JP2002261422A - パルスレーザを用いた非貫通孔の加工方法 - Google Patents
パルスレーザを用いた非貫通孔の加工方法Info
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- JP2002261422A JP2002261422A JP2001056719A JP2001056719A JP2002261422A JP 2002261422 A JP2002261422 A JP 2002261422A JP 2001056719 A JP2001056719 A JP 2001056719A JP 2001056719 A JP2001056719 A JP 2001056719A JP 2002261422 A JP2002261422 A JP 2002261422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁基板の上下に金属層を備えた基材に、予
め指定した照射ビーム径の孔径と一致した孔径の非貫通
孔を形成することができる加工方法の提供。 【解決手段】 金属層を金属層蒸散臨界値以上のエネル
ギーでレーザ処理して、絶縁層を露出せしめた後、当該
絶縁層をも、金属層蒸散臨界値以上のエネルギーでレー
ザ処理する。
め指定した照射ビーム径の孔径と一致した孔径の非貫通
孔を形成することができる加工方法の提供。 【解決手段】 金属層を金属層蒸散臨界値以上のエネル
ギーでレーザ処理して、絶縁層を露出せしめた後、当該
絶縁層をも、金属層蒸散臨界値以上のエネルギーでレー
ザ処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板のマ
ザーボードや半導体素子等を搭載するパッケージ基板の
小径の非貫通孔の加工方法に関する。
ザーボードや半導体素子等を搭載するパッケージ基板の
小径の非貫通孔の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の軽薄短小に伴い、それに搭載
されるプリント配線板の小型化、軽量化が要求されるよ
うになった。その中で複合チップ部品がプリント配線板
に搭載されてパッケージとされるモジュール基板やＣＳ
Ｐ、ＢＧＡ等が存在する。このようなチップ部品や半導
体素子が搭載されたパッケージ基板は、特に配線の微細
化と層間接続孔の小径化及び部品の高密度実装化が要求
されるようになった。
されるプリント配線板の小型化、軽量化が要求されるよ
うになった。その中で複合チップ部品がプリント配線板
に搭載されてパッケージとされるモジュール基板やＣＳ
Ｐ、ＢＧＡ等が存在する。このようなチップ部品や半導
体素子が搭載されたパッケージ基板は、特に配線の微細
化と層間接続孔の小径化及び部品の高密度実装化が要求
されるようになった。
【０００３】特に問題となってくるのが、プリント配線
板の層間接続を行う上で、孔加工の小径化が必要不可欠
になる。孔明け方法には、レーザ光を用いることが多
く、その中でもＣＯ2レーザを用いるのが一般的ではあ
るが、最近は、特に小径孔を加工する際に紫外線パルス
レーザを用いることもある。ＣＯ2レーザの波長域では
加熱加工による加工であるが、紫外線領域になると熱影
響を受けないアブレーション加工となるため、高品質な
孔径状及び加工面が得られる。このようなレーザにて加
工した小径孔に電気的な接続方法として、めっき処理を
施し、層間の接続を行うことでバイアホールが形成され
る。
板の層間接続を行う上で、孔加工の小径化が必要不可欠
になる。孔明け方法には、レーザ光を用いることが多
く、その中でもＣＯ2レーザを用いるのが一般的ではあ
るが、最近は、特に小径孔を加工する際に紫外線パルス
レーザを用いることもある。ＣＯ2レーザの波長域では
加熱加工による加工であるが、紫外線領域になると熱影
響を受けないアブレーション加工となるため、高品質な
孔径状及び加工面が得られる。このようなレーザにて加
工した小径孔に電気的な接続方法として、めっき処理を
施し、層間の接続を行うことでバイアホールが形成され
る。
【０００４】而して、従来図２に示す如く、絶縁層２の
上下に銅箔１を備えた基材に、紫外線パルスレーザ３に
て光化学反応により非貫通孔の孔明けを行う場合には、
まず銅箔１のアブレーション臨界値（銅箔蒸散臨界値）
以上の加工点エネルギー密度（又は加工点出力）で上層
の銅箔を蒸散させ絶縁層を露出させ、次いで銅箔アブレ
ーション臨界値より小さいエネルギー密度で、かつ絶縁
層のアブレーション臨界値以上の加工点エネルギー密度
（又は加工点出力）で絶縁層を光化学反応にて蒸散させ
て行っていた。
上下に銅箔１を備えた基材に、紫外線パルスレーザ３に
て光化学反応により非貫通孔の孔明けを行う場合には、
まず銅箔１のアブレーション臨界値（銅箔蒸散臨界値）
以上の加工点エネルギー密度（又は加工点出力）で上層
の銅箔を蒸散させ絶縁層を露出させ、次いで銅箔アブレ
ーション臨界値より小さいエネルギー密度で、かつ絶縁
層のアブレーション臨界値以上の加工点エネルギー密度
（又は加工点出力）で絶縁層を光化学反応にて蒸散させ
て行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記加工方法は、下層
の銅箔にダメージを与えず良好な孔加工を行うことが可
能であるが、孔明け加工後の上層銅箔の形状に問題があ
った。すなわち、紫外線パルスレーザを用いて金属層の
孔明け加工を行う際に、紫外線パルスレーザを照射し、
銅箔を蒸散させながら加工を行うが、深度を深めていく
につれて加工点エネルギー密度が弱まる結果、図２
（ｂ）に示す如く、銅箔蒸散部の内壁がテーパーＰ形状
になり、予め指定した照射ビーム径の孔径より小さくな
ると云う問題があった。特に、このテーパー形状は銅箔
の厚みが増すに従ってその度合いも顕著になっていた。
の銅箔にダメージを与えず良好な孔加工を行うことが可
能であるが、孔明け加工後の上層銅箔の形状に問題があ
った。すなわち、紫外線パルスレーザを用いて金属層の
孔明け加工を行う際に、紫外線パルスレーザを照射し、
銅箔を蒸散させながら加工を行うが、深度を深めていく
につれて加工点エネルギー密度が弱まる結果、図２
（ｂ）に示す如く、銅箔蒸散部の内壁がテーパーＰ形状
になり、予め指定した照射ビーム径の孔径より小さくな
ると云う問題があった。特に、このテーパー形状は銅箔
の厚みが増すに従ってその度合いも顕著になっていた。
【０００６】また、上層銅箔にテーパーＰがついた状態
でそのまま樹脂加工を行うと、テーパー下部の最小テー
パー径でコンフォール加工されることにより、図２
（ｃ）に示す如く、予め設計したビア径より小さくな
り、特にボトム孔径は極端に設計値より小さくなってし
まうのが実状であった。更にまた、特にφ５０μｍ以下
の小径ビアの場合、前記記載の形状では、銅めっきの接
続面積が極端に少なくなり、接続信頼性に欠けると云う
問題があった。
でそのまま樹脂加工を行うと、テーパー下部の最小テー
パー径でコンフォール加工されることにより、図２
（ｃ）に示す如く、予め設計したビア径より小さくな
り、特にボトム孔径は極端に設計値より小さくなってし
まうのが実状であった。更にまた、特にφ５０μｍ以下
の小径ビアの場合、前記記載の形状では、銅めっきの接
続面積が極端に少なくなり、接続信頼性に欠けると云う
問題があった。
【０００７】上記問題点を解決すべく発明者らは鋭意工
夫し、本発明を完成させた。
夫し、本発明を完成させた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、絶
縁基板の上下に金属層を備えた基材に、紫外線パルスレ
ーザを用いて、光化学反応にて金属層と絶縁層をアブレ
ーションさせる孔あけ加工方法において、金属層のアブ
レーション臨界値（金属蒸散臨界値）以上の加工点エネ
ルギー密度で金属層を蒸散し、絶縁層を露出させた後、
前記金属層を蒸散したのと同じ加工点エネルギー密度で
絶縁層を蒸散する非貫通孔の加工方法により上記目的を
達成したものである。
縁基板の上下に金属層を備えた基材に、紫外線パルスレ
ーザを用いて、光化学反応にて金属層と絶縁層をアブレ
ーションさせる孔あけ加工方法において、金属層のアブ
レーション臨界値（金属蒸散臨界値）以上の加工点エネ
ルギー密度で金属層を蒸散し、絶縁層を露出させた後、
前記金属層を蒸散したのと同じ加工点エネルギー密度で
絶縁層を蒸散する非貫通孔の加工方法により上記目的を
達成したものである。
【０００９】また、本発明は絶縁基板の上下に金属層を
備えた基材に、紫外線パルスレーザを用いて、光化学反
応にて金属層と絶縁層をアブレーションさせる孔明け加
工方法において、金属層のアブレーション臨界値（金属
蒸散臨界値）以上の加工点エネルギー密度で金属層を蒸
散し、絶縁層を露出させた後、前記金属層を蒸散した加
工点エネルギー密度よりは小さく、かつ金属蒸散臨界値
以上の加工点エネルギー密度で絶縁層を蒸散する非貫通
孔の加工方法により上記目的を達成したものである。
備えた基材に、紫外線パルスレーザを用いて、光化学反
応にて金属層と絶縁層をアブレーションさせる孔明け加
工方法において、金属層のアブレーション臨界値（金属
蒸散臨界値）以上の加工点エネルギー密度で金属層を蒸
散し、絶縁層を露出させた後、前記金属層を蒸散した加
工点エネルギー密度よりは小さく、かつ金属蒸散臨界値
以上の加工点エネルギー密度で絶縁層を蒸散する非貫通
孔の加工方法により上記目的を達成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明において、加工点エネルギ
ー密度としては、金属層の蒸散が始まる３．２Ｊ／cm2
以上であることが好ましい。
ー密度としては、金属層の蒸散が始まる３．２Ｊ／cm2
以上であることが好ましい。
【００１１】本発明において、紫外線パルスレーザとし
ては、Ｎｄ；ＹＡＧ、Ｎｄ；ＹＬＦあるいはＮｄ；ＶＯ
４パルスレーザの何れを使用しても良い。また、当該紫
外線パルスレーザは、基本波、第二高調波、第三高調
波、あるいは第四高調波の何れを使用しても良いが、小
径孔を加工する上で第三高調波が好ましい。また、特に
小径孔を加工する場合には、アブレーション加工を行う
エネルギーが大きく、より熱影響を受けない加工が可能
な第四高調波が有利である。
ては、Ｎｄ；ＹＡＧ、Ｎｄ；ＹＬＦあるいはＮｄ；ＶＯ
４パルスレーザの何れを使用しても良い。また、当該紫
外線パルスレーザは、基本波、第二高調波、第三高調
波、あるいは第四高調波の何れを使用しても良いが、小
径孔を加工する上で第三高調波が好ましい。また、特に
小径孔を加工する場合には、アブレーション加工を行う
エネルギーが大きく、より熱影響を受けない加工が可能
な第四高調波が有利である。
【００１２】本発明において、絶縁層としてはその材質
の如何を問わないが、例えばポリイミド系樹脂、エポキ
シ系樹脂、アラミド系樹脂、ＢＴレジン樹脂、液晶ポリ
マー系樹脂が好ましいものとして挙げられる。
の如何を問わないが、例えばポリイミド系樹脂、エポキ
シ系樹脂、アラミド系樹脂、ＢＴレジン樹脂、液晶ポリ
マー系樹脂が好ましいものとして挙げられる。
【００１３】
【実施例】以下実施例を示す図面と共に本発明を更に説
明する。
明する。
【００１４】実施例１ 図１に示すように、厚さ２５μｍポリイミド樹脂から成
る絶縁層２の上下に銅箔（厚さ９〜３５μｍ）１を備え
たものを基材として使用し、孔径φ２５μｍを紫外線パ
ルスレーザ加工条件として、周波数２ＫＨｚ以下、加工
点エネルギー密度３．２Ｊ／cm2以上（加工点出力０．
５７Ｗ以上）で、紫外線パルスレーザ３を複数回照射
［図１（ａ）］し、銅箔１のアブレーション臨界値以上
の加工点エネルギー密度で上層の銅箔１を蒸散４し［図
１（ｂ）］、絶縁層２を露出させた後、前記銅箔１を蒸
散したのと同じ加工点エネルギー密度で絶縁層２を蒸散
させて非貫通孔５を形成［図１（ｃ）］したところ、そ
の孔径は予め指定した照射ビーム径と一致していた。ま
た、その後デスミア処理後、無電解・電解銅めっき６に
てブラインドバイアホールを形成［図１（ｄ）］したと
ころ、その孔径は設計値と一致し、何ら接続面積が減少
することはなかった。
る絶縁層２の上下に銅箔（厚さ９〜３５μｍ）１を備え
たものを基材として使用し、孔径φ２５μｍを紫外線パ
ルスレーザ加工条件として、周波数２ＫＨｚ以下、加工
点エネルギー密度３．２Ｊ／cm2以上（加工点出力０．
５７Ｗ以上）で、紫外線パルスレーザ３を複数回照射
［図１（ａ）］し、銅箔１のアブレーション臨界値以上
の加工点エネルギー密度で上層の銅箔１を蒸散４し［図
１（ｂ）］、絶縁層２を露出させた後、前記銅箔１を蒸
散したのと同じ加工点エネルギー密度で絶縁層２を蒸散
させて非貫通孔５を形成［図１（ｃ）］したところ、そ
の孔径は予め指定した照射ビーム径と一致していた。ま
た、その後デスミア処理後、無電解・電解銅めっき６に
てブラインドバイアホールを形成［図１（ｄ）］したと
ころ、その孔径は設計値と一致し、何ら接続面積が減少
することはなかった。
【００１５】実施例２ 露出した絶縁層２を、銅箔１を蒸散した加工点エネルギ
ー密度よりは小さいものの、銅箔１の蒸散臨界値以上の
加工点エネルギー密度で蒸散させた以外は、実施例１と
同様にして非貫通孔乃至ブライントバイアホールを形成
したところ、実施例１と同様な結果が得られた。
ー密度よりは小さいものの、銅箔１の蒸散臨界値以上の
加工点エネルギー密度で蒸散させた以外は、実施例１と
同様にして非貫通孔乃至ブライントバイアホールを形成
したところ、実施例１と同様な結果が得られた。
【００１６】
【発明の効果】本発明方法は、絶縁層の加工をも、金属
層蒸散臨界値以上の加工点エネルギー密度でレーザ処理
するため、金属層の蒸散後、テーパーＰが形成されて
も、次の絶縁層の加工の際に、当該金属層のテーパーＰ
が蒸散修正されるので、予め指定した孔径で非貫通孔を
形成することが可能となる。従ってまた、本発明によれ
ば、底面のめっきによる接続面積が減少することがない
ので、接続信頼性に優れたブラインドバイアホールを得
ることができる。
層蒸散臨界値以上の加工点エネルギー密度でレーザ処理
するため、金属層の蒸散後、テーパーＰが形成されて
も、次の絶縁層の加工の際に、当該金属層のテーパーＰ
が蒸散修正されるので、予め指定した孔径で非貫通孔を
形成することが可能となる。従ってまた、本発明によれ
ば、底面のめっきによる接続面積が減少することがない
ので、接続信頼性に優れたブラインドバイアホールを得
ることができる。
【図１】本発明方法の概略断面工程説明図。
【図２】従来方法の概略断面工程説明図。
１：銅箔 ２：絶縁層 ３：紫外線レーザ ４：銅箔蒸散部 ５：非貫通孔 ６：めっき層 Ｐ：テーパー
Claims (6)
- 【請求項１】 絶縁基板の上下に金属層を備えた基材
に、紫外線パルスレーザを用いて、光化学反応にて金属
層と絶縁層をアブレーションさせる孔あけ加工方法にお
いて、金属層のアブレーション臨界値以上の加工点エネ
ルギー密度で金属層を蒸散し、絶縁層を露出させた後、
前記金属層を蒸散したのと同じ加工点エネルギー密度で
絶縁層を蒸散することを特徴とする非貫通孔の加工方
法。 - 【請求項２】 絶縁基板の上下に金属層を備えた基材
に、紫外線パルスレーザを用いて、光化学反応にて金属
層と絶縁層をアブレーションさせる孔明け加工方法にお
いて、金属層のアブレーション臨界値以上の加工点エネ
ルギー密度で金属層を蒸散し、絶縁層を露出させた後、
前記金属層を蒸散した加工点エネルギー密度よりは小さ
く、かつ金属蒸散臨界値以上の加工点エネルギー密度で
絶縁層を蒸散することを特徴とする非貫通孔の加工方
法。 - 【請求項３】 加工点エネルギー密度が３．２Ｊ／cm2
以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の非貫
通孔の加工方法。 - 【請求項４】 紫外線パルスレーザが、Ｎｄ；ＹＡＧパ
ルスレーザ、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレーザ又はＮｄ；ＶＯ
４パルスレーザであることを特徴とする請求項１〜３の
何れか１項記載の非貫通孔の加工方法。 - 【請求項５】 紫外線パルスレーザが基本波、第二高調
波、第三高調波又は第四高調波であることを特徴とする
請求項１〜４の何れか１項記載の非貫通孔の加工方法。 - 【請求項６】 絶縁層が、ポリイミド系樹脂、エポキシ
系樹脂、アラミド系樹脂、ＢＴレジン樹脂又は液晶ポリ
マー系樹脂であることを特徴とする請求項１〜５の何れ
か１項記載の非貫通孔の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056719A JP2002261422A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | パルスレーザを用いた非貫通孔の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056719A JP2002261422A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | パルスレーザを用いた非貫通孔の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002261422A true JP2002261422A (ja) | 2002-09-13 |
Family
ID=18916702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001056719A Pending JP2002261422A (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | パルスレーザを用いた非貫通孔の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002261422A (ja) |
Cited By (5)
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| JP2010528866A (ja) * | 2007-06-01 | 2010-08-26 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 改良テーパ形状を有するレーザー掘削孔に関する方法及び装置 |
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-
2001
- 2001-03-01 JP JP2001056719A patent/JP2002261422A/ja active Pending
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