JPH0567882A - 多層配線基板 - Google Patents

多層配線基板

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JPH0567882A
JPH0567882A JP3227797A JP22779791A JPH0567882A JP H0567882 A JPH0567882 A JP H0567882A JP 3227797 A JP3227797 A JP 3227797A JP 22779791 A JP22779791 A JP 22779791A JP H0567882 A JPH0567882 A JP H0567882A
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via hole
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yag laser
conductor
circuit board
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Akira Hashimoto
晃 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビアホール形成でYAGレーザを用いた多層
配線基板においてビアホール部の上下導体間の接続信頼
性を向上させることを目的とする。 【構成】 多層配線基板の積層される絶縁層3の材質が
YAGレーザで加工できるものでありなおかつ絶縁層3
の光学的透過率を60%〜95%に上げることで、ビア
ホール部が下部導体の露出面積が増えることでビアホー
ル部の上下導体の接続をより安定にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、YAGレーザによるビ
アホール形成法を用いた多層配線基板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型軽量化の要求にと
もない多層配線基板の配線幅やスルーホール,ビアホー
ル径の縮小化が行われている。パターン形成にはスクリ
ーン印刷法とフォトリソ法等が用いられる。主としてス
クリーン印刷法が用いられており、技術動向として、従
来、配線幅150μmルールから最近のスクリーンマス
クの開発により配線幅75μm程度のプリント回路基板
の量産が可能になりさらに数年先には50μmの量産が
予想される。またビアホール径については200〜30
0μmが量産されており、今後縮小化されてもスクリー
ンの制約上100μmが限界と考えられる。そこで、Y
AGレーザでビアホール形成を行う方法も検討されてい
るが、ビアホール部の形状により上下導体間の接続の信
頼性が悪かった。
【0003】このようなYAGレーザ法を用いたビアホ
ール形成について図面を使用して説明する。図2(a)
〜(d)はスクリーン印刷法でビアホールを形成する場
合の工程を示すものである。1はベース基板、2は下部
導体、3は絶縁層、4はビアホール、5は上部導体であ
る。このような製造工程はまず図2(a)に示すように
ベース基板1に下部導体2を形成して、次に図2(b)
に示すように絶縁層3を形成する。次に図2(c)に示
すようにYAGレーザを用いて絶縁層3にビアホール4
を形成する。更に図2(d)に示すように上部導体を形
成することで上下導体の接続を行い、回路を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来通
りのYAGレーザによるビアホール形成工法を用いた場
合に、ビアホール4の形状が図3の拡大図に示すように
下部導体2の露出部が小さく、上部導体5との接続部の
面積が小さいため、形状のばらつきにより、接続不良が
発生しやすかった。
【0005】本発明は、前述の問題点を解決する方法と
して、YAGレーザによるビアホールの形成法を用いた
多層配線基板においてビアホール部の上下導体間の接続
の安定性をもたせる構造を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、基板上に配線パターンと絶縁層とを多層に積層した
構成とするとともに、前記配線パターンの各層間を電気
的に接続するためのビアホール導体を備え、前記絶縁層
は光学的透過率が60〜95%の範囲にあることを特徴
とするものである。
【0007】
【作用】本発明によればビアホール部を形成する絶縁層
の光学的透過率を上げることで、YAGレーザ光が照射
されたときにまず下部導体が加熱され、そのときに絶縁
層および下部導体の部分的熱膨張が起こり、YAGレー
ザ光の照射欠損部よりも若干大きめのほぼ円柱状に絶縁
層が飛び出してビアホール部が形成される。そのため
に、下部導体の露出部が増加し、これにより上下導体間
の接続の信頼性を向上することが可能となる。
【0008】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の一実施例の多層
配線基板について説明する。
【0009】図1は本発明によるYAGレーザを用いた
多層配線基板のビアホール部を示すものである。
【0010】本実施例においては、絶縁層の光学的透過
率を60〜95%とした以外は、従来例と同じ構成であ
る。
【0011】本実施例ではベース基板1としてアルミナ
セラミック基板(純度96wt%)を用いた。そして図2
(a)のように下部導体2(Ag−Pdペースト)をス
クリーン印刷で塗膜を形成し、焼成炉にてピーク温度8
00℃〜870℃のピーク時間6分〜10分(昇温速度
50℃〜80℃/分)の条件で焼成した。下部導体2の
厚みは6〜10μmである。次に図2(b)に示すよう
に絶縁ペーストをスクリーン印刷で塗膜を形成し、焼成
炉にてピーク温度840℃〜870℃のピーク時間8分
〜10分(昇温速度50℃〜100℃/分)の条件で焼
成した。絶縁ペーストとして焼成後の光学的透過率が3
3%,47%,59%,72%,83%,95%程度の
6種類を用いた。焼成後の絶縁層3の厚みは下部導体上
において30μm〜50μmであった。次に図2(c)
に示すようにYAGレーザにてパワー3w〜6wにてビ
アホール4を空ける。特に、レーザ照射時に飛散する加
工くずがサンプルに付着しないように加工部付近の空気
の強制吸引を行う。
【0012】次に図2(d)に示すように上部導体5と
してスクリーン印刷で塗膜を形成し、焼成炉にて800
℃〜870℃のピーク温度のピーク時間6分〜10分
(昇温速度50℃〜80℃/分)の条件で焼成した。
【0013】上記の方法で作成したサンプルのビアホー
ル4の形状について詳しく述べる。ビアホール4を形成
する絶縁層3の光学的透過率を変えることによってYA
Gレーザの照射状態が変わり、ビアホール部の形状は図
4に示すように3タイプに分けられる。図において、2
rはビアホール4の直径、Dはベース基板1でのビアホ
ール4の深さである。まず絶縁層3の透過率が約59%
以上になると図4(c)に示す状態になり、レーザ加工
穴より大きめの穴があく。この現象は絶縁層3の透過率
が上がるとYAGレーザのレーザ光が照射部の絶縁層3
より、下部導体4を先に熱することでその近傍の下部導
体や絶縁層3が発熱し熱膨張することで歪が生じて、Y
AGレーザの照射光の面積より若干大きめのほぼ円柱状
のかたまりがはじき飛ばされて、その部分にビアホール
4aが形成される。
【0014】これに対して絶縁層3の透過率が約47%
以下のものは図4(a)に示すようにYAGレーザ光は
絶縁層3の表面から吸収されるため連続的な穴が形成さ
れる。また図4(b)は、図4(c)の状態でレーザー
が照射されるものの、熱による歪が図4(c)より小さ
かったために、ほぼ円柱状のかたまりが絶縁層3の一部
でまだ破断されず、残った状態になっている。
【0015】また絶縁層3の光学的透過率を(表1)に
示すように変化させた場合、ビアホール部の上下導体間
の接続部の信頼性の評価を行った。F.O(初期オープ
ン:接合不良)については、(表1)に示すように絶縁
層3の透過率に関係がなく初期的には、不良は発生しな
かった。次に環境試験である温度サイクル試験(−30
℃ 30分間、100℃ 30分間、常温10分間)で
500サイクル(500c)後については、絶縁体の光
学的透過率が59%以上のものについては上下導体の接
合不良は発生しなかったが、光学的透過率47%以下の
ものでは、500サイクルでオープン不良が発生した。
つまり、図4(c)のように下部導体2の露出部が大き
いほど上部導体5との接続性がよくなり、環境試験後の
信頼性が上がったと考えられる。また、(表1)はYA
Gレーザのパワー4wの時のデータであるが、3w,6
wについて同一の試験を行った場合も(表1)と同様な
結果を得た。
【0016】
【表1】
【0017】以上の結果から明らかなように、絶縁層の
光学的透過率を大きくすることで、図1,図4(c)の
形状のビアホール4を形成でき、下部導体2の露出面積
を増やすことができ、それによってビアホール部の上下
導体の接合の信頼性を向上させることができる。また、
ビアホール4の直径は実験的に48μm〜65μm程度
で、100μm以下のビアホールが形成できた。
【0018】なお、YAGレーザによるビアホール形成
法は、スクリーン印刷工法でビアホール形成する場合と
比較して、絶縁層3のビアホール4部の周辺に発生する
メニスカス(部分的に印刷塗膜の厚みが厚くなる現象)
がでないことより、絶縁層3の平坦性に優れている。し
かしYAGレーザの条件や絶縁層の材質により、YAG
レーザ加工によるビアホール4の穴加工口に絶縁体の溶
融物が残り穴周辺が盛り上がる場合があるが、本実施例
のビアホール形成ではその様な現象は起こらず、さらに
平坦性が向上している。よって今後ICのフェイスダウ
ン実装技術に不可欠である平坦性の追求にとって非常に
有利である。また、YAGレーザは厚膜HIC基板の抵
抗体のトリミングに使用されることより、たとえば、抵
抗体のトリミングとビアホールの形成を同時にできるメ
リットもあり今後期待される技術である。
【0019】なお、本実施例では、Ag−Pd系厚膜多
層基板について述べてきたが、Cu系厚膜多層基板やA
uレジネートペーストを用いた厚膜多層基板についても
同様な結果を得ている。また、多層配線基板の積層方法
が印刷多層でなくとも、絶縁層3を1層積層する毎にY
AGレーザで加工できる工程で、かつ絶縁層3がYAG
レーザで加工できるものでその透過率が少なくとも60
%〜95%のものであれば、本実施例と同様の効果が得
られる。
【0020】さらに導体膜および絶縁体膜の形成につい
て本実施例ではスクリーン印刷法での結果を説明した
が、ペーストの粘度調整をすることで描画法,凹版オフ
セット印刷法でも使用可能である。また、薄膜工法のス
パッタ、蒸着等の膜形成法を用いることも可能である。
【0021】以上のように本実施例によれば、YAGレ
ーザの条件を調整することで、さらに下部導体の膜厚を
厚くすることができ、比較的容易に信頼性のあるビアホ
ールを形成できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本実施例によれば、絶縁層
の光学的透過率を調整することでビアホール部を下部導
体の露出しやすい形状にでき、それにより、ビアホール
部の上下導体間の接合部の信頼性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の多層配線基板におけるビア
ホール部の加工状態を示す断面図
【図2】(a)〜(d)はそれぞれ本実施例の多層配線
基板の製造工程図
【図3】従来の多層配線基板におけるビアホール部の加
工状態を示す断面図
【図4】(a),(b)はそれぞれ従来の多層配線基板
におけるビアホール部を断面で示す斜視図 (c)は本発明の一実施例の多層配線基板におけるビア
ホール部を断面で示す斜視図
【符号の説明】
1 ベース基板 2 下部導体 3 絶縁層 5 上部導体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に配線パターンと絶縁層とを多層に
    積層した構成とするとともに、前記配線パターンの各層
    間を電気的に接続するためのビアホール導体を備え、前
    記絶縁層は光学的透過率が60〜95%の範囲にあるこ
    とを特徴とする多層配線基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0964610A3 (en) * 1998-06-02 2001-03-21 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Printed wiring board and process for forming it
JP2002329971A (ja) * 2001-04-26 2002-11-15 Kyocera Corp 配線基板の製造方法

Cited By (3)

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