)接着，通过激光加工来在绝缘性树脂基材上设置通孔形成用贯通孔。在形成电路基板时使用双面覆铜层叠板的情况下，首先，向贴附于绝缘性树脂基 材的一表面的金属箔自规定位置照射激光，并形成具有如下形态的第1开口部，该第1开 口部贯通金属箔、随着自绝缘性树脂基材的一表面向内部去而直径缩小、且自绝缘性树脂 基材的一表面延伸到其中央部附近，或者，在通过预先蚀刻，在贴附于绝缘性树脂基材的一 铜箔表面的规定位置形成直径与通孔表面直径大致相同的孔(激光用掩模)后，将该孔作 为照射掩模进行二氧化碳气体激光照射，形成具有如下形态的第1开口部，该第1开口部随 着向绝缘性树脂基材内部去而直径缩小、且自绝缘性树脂基材的一表面延伸到其中央部附 近。接着，从与同上述规定位置相对的绝缘性树脂基材的另一表面位置错开规定距离 的位置，向贴附于绝缘性树脂基材的另一表面的金属箔照射激光，形成具有如下形态的第2 开口部，该第2开口部随着自绝缘性树脂基材的另一表面向内部去而直径缩小、且自绝缘 性树脂基材的另一表面延伸到其中央部附近，或者，在通过预先蚀刻，在贴附于绝缘性树脂 基材的另一铜箔表面的规定位置形成直径与通孔表面直径大致相同的孔(激光用掩模) 后，将该孔作为照射掩模进行二氧化碳气体激光照射，形成具有如下形态的第2开口部，该 第2开口部随着向绝缘性树脂基材内部去而直径缩小、且自绝缘性树脂基材的另一表面延伸到其中央部附近。在形成该第2开口部时，在绝缘性树脂基材的中央部附近形成将第1开口部和第2开口部连通的通孔形成用贯通孔，且相应于激光照射位置调整第1开口部与第2开口部的 重心间距离(错开量)，以使得连接颈部的线所包围的平面区域不与基板表面平行(参照图 2)。通过脉冲振荡型二氧化碳气体激光加工装置来进行上述激光加工，其加工条件取 决于随着自绝缘性树脂基材表面向内部去而直径缩小的那样的通孔形成用贯通孔的形状， 例如，将脉冲宽度设为10 20 μ S、射击数为1 5。在这样的激光加工条件下，可以将通孔形成用贯通孔的开口直径(第1开口部及 第2开口部的开口直径)做成75 300 μ m、颈部的最短直径做成50 250 μ m、形成通孔 的贯通孔的重心位置的错开量做成5 30 μ m的范围。(3)进行用于除去在上述工序(2)中形成的残留于贯通孔侧壁的树脂残渣的去污处理。通过酸或氧化剂(例如铬酸、高锰酸)的药液处理等湿式处理、氧等离子放电处 理、电晕放电处理、紫外线激光处理或受激准分子激光处理等干式处理，来进行该去污处理。(4)接着，实施无电解电镀处理，在通孔用贯通孔的内壁及铜箔上形成无电解电镀 膜。此时，无电解电镀膜可以使用铜、镍、银等金属。(5)然后，将在上述(4)形成的无电解电镀膜作为始端，实施电解电镀处理，在覆 盖基板铜箔的无电解电镀膜上形成电解电镀膜，并使附着形成于贯通孔内壁的电镀层逐渐 加厚，在贯通孔内填充电解电镀膜，从而形成鼓形的通孔。(6)接着，在上述(5)中，在形成于基板上的电解镀铜膜上形成抗蚀剂层。可通过 涂敷抗蚀剂液的方法或贴附预先制成膜状的抗蚀剂的方法中任一方法来形成抗蚀剂层。在 该抗蚀剂层上载置预先描绘有电路的掩模，进行曝光、显影处理，来形成抗蚀剂层，并对未 形成抗蚀剂部分的金属层进行蚀刻，形成包括通孔连接盘在内的导体电路图案。作为该抗蚀剂液，优选是从硫酸-过氧化氢、过硫酸盐、氯化铜、氯化亚铁的水溶 液中选择的至少一种水溶液。作为通过上述蚀刻处理形成导体电路的前处理，由于容易形成微细图案，因此，可 以预先通过对电解镀铜膜的整个表面进行蚀刻来调整其厚度。以按照上述工序(1) (6)制造出的本发明的印刷线路板为芯部，在该芯基板的 单面或两面形成积层布线层，从而可形成多层印刷线路板，该积层布线层是交替层叠绝缘 性树枝层和导体电路层而成的。在该多层印刷线路板中，在积层布线层的最外层、即最外侧的形成有导体电路的 绝缘树脂层的表面分别形成阻焊剂层。在该情况下，在基板的整个最外层表面涂敷阻焊剂 组成物，使该涂膜干燥后，在该涂膜上载置描绘有连接焊盘开口部的光掩模而进行曝光、显 影处理，从而使连接焊盘部分露出。在该情况下，也可以粘贴将阻焊剂层制成干膜状的膜， 通过曝光、显影或激光处理来形成开口。在从阻焊剂层露出的连接焊盘上形成镍-金等耐腐蚀层。此时，镍层的厚度优选 是1 7 μ m，金层厚度优选是0. 01 0. 1 μ m。除了这些金属以外，也可以形成镍-钯-金、金(单层)、银(单层)等。其后，在连接焊盘上供给焊锡体，通过将该焊锡体熔融、固化而形成焊锡凸块，从 而形成多层电路基板。在通过上述工序形成的多层印刷线路板中，将其最外侧的导体层的一部分以规定 间距形成为连接焊盘，使该连接焊盘的间距与芯基板上形成的相邻电镀填充通孔之间的间 距相同，这样可以降低经由安装于PKG的芯片的布线电阻，因此，对确保电源供给有利。实施例实施例1-1(1)首先，制作作为构成多层印刷线路板的一个单位的电路基板(芯部)。该电路基板是应层叠的多个绝缘层中的成为层叠中心的基板，使用将预浸树脂布和铜箔层叠并加 热加压而得到的双面覆铜层叠板10作为初始材料(参照图4(a))，该预浸树脂布是使玻璃 纤维布浸渗环氧树脂并制成B阶而成的。上述绝缘性树脂基材12的厚度是300 μ m,铜箔14的厚度是3 μ m。该层叠板的铜 箔使用厚度大于3 μ m的铜箔，通过蚀刻处理，将铜箔厚度调整为3 μ m。(2)对双面电路基板10的一表面的规定位置进行二氧化碳气体激光照射，形成第 1开口部16(参照图4(b))，并对双面电路基板10的另一表面的相对于与上述规定位置对 应的位置错开15 μ m的位置照射二氧化碳气体激光，形成第2开口部18，上述第1开口部 16贯通一铜箔14，且从绝缘性树脂基材12的厚度方向中央部延伸至接近另一表面的部分， 上述第2开口部18贯通另一铜箔14，且从绝缘性树脂基材12的厚度方向中央部延伸至接 近一表面的部分，并与上述第1开口部16连通。其结果，通过连通第1开口部16和第2开 口部18，形成通孔形成用的贯通孔20。另外，在该实施例中，若要形成通孔形成用的贯通孔20，使用例如日立Ii 7社制造 的高峰值短脉冲振荡型二氧化碳气体激光加工机，在脉冲宽度为10 20 μ S、射击数为1 5的激光加工条件下进行加工。形成第1开口部16和第2开口部18的开口直径大致为 150μπι，且基板厚度方向的大致中央部附近的颈部口径、即直径最小部分的最短距离(图1 中X所示)大致为87 μ m，以间距150 μ m形成第1开口部16和第2开口部18的重心轴线 错开量为15 μ m那样的贯通孔20。在这样条件下形成的贯通孔20形成为如下形态重心轴线彼此错开配置的第1开 口部16和第2开口部18是由圆锥台形的一部分形成，该圆锥台形的内壁与绝缘性树脂基 材12表面形成锥形(内角)，在基材厚度方向的中央部附近，由共用的接合截面接合。该接合截面(参照图2)不与绝缘性树脂基材的表面平行。此外，优选是相邻的接 合截面的重心位置在绝缘性树脂基材的截面方向错开(参照图3)。(3)其后，利用O2等离子、CF4等离子等物理方法，对通过激光加工而形成的贯通孔 20内部，实施除去残存于内壁的树脂、粒子的残渣的去污处理。并且，可以对去污处理后的 基板进行水洗、酸性脱脂，然后实施软蚀刻。(4)接着，将实施过去污处理的基板浸渍在以下组成的无电解镀铜水溶液中，在贴 附于基板两面的铜箔14的整个表面及贯通孔20的内壁上形成了厚度0. 6 μ m的无电解镀 铜膜22(图4(d))。(无电解镀铜液)
硫酸铜0.03mol/LEDTA :0. 200mol/LHCHO :0. 18g/LNaOH :0. lOOmol/Lα、α，-联批P定100mg/L聚乙二醇0.10g/L (电镀条件)液温30 50°C时间40 60分钟(5)接着，用50°C的水对基板进行清洗并脱脂，用25°C的水进行水洗，然后，再用 硫酸进行清洗，然后，在以下条件下实施电解电镀，形成了电解电镀膜24 (参照图5 (a))。(电解镀铜液)硫酸2. 24mol/l硫酸铜0.26mol/l添加剂19. 5ml/l矫平剂50mg/l光泽剂50mg/l(电解电镀条件)电流密度1. OA/dm2时间30 90分钟温度22 士 2°C(6)另外，在图5中，为了简化视图，省略了无电解电镀膜22的显示。形成了上述 无电解镀铜膜的基板上贴附贴附干膜状抗蚀剂膜，在该抗蚀膜上载置预先描绘有电路的掩 模，进行曝光、显影处理，从而形成了抗蚀剂层28 (参照图5 (b))。其后，对未形成抗蚀剂部 分的金属层进行蚀刻，在绝缘性树脂基材的正面及反面形成厚度为20 30 μ m的内层导体 电路30，并在通孔26的正上方形成通孔连接盘32，从而制作出芯基板(参照图5(c))。另外，形成通过导体电路30、通孔连接盘32将10个通孔连接起来的布线。接着，通过在芯基板上交替层叠层间树脂绝缘层和导体层而形成积层布线层，从 而形成多层化的印刷线路板。(7)将上述基板水洗、酸性脱脂后，进行软蚀刻，接着，用喷雾器将蚀刻液喷到基板 两面，对内层导体电路30 (包括通孔连接盘32)表面进行蚀刻，从而在内层导体电路30 (包 括通孔连接盘32)的整个表面形成了粗糙面(省略图示)。作为蚀刻液，使用由10重量份咪唑铜(II)络合物、7重量份乙醇酸、5重量份氯化 钾构成的蚀刻液、” ”社制，>7κ )。(8)将比基板稍大一些的层间树脂绝缘层用树脂膜(味之素社制的ABF)载置在基 板的两面上，并在以压力0. 4MPa、温度80°C、压接时间10秒的条件进行临时压接并将其裁 断之后，再使用真空层压装置通过以下方法进行粘贴，从而形成了层间树脂绝缘层36。S卩，以真空度67Pa、压力0. 4MPa、温度80°C、压接时间60秒的条件将层间树脂绝缘 层用树脂膜正式压接到基板上，之后在170°C的条件下使其热固化30分钟。
(9)接着，通过形成有厚度1.2mm的贯通孔的掩模，用波长为10.4μπι的0)2气体 激光在光束直径为4. 0mm、凹帽头模式、脉冲宽度为8. 0μ秒、掩模的贯通孔直径为1. 0mm、 1 3次射击的条件下，在层间树脂绝缘层36上形成了直径为60 μ m的导通孔用开口 38 (图 5(d))。(10)将形成了导通孔用开口 38的基板浸渍在含有60g/l的高锰酸的80°C溶液中 10分钟，除去存在于层间树脂绝缘层36表面上的粒子，从而在包括导通孔用开口 38的内壁 在内的层间树脂绝缘层36的表面上形成了粗糙面(省略图示)。(11)接着，将完成了上述处理的基板浸渍在中和溶液(〉> 4 (Shipley Company)社制)中之后，对其进行水洗。然后，通过在进行了表面粗糙化处理(粗糙化深度3 μ m) 的该基板表面上施加钯 催化剂，使催化剂核附着在层间树脂绝缘层36的表面及填充通孔用开口 38的内壁面上 (未图示)。即，通过将上述基板浸渍在含有氯化钯(PdCl2)和氯化亚锡(SnCl2)的催化剂 溶液中，析出钯金属来施加催化剂。(12)接着，将施加了催化剂的基板浸渍在以下组成的无电解镀铜水溶液中，在整 个粗糙面上形成了厚度为0. 6 3. 0 μ m的无电解镀铜膜，从而得到了在包括导通孔用开口 38的内壁在内的层间树脂绝缘层36的表面上形成了无电解镀铜膜(省略图示)的基板。(无电解镀铜水溶液)硫酸铜0.03mol/LEDTA 0. 200mol/LHCH 0 :0. 18g/LNaOH :0. lOOmol/Lα、α，-联吡啶:100mg/L聚乙二醇0.lOg/L(电镀条件)液温30 50°C时间40 60分钟(13)在形成有无电解镀铜膜的基板上粘贴市场上销售的感光性干膜，并在其上载 置掩模，以lOOmJ/cm2进行曝光、以0. 8 %碳酸钠水溶液进行显影处理，从而形成了厚度为 20 μ m的阻镀层(省略图示)。(14)接着，在用50°C的水将基板清洗干净、对其进行脱脂，并用25°C的水对其进 行水洗之后，再用硫酸对其进行清洗，然后在以下条件下实施电解电镀，从而形成了电解镀 铜膜。(电解电镀液)硫酸2. 24mol/l硫酸铜0. 26mol/l添加剂19. 5ml/l矫平剂50mg/l光泽剂50mg/l(电解电镀条件)
电流密度 lA/dm2时间65分钟温度22 士 2°C在该电镀处理中，在未形成阻镀层部形成厚度为20 μ m的电解镀铜膜，并在导通 孔用开口 38填充了电解电镀膜。(15)然后，在用5% KOH剥离并除去了阻镀层之后，用硫酸与过氧化氢的混合液对 该阻镀层下面的无电解电镀膜进行蚀刻处理而将其溶解除去，做成了包括填充连接盘在内 的填充通孔40、以及独立的外层导体电路44 (参照图6 (a))。(16)接着，进行与上述(8)相同的处理，在外层导体电路44的表面、填充通孔40 的表面上形成了粗糙面(省略图示)。(17)通过重复进行上述(8) (15)的工序，进而形成了外层层间绝缘层46、外层 导体电路48、填充通孔50，从而得到了多层线路板(参照图6(b))。(18)接着，在多层布线基板的两面上涂敷20 μ m厚的市场上销售的阻焊剂组成物 70，并在以70°C下进行20分钟、70°C下进行30分钟的条件进行干燥处理，然后使描绘出阻 焊剂开口部的图案的、厚度为5mm的光掩模紧贴在阻焊剂层上，并用lOOOmJ/cm2的紫外线 进行曝光后，进行显影处理，从而形成了直径为60 μ m的开口 54 (参照图6 (c))。而且，进一步在80°C下进行1小时、100°C下进行1小时、120°C下进行1小时、 150°C下进行3小时的条件下分别进行加热处理，使阻焊剂层固化并使其具有开口，从而形 成了其厚度为20 μ m的阻焊剂图案层52。(19)接着，将形成了阻焊剂层52的基板在含有氯化镍(2. 3 X I(T1moVl)、次磷 酸钠(2. SXI(T1moVI)、柠檬酸钠(Lexi(T1moVl)的pH = 4. 5的无电解镀镍溶液中浸 渍20分钟，在开口部54上形成了厚度为5 μ m的镀镍层(省略图示)。并且，在80°C的 条件下将该基板在含有氰化金钾(7.6X10_3mol/l)、氯化铵(1. 9X li^mol/l)、柠檬酸钠 (1. 2X I(T1moVl)、次磷酸钠(1. 7X I(T1moVl)的无电解镀金溶液中浸渍7. 5分钟，在镀镍 层上形成了厚度为0. 03 μ m的镀金层(省略图示)。(20)之后，在基板的载置IC芯片的一面的阻焊剂层52的开口 54上印刷了含有 锡_铅的焊锡膏，并在另一面的阻焊剂层52的开口 54上印刷了含有锡_锑的焊锡膏，之后 在230°C的条件下进行回流焊而形成了焊锡凸块56，从而制造出多层印刷线路板(参照图 6(d))。实施例1-2通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 5 μ m、颈部口径为76 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷 线路板。实施例1-3通过激光照 射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 10 μ m、颈部口径为80 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷 线路板。实施例1-4通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为20 μ m、颈部口径为91 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷线路板。实施例1-5通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 25 μ m、颈部口径为97 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷 线路板。实施例1-6通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 30μπκ颈部口径为IlOym这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1-1同样地制作出多层印 刷线路板。参考例1-1通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 3 μ m、颈部口径为74 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷 线路板。参考例1-2通过激光照射，形成了第1开口部16及第2开口部18的重心轴线的错开量为 35 μ m、颈部口径为95 μ m这样的贯通孔20，除此之外，与实施例1_1同样地制作出多层印刷 线路板。在实施例1-1 1-6以及参考例1-1 1-2中，使用绝缘性树脂基材的厚度为 100 μ m这样的双面覆铜层叠板，改变激光用掩模的开口直径、二氧化碳气体激光照射条件， 来将第1开口部16及第2开口部18的直径做成75 μ m,除此之外，同样地制造多层印刷线 路板，并将这些作为实施例2-1 2-6以及参考例2-1 2-2。表1、表2中记载此时的重心轴线的错开量和颈部口径。同样，在实施例1-1 1-6以及参考例1-1 1-2中，使用绝缘性树脂基材的厚度 为100 μ m这样的双面覆铜层叠板，改变激光用掩模的开口直径、二氧化碳气体激光照射条 件，来将第1开口部16及第2开口部18的直径做成300 μ m,除此之外，同样地制造多层印 刷线路板，并将这些作为实施例3-1 3-6以及参考例3-1 3-2。表2中记载此时的重心轴线的错开量和颈部口径。对于按照上述实施例1-1 3-6以及参考例1-1 3_2制造的多层印刷线路板， 进行以下A那样的评价试验。在表1及表2中表示这些评价试验的结果。A.热循环试验在多层印刷线路板的芯基板的正反导体电路，测定100个将通孔连接起来的布线 的连接电阻(初始值)，其后，在将_55°C X5分钟< = >125°C X5分钟作为1个循环的热 循环条件下，重复进行1000次热循环试验，然后再次测定连接电阻。在此，若连接电阻的变化率(100X (热循环试验后的连接电阻值_初始值的连接 电阻值)/初始值的连接电阻值)在士 10%以内，则为合格(用〇表示)，将变化率超过 士 10%，则为不良(用X表示)。测定结果是，各实施例全部合格，各参考例全部不合格。对于各参考例的多层印刷线路板的芯基板，使用X射线电视系统(岛津制作所制造的商品名为“SMX-100”)观察填充于贯通孔的电镀膜(通孔)内是否存在空穴。随机选 择100个通孔进行观察。在各参考例的芯基板中，确认到存在许多空穴。若错开量较小，会发生空穴，推测 这是由于从芯基板正反面进入通孔内的电镀液发生正面冲突的缘故。另一方面，若错开量 大于30μπι，也会发生空穴，推测这是由于错开量过大，贯通孔容易成为图7(a) (b)所示 那样的奇怪形状的缘故。表 1 表2
糾第1开口直径&重心轴线颈部口释^rw MrrO第2开口直径错开量颂鄙口如
(ilm)(/im)CjJ m)
参考例 2-1 100 75324 χ
参考移ij 2-2 IOO 753540 χ
实施例 3-1 500 30015162 O实施例 3-2 500 3005156 O 实施例3-3 500 30010160 O 实施例 3-4 500 300ZO161 O 实施例 3-5' 500 30025168 O 实施例 3-6 500 30030170 O 參考例 3-1 500 3003150 x 参考例 3-2 500 30035160 X
从上述评价试验A的结果确认到，在按照各实施例制造的印刷线路板中，阻止在 电镀填充通孔的缩小直径的中央部周边发生裂纹，可得到良好的电连接性和机械强度。在上述各实施例中，向设于绝缘性树脂基材(芯基板)的贯通孔内进行电镀填充， 但即使做成在贯通孔内壁形成通孔导体、进而在通孔导体所包围的空隙填充填充材料而成 的通孔(参照图8)，对于错开量的热循环试验结果也是同样的。产业上的可利用件 如上所述，本发明提供一种有利于减少发生空穴等缺陷、减少发生裂纹、减少基板 的连接不良、且提高基板的机械强度的印刷线路板。
权利要求
一种印刷线路板，具有对设于绝缘性树脂基材上的贯通孔内进行电镀填充而成的通孔，并且做成在上述绝缘性树脂基材的正面及反面具有内层导体电路的芯基板，在该芯基板上交替形成树脂绝缘层和外层导体电路，上述内层导体电路被上述通孔电连接，其特征在于，上述通孔是具有颈部的形状，从上述绝缘性树脂基材的正面及反面露出的各通孔的重心轴线的位置相互错开。
2.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，上述错开量是5 30y m。
3.根据权利要求1或2所述的印刷线路板，其特征在于，上述绝缘性树脂基材的厚度是 100 500 iim。
4.根据权利要求1或2所述的印刷线路板，其特征在于，上述颈部是随着自上述绝缘性 树脂基材的正面及反面分别向内部去其直径逐渐缩小而形成的，在上述绝缘性树脂基材的 正面侧及反面侧分别露出的开口的直径是75 300 u m,上述绝缘性树脂基材内部的颈部 直径是50 250 u m。
5.根据权利要求1或2所述的印刷线路板，其特征在于，相邻的通孔之间的间距是 100 400 iim。
全文摘要
本发明提供一种印刷线路板及其制造方法，在具有通孔的印刷线路板中，使从绝缘性树脂基材的正面及反面露出的各通孔的重心轴线的位置相互错开地配置各通孔，该通孔是对设于绝缘性树脂基材上的贯通孔内进行电镀填充而成的，从而减少发生空穴等缺陷、减少发生裂纹、减少基板的连接不良、且提高基板的机械强度。
文档编号H05K3/46GK101888742SQ201010235208
公开日2010年11月17日 申请日期2007年2月20日 优先权日2006年2月22日
发明者池田大介 申请人:揖斐电株式会社