配線基板及びその製造方法
【課題】マスクを用いたレーザ加工法によるスルーホールは、スルーホール形成領域の絶縁層の溶解、気化、分解の効率が低く、スルーホールの加工精度は±25μm程度が限度である。
【解決手段】AlN基板11の上部にレーザ光吸収金属層12及びスルーホールTH1、TH2に対応する領域が除去されたレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3を設け、AlN基板11の下部にレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2を設ける。レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層によって反射されるが、スルーホールに対応する領域のレーザ光吸収金属層によりAlN基板に集中かつ効率よく吸収され、AlN基板と共に、レーザ光吸収金属層も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールが形成される。同時に、スルーホール内のAlN基板の表面からNが脱離してAl露出層11aが内壁に形成される。
【解決手段】AlN基板11の上部にレーザ光吸収金属層12及びスルーホールTH1、TH2に対応する領域が除去されたレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3を設け、AlN基板11の下部にレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2を設ける。レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層によって反射されるが、スルーホールに対応する領域のレーザ光吸収金属層によりAlN基板に集中かつ効率よく吸収され、AlN基板と共に、レーザ光吸収金属層も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールが形成される。同時に、スルーホール内のAlN基板の表面からNが脱離してAl露出層11aが内壁に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は発光ダイオード(LED)等の搭載用の配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、LED等の著しい小型化、高密度化に伴い、LED等を搭載する配線基板にスルーホールを形成する方法としてマスクを用いないレーザ加工法が用いられている(参照:特許文献1、2、3)。
【0003】
たとえば、第1の従来の配線基板の製造方法において、窒化アルミニウム(AlN)基板の所定位置に集光性に優れたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)レーザ光を照射することによってAlN基板に直径0.01〜5mmのスルーホールを形成する。このとき、スルーホールの内壁においてNが離脱して金属Alが露出している状態が観測される。最後に、スルーホールの内壁に導電層を形成する(参照:特許文献1)。これにより、AlN基板の上下面の導通をスルーホールの内壁に露出されたAlと共に導電層によって行っている。
【0004】
また、第2の従来の配線基板の製造方法において、エポキシ基板に銅箔を積層接着し、銅箔の所定位置に集光性に優れた大径かつ小出力の紫外(UV)−YAGレーザもしくは炭酸ガス(CO2)レーザ光を照射することによってエポキシ基板にスルーホールを形成する。次いで、スルーホールの底の内層銅箔に小径かつ大出力のUV−YAGレーザ光を照射することによって内層銅箔の一部を金属粒子としてスルーホールの内壁に飛散させる。最後に、無電解めっき法もしくは電解めっき法によってスルーホールの内壁に導電層を形成する(参照:特許文献2)。これにより、エポキシ基板の上下面の導通をスルーホールの内壁の飛散金属粒子と共に導電層によって行っている。
【0005】
さらに、第3の従来の配線基板の製造方法において、下面に金属箔を当接したエポキシ等の絶縁基板の所定位置にUV−YAGレーザ光を照射することによって絶縁基板にスルーホールを形成する。このとき、スルーホール内壁に金属箔に由来する0.5μm以下の金属粒子が観測される。最後に、スルーホール内壁に銅ペーストを充填してスルーホール内導電層とする(参照:特許文献3)。これにより、絶縁基板の上下面の導通をスルーホールの内壁の飛散金属粒子と共にスルーホール内導電層によって行われる。
【0006】
しかしながら、上述のマスクを用いないレーザ加工法による配線基板にスルーホールを形成する第1、第2、第3の従来の配線基板の製造方法においては、スルーホールの加工精度は精度の低いレーザ光のスポット径及びエネルギーつまりレーザ加工機の温度条件等に依存し、向上させることが不可能である。また、上述の第2の従来の配線基板の製造方法においては、スルーホールの内壁の飛散金属粒子は高密度実装の場合にスルーホールの間隔が小さくなると、スルーホール間の導電層が飛散金属粒子によって電気的に短絡することもある。
【0007】
他方、スルーホールの加工精度を向上させるために、マスクを用いたレーザ加工法による配線基板のスルーホールの形成方法がある。すなわち、第4の従来の配線基板の製造方法において、樹脂層よりなる絶縁層に所定形状にパターニングされた銅箔を形成し、この銅箔の孔径よりも大きい径のCO2レーザ光を照射することによって絶縁層にスルーホールを形成する。最後に、スルーホール内に無電解めっき法あるいは無電解めっき法及び電解めっき法の組合せにより銅めっき層を形成する(参照:特許文献4)。これにより、絶縁層の上下面の導通をスルーホール内の銅めっき層によって行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−218518号公報
【特許文献2】特開2002−252464号公報
【特許文献3】特開2004−327744号公報
【特許文献4】特開2003−309373号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述のマスクを用いたレーザ加工法によってスルーホールを形成する第4の従来の配線基板の製造方法においては、銅箔マスクのレーザ光反射率及び絶縁層のレーザ光吸収率が大きいほど、銅箔マスクは溶解、気化、分解されずかつスルーホール形成領域の絶縁層のみが溶解、気化、分解されるので、スルーホールの加工精度は向上する。しかしながら、レーザ光を直接受ける上述の絶縁層のレーザ光吸収率は比較的小さく、この結果、スルーホール形成領域の絶縁層の溶解、気化、分解の効率が低くなるので、スルーホールの加工精度は向上するもののせいぜい±25μm程度が限度である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の課題を解決するために、本発明に係る配線基板は、スルーホールを設けた絶縁基板と、絶縁基板の上部のスルーホールの周囲に設けられた上部導電層と、絶縁基板の下部のスルーホールの周囲に設けられた下部導電層とを具備し、上部導電層は、絶縁基板上に設けられた赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層と、レーザ光吸収金属層上に設けられた赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層とを具備するものである。
【0011】
また、絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層を有し、これにより、上部導電層と下部導電層との導通はアルミニウム露出層によって行われるようにした。
【0012】
他方、本発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁基板の上部に赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層を形成する工程と、レーザ光吸収金属層上に、赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層を、スルーホール形成領域からレーザ光吸収金属層が露出するように形成する工程と、絶縁基板の下部に下部導電層を形成する工程と、スルーホール形成領域に赤外領域のレーザ光を照射して絶縁基板にスルーホールを形成する工程とを具備するものである。
【0013】
また、絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、スルーホールを形成する工程において絶縁基板のスルーホールの内壁側にアルミニウム露出層が形成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、絶縁基板にスルーホールを形成する際には、レーザ光はレーザ光反射金属層によって反射されるが、レーザ光吸収率が大きいレーザ光吸収金属層を介して絶縁基板に集中かつ効率よく吸収されるので、絶縁基板は効率よく溶解、気化、分解し、スルーホールの加工精度を±25μmよりも小さくでき、従って、スルーホールの加工精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図2】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図3】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図4】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図5】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図6】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図7】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図8】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図9】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図10】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図11】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を図1〜図5を参照して説明する。
【0017】
始めに、図1を参照すると、AlN基板11の表面及び裏面にレーザ光吸収金属層12、12’をスパッタリング法等によって形成する。たとえば、レーザ光吸収金属層12、12’はニッケルクロム(Ni-Cr)合金、クロム(Cr)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)及びモリブデン(Mo)より選択される少なくとも1つの金属よりなる。
【0018】
次いで、レーザ光吸収金属層12上にスパッタリング法等によってレーザ光反射金属層13を形成する。たとえば、レーザ光反射金属層13は金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)及び真鍮(Cu-Zn)より選択される少なくとも1つの金属よりなる。
【0019】
次に、図2を参照すると、レーザ光反射金属層13をフォトリソグラフィ・エッチング法によってパターニングしてスルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光反射金属層13を除去する。このとき、レーザ光反射金属層13から3つのレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3を形成する。
【0020】
次に、図3を参照すると、フォトリソグラフィ・エッチング法によってスルーホール形成領域RT1、RT2以外の露出したレーザ光吸収金属層12を除去する。次いで、フォトリソグラフィ・エッチング法によってレーザ光吸収金属層12’から2つのレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2を形成する。尚、レーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は後述のLED素子の正電極、負電極として作用する。
【0021】
次に、図4を参照すると、スルーホール形成領域RT1、RT2に対してその径より大きいスポット径を有するレーザ光L1、L2を照射する。レーザ光L1、L2としては、CO2レーザ、YAGレーザ、あるいはチタン(Ti)サファイアレーザ等の赤外領域のものを用いる。AlNを熱エネルギーによりAlNよりNを脱離させ、Alを露出し易くするためである。レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層13によって反射されるが、スルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光吸収金属層12に吸収される。そして、レーザ光吸収金属層12に吸収されたレーザ光L1、L2のエネルギーは熱に変わり、レーザ光吸収金属層12と、レーザ光L1、L2を照射されたスルーホール形成領域RT1、RT2直下のAlN基板11とを、溶解、気化、分解するために使われる。また、このとき、AlN基板11の下側にもレーザ光吸収金属層12’が存在するので、加工が進んでレーザ光L1、L2がレーザ光吸収金属層12’に到達したときに、この層も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールTH1、TH2が形成される。また、同時に、スルーホールTH1、TH2内のAlN基板11の表面からNが脱離してAl露出層11aがAlN基板11のスルーホールTH1、TH2の内壁に形成される。
【0022】
このようにして、スルーホールTH1、TH2の上下面のレーザ光反射金属層13及びレーザ光吸収金属層12とレーザ光吸収金属層12’との導通はAl露出層11aによって行われる。また、レーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3及びレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は後述のLED素子の実装時の必要性に応じて表面処理を行う。
【0023】
最後に、図5を参照すると、レーザ光反射金属層13−2、13−3上にLED素子14−1、14−2をダイボンディング法等によって接着する。次いで、レーザ光反射金属層13−1とLED素子14−1のp側端子14−1aとをボンディングワイヤ15−1によって接続し、また、レーザ光反射金属層13−2とLED素子14−2のp側端子14−1aとをボンディングワイヤ15−2によって接続する。
【0024】
このように、最終的に残存したレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3及びレーザ光吸収金属層12は上部導電層として作用し、レーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は下部導電層として作用する。
【0025】
また、レーザ光吸収金属層12、12’は、レーザ光によって溶解することにより、スルーホールの内壁のAl露出層11aとの接続が確実なものとなる。この結果、信頼性の高いスルーホール接続を簡便な加工で得られる。
【0026】
本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を図6〜図11を参照して説明する。
【0027】
始めに、図6を参照すると、図1のAlN基板11の代りに、AlN以外の絶縁基板たとえばエポキシ基板21を準備する。次いで、エポキシ基板21の表面及び裏面に図1のレーザ光吸収金属層12、12’と同一のレーザ光吸収金属層22、22’をスパッタリング法等によって形成する。
【0028】
次いで、レーザ光吸収金属層22上にスパッタリング法等によって図1のレーザ光反射金属層13と同一のレーザ光反射金属層23を形成する。
【0029】
次に、図7を参照すると、図2の場合と同様に、レーザ光反射金属層23をフォトリソグラフィ・エッチング法によってパターニングしてスルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光反射金属層23を除去する。このとき、レーザ光反射金属層23から3つのレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3を形成する。
【0030】
次に、図8を参照すると、図3の場合と同様に、フォトリソグラフィ・エッチング法によってスルーホール形成領域RT1、RT2以外の露出したレーザ光吸収金属層22を除去する。次いで、フォトリソグラフィ・エッチング法によってレーザ光吸収金属層22’から2つのレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2を形成する。尚、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は後述のLED素子の正電極、負電極として作用する。
【0031】
次に、図9を参照すると、図4の場合と同様に、スルーホール形成領域RT1、RT2に対してその径より大きいスポット径を有するレーザ光L1、L2を照射する。この結果、レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3によって反射されるが、スルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光吸収金属層22を介してエポキシ基板21に集中かつ効率よく吸収される。このとき、エポキシ基板21の下側にもレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2が存在するので、さらに、レーザ光L1、L2はエポキシ基板21に集中かつ効率よく吸収される。従って、エポキシ基板21を効率よく溶解、気化、分解すると共に、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールTH1、TH2が形成される。
【0032】
次に、図10を参照すると、スルーホールTH1、TH2にめっき法、スポット溶接法等を用いて銅(Cu)等よりなる導電層24−1、24−2を埋め込む。尚、24−1、24−2はスルーホールTH1、TH2の側壁にのみ形成してもよい。
【0033】
このようにして、スルーホールTH1、TH2の上下面のレーザ光反射金属層23及びレーザ光吸収金属層22とレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2との導通は導電層24−1、24−2によって行われる。また、レーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3、導電層24−1、24−2及びレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は後述のLED素子の実装時の必要性に応じて表面処理を行う。
【0034】
最後に、図11を参照すると、図5の場合と同様に、レーザ光反射金属層23−2、23−3上にLED素子25−1、25−2をダイボンディング法等によって接着する。次いで、レーザ光反射金属層23−1とLED素子25−1のp側端子25−1aとをボンディングワイヤ26−1によって接続し、また、レーザ光反射金属層23−2とLED素子25−2のp側端子25−1aとをボンディングワイヤ26−2によって接続する。
【0035】
このように、最終的に残存したレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3及びレーザ光吸収金属層22は上部導電層として作用し、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は下部導電層として作用する。
【0036】
上述の第1(第2)の実施の形態においては、マスクの役割をなすレーザ光反射金属層13−1、13−3(23−1、23−3)を通過したレーザ光L1、L2はレーザ光吸収金属層12、12’−1、12’−2(22、22’−1、22’−2)によってAlN基板11(エポキシ基板21)に集中かつ効率よく吸収されるので、上述のマスクに応じたスルーホールTH1、TH2が高精度に形成できる。
【0037】
尚、上述の実施の形態において、AlN基板11(エポキシ基板21)の下部導電層としてレーザ光吸収金属層12’(22’)を用いたが、本発明においては他の導電層を用いてもよい。また、上述の実施の形態はLED素子搭載用配線基板を例とするが、本発明は他の素子たとえば半導体素子、能動素子、受動素子等の搭載用配線基板にも適用し得る。さらに、本発明は2層以上の多層配線基板の各層にも適用し得る。
【符号の説明】
【0038】
11:AlN基板
11a:Al露出層
12、12’:レーザ光吸収金属層
13、13−1、13−2、13−3:レーザ光反射金属層
14−1、14−2:LED素子
15−1、15−2:ボンディングワイヤ
21:エポキシ基板
22、22’:レーザ光吸収金属層
23、23−1、23−2、23−3:レーザ光反射金属層
24−1、24−2:導電層
25−1、25−2:LED素子
26−1、26−2:ボンディングワイヤ
RT1、RT2:スルーホール形成領域
TH1、TH2:スルーホール
【技術分野】
【0001】
本発明は発光ダイオード(LED)等の搭載用の配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、LED等の著しい小型化、高密度化に伴い、LED等を搭載する配線基板にスルーホールを形成する方法としてマスクを用いないレーザ加工法が用いられている(参照:特許文献1、2、3)。
【0003】
たとえば、第1の従来の配線基板の製造方法において、窒化アルミニウム(AlN)基板の所定位置に集光性に優れたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)レーザ光を照射することによってAlN基板に直径0.01〜5mmのスルーホールを形成する。このとき、スルーホールの内壁においてNが離脱して金属Alが露出している状態が観測される。最後に、スルーホールの内壁に導電層を形成する(参照:特許文献1)。これにより、AlN基板の上下面の導通をスルーホールの内壁に露出されたAlと共に導電層によって行っている。
【0004】
また、第2の従来の配線基板の製造方法において、エポキシ基板に銅箔を積層接着し、銅箔の所定位置に集光性に優れた大径かつ小出力の紫外(UV)−YAGレーザもしくは炭酸ガス(CO2)レーザ光を照射することによってエポキシ基板にスルーホールを形成する。次いで、スルーホールの底の内層銅箔に小径かつ大出力のUV−YAGレーザ光を照射することによって内層銅箔の一部を金属粒子としてスルーホールの内壁に飛散させる。最後に、無電解めっき法もしくは電解めっき法によってスルーホールの内壁に導電層を形成する(参照:特許文献2)。これにより、エポキシ基板の上下面の導通をスルーホールの内壁の飛散金属粒子と共に導電層によって行っている。
【0005】
さらに、第3の従来の配線基板の製造方法において、下面に金属箔を当接したエポキシ等の絶縁基板の所定位置にUV−YAGレーザ光を照射することによって絶縁基板にスルーホールを形成する。このとき、スルーホール内壁に金属箔に由来する0.5μm以下の金属粒子が観測される。最後に、スルーホール内壁に銅ペーストを充填してスルーホール内導電層とする(参照:特許文献3)。これにより、絶縁基板の上下面の導通をスルーホールの内壁の飛散金属粒子と共にスルーホール内導電層によって行われる。
【0006】
しかしながら、上述のマスクを用いないレーザ加工法による配線基板にスルーホールを形成する第1、第2、第3の従来の配線基板の製造方法においては、スルーホールの加工精度は精度の低いレーザ光のスポット径及びエネルギーつまりレーザ加工機の温度条件等に依存し、向上させることが不可能である。また、上述の第2の従来の配線基板の製造方法においては、スルーホールの内壁の飛散金属粒子は高密度実装の場合にスルーホールの間隔が小さくなると、スルーホール間の導電層が飛散金属粒子によって電気的に短絡することもある。
【0007】
他方、スルーホールの加工精度を向上させるために、マスクを用いたレーザ加工法による配線基板のスルーホールの形成方法がある。すなわち、第4の従来の配線基板の製造方法において、樹脂層よりなる絶縁層に所定形状にパターニングされた銅箔を形成し、この銅箔の孔径よりも大きい径のCO2レーザ光を照射することによって絶縁層にスルーホールを形成する。最後に、スルーホール内に無電解めっき法あるいは無電解めっき法及び電解めっき法の組合せにより銅めっき層を形成する(参照:特許文献4)。これにより、絶縁層の上下面の導通をスルーホール内の銅めっき層によって行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−218518号公報
【特許文献2】特開2002−252464号公報
【特許文献3】特開2004−327744号公報
【特許文献4】特開2003−309373号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述のマスクを用いたレーザ加工法によってスルーホールを形成する第4の従来の配線基板の製造方法においては、銅箔マスクのレーザ光反射率及び絶縁層のレーザ光吸収率が大きいほど、銅箔マスクは溶解、気化、分解されずかつスルーホール形成領域の絶縁層のみが溶解、気化、分解されるので、スルーホールの加工精度は向上する。しかしながら、レーザ光を直接受ける上述の絶縁層のレーザ光吸収率は比較的小さく、この結果、スルーホール形成領域の絶縁層の溶解、気化、分解の効率が低くなるので、スルーホールの加工精度は向上するもののせいぜい±25μm程度が限度である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の課題を解決するために、本発明に係る配線基板は、スルーホールを設けた絶縁基板と、絶縁基板の上部のスルーホールの周囲に設けられた上部導電層と、絶縁基板の下部のスルーホールの周囲に設けられた下部導電層とを具備し、上部導電層は、絶縁基板上に設けられた赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層と、レーザ光吸収金属層上に設けられた赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層とを具備するものである。
【0011】
また、絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層を有し、これにより、上部導電層と下部導電層との導通はアルミニウム露出層によって行われるようにした。
【0012】
他方、本発明に係る配線基板の製造方法は、絶縁基板の上部に赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層を形成する工程と、レーザ光吸収金属層上に、赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層を、スルーホール形成領域からレーザ光吸収金属層が露出するように形成する工程と、絶縁基板の下部に下部導電層を形成する工程と、スルーホール形成領域に赤外領域のレーザ光を照射して絶縁基板にスルーホールを形成する工程とを具備するものである。
【0013】
また、絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、スルーホールを形成する工程において絶縁基板のスルーホールの内壁側にアルミニウム露出層が形成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、絶縁基板にスルーホールを形成する際には、レーザ光はレーザ光反射金属層によって反射されるが、レーザ光吸収率が大きいレーザ光吸収金属層を介して絶縁基板に集中かつ効率よく吸収されるので、絶縁基板は効率よく溶解、気化、分解し、スルーホールの加工精度を±25μmよりも小さくでき、従って、スルーホールの加工精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図2】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図3】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図4】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図5】本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図6】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図7】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図8】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図9】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図10】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【図11】本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を示し、(A)は断面図、(B)は上面図、(C)は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明に係る配線基板の製造方法の第1の実施の形態を図1〜図5を参照して説明する。
【0017】
始めに、図1を参照すると、AlN基板11の表面及び裏面にレーザ光吸収金属層12、12’をスパッタリング法等によって形成する。たとえば、レーザ光吸収金属層12、12’はニッケルクロム(Ni-Cr)合金、クロム(Cr)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)及びモリブデン(Mo)より選択される少なくとも1つの金属よりなる。
【0018】
次いで、レーザ光吸収金属層12上にスパッタリング法等によってレーザ光反射金属層13を形成する。たとえば、レーザ光反射金属層13は金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)及び真鍮(Cu-Zn)より選択される少なくとも1つの金属よりなる。
【0019】
次に、図2を参照すると、レーザ光反射金属層13をフォトリソグラフィ・エッチング法によってパターニングしてスルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光反射金属層13を除去する。このとき、レーザ光反射金属層13から3つのレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3を形成する。
【0020】
次に、図3を参照すると、フォトリソグラフィ・エッチング法によってスルーホール形成領域RT1、RT2以外の露出したレーザ光吸収金属層12を除去する。次いで、フォトリソグラフィ・エッチング法によってレーザ光吸収金属層12’から2つのレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2を形成する。尚、レーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は後述のLED素子の正電極、負電極として作用する。
【0021】
次に、図4を参照すると、スルーホール形成領域RT1、RT2に対してその径より大きいスポット径を有するレーザ光L1、L2を照射する。レーザ光L1、L2としては、CO2レーザ、YAGレーザ、あるいはチタン(Ti)サファイアレーザ等の赤外領域のものを用いる。AlNを熱エネルギーによりAlNよりNを脱離させ、Alを露出し易くするためである。レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層13によって反射されるが、スルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光吸収金属層12に吸収される。そして、レーザ光吸収金属層12に吸収されたレーザ光L1、L2のエネルギーは熱に変わり、レーザ光吸収金属層12と、レーザ光L1、L2を照射されたスルーホール形成領域RT1、RT2直下のAlN基板11とを、溶解、気化、分解するために使われる。また、このとき、AlN基板11の下側にもレーザ光吸収金属層12’が存在するので、加工が進んでレーザ光L1、L2がレーザ光吸収金属層12’に到達したときに、この層も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールTH1、TH2が形成される。また、同時に、スルーホールTH1、TH2内のAlN基板11の表面からNが脱離してAl露出層11aがAlN基板11のスルーホールTH1、TH2の内壁に形成される。
【0022】
このようにして、スルーホールTH1、TH2の上下面のレーザ光反射金属層13及びレーザ光吸収金属層12とレーザ光吸収金属層12’との導通はAl露出層11aによって行われる。また、レーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3及びレーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は後述のLED素子の実装時の必要性に応じて表面処理を行う。
【0023】
最後に、図5を参照すると、レーザ光反射金属層13−2、13−3上にLED素子14−1、14−2をダイボンディング法等によって接着する。次いで、レーザ光反射金属層13−1とLED素子14−1のp側端子14−1aとをボンディングワイヤ15−1によって接続し、また、レーザ光反射金属層13−2とLED素子14−2のp側端子14−1aとをボンディングワイヤ15−2によって接続する。
【0024】
このように、最終的に残存したレーザ光反射金属層13−1、13−2、13−3及びレーザ光吸収金属層12は上部導電層として作用し、レーザ光吸収金属層12’−1、12’−2は下部導電層として作用する。
【0025】
また、レーザ光吸収金属層12、12’は、レーザ光によって溶解することにより、スルーホールの内壁のAl露出層11aとの接続が確実なものとなる。この結果、信頼性の高いスルーホール接続を簡便な加工で得られる。
【0026】
本発明に係る配線基板の製造方法の第2の実施の形態を図6〜図11を参照して説明する。
【0027】
始めに、図6を参照すると、図1のAlN基板11の代りに、AlN以外の絶縁基板たとえばエポキシ基板21を準備する。次いで、エポキシ基板21の表面及び裏面に図1のレーザ光吸収金属層12、12’と同一のレーザ光吸収金属層22、22’をスパッタリング法等によって形成する。
【0028】
次いで、レーザ光吸収金属層22上にスパッタリング法等によって図1のレーザ光反射金属層13と同一のレーザ光反射金属層23を形成する。
【0029】
次に、図7を参照すると、図2の場合と同様に、レーザ光反射金属層23をフォトリソグラフィ・エッチング法によってパターニングしてスルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光反射金属層23を除去する。このとき、レーザ光反射金属層23から3つのレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3を形成する。
【0030】
次に、図8を参照すると、図3の場合と同様に、フォトリソグラフィ・エッチング法によってスルーホール形成領域RT1、RT2以外の露出したレーザ光吸収金属層22を除去する。次いで、フォトリソグラフィ・エッチング法によってレーザ光吸収金属層22’から2つのレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2を形成する。尚、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は後述のLED素子の正電極、負電極として作用する。
【0031】
次に、図9を参照すると、図4の場合と同様に、スルーホール形成領域RT1、RT2に対してその径より大きいスポット径を有するレーザ光L1、L2を照射する。この結果、レーザ光L1、L2はレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3によって反射されるが、スルーホール形成領域RT1、RT2のレーザ光吸収金属層22を介してエポキシ基板21に集中かつ効率よく吸収される。このとき、エポキシ基板21の下側にもレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2が存在するので、さらに、レーザ光L1、L2はエポキシ基板21に集中かつ効率よく吸収される。従って、エポキシ基板21を効率よく溶解、気化、分解すると共に、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2も溶解、気化、分解する。これにより、径が下面に向う程小さくなるテーパ状スルーホールTH1、TH2が形成される。
【0032】
次に、図10を参照すると、スルーホールTH1、TH2にめっき法、スポット溶接法等を用いて銅(Cu)等よりなる導電層24−1、24−2を埋め込む。尚、24−1、24−2はスルーホールTH1、TH2の側壁にのみ形成してもよい。
【0033】
このようにして、スルーホールTH1、TH2の上下面のレーザ光反射金属層23及びレーザ光吸収金属層22とレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2との導通は導電層24−1、24−2によって行われる。また、レーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3、導電層24−1、24−2及びレーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は後述のLED素子の実装時の必要性に応じて表面処理を行う。
【0034】
最後に、図11を参照すると、図5の場合と同様に、レーザ光反射金属層23−2、23−3上にLED素子25−1、25−2をダイボンディング法等によって接着する。次いで、レーザ光反射金属層23−1とLED素子25−1のp側端子25−1aとをボンディングワイヤ26−1によって接続し、また、レーザ光反射金属層23−2とLED素子25−2のp側端子25−1aとをボンディングワイヤ26−2によって接続する。
【0035】
このように、最終的に残存したレーザ光反射金属層23−1、23−2、23−3及びレーザ光吸収金属層22は上部導電層として作用し、レーザ光吸収金属層22’−1、22’−2は下部導電層として作用する。
【0036】
上述の第1(第2)の実施の形態においては、マスクの役割をなすレーザ光反射金属層13−1、13−3(23−1、23−3)を通過したレーザ光L1、L2はレーザ光吸収金属層12、12’−1、12’−2(22、22’−1、22’−2)によってAlN基板11(エポキシ基板21)に集中かつ効率よく吸収されるので、上述のマスクに応じたスルーホールTH1、TH2が高精度に形成できる。
【0037】
尚、上述の実施の形態において、AlN基板11(エポキシ基板21)の下部導電層としてレーザ光吸収金属層12’(22’)を用いたが、本発明においては他の導電層を用いてもよい。また、上述の実施の形態はLED素子搭載用配線基板を例とするが、本発明は他の素子たとえば半導体素子、能動素子、受動素子等の搭載用配線基板にも適用し得る。さらに、本発明は2層以上の多層配線基板の各層にも適用し得る。
【符号の説明】
【0038】
11:AlN基板
11a:Al露出層
12、12’:レーザ光吸収金属層
13、13−1、13−2、13−3:レーザ光反射金属層
14−1、14−2:LED素子
15−1、15−2:ボンディングワイヤ
21:エポキシ基板
22、22’:レーザ光吸収金属層
23、23−1、23−2、23−3:レーザ光反射金属層
24−1、24−2:導電層
25−1、25−2:LED素子
26−1、26−2:ボンディングワイヤ
RT1、RT2:スルーホール形成領域
TH1、TH2:スルーホール
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スルーホールを設けた絶縁基板と、
該絶縁基板の上部の前記スルーホールの周囲に設けられた上部導電層と、
該絶縁基板の下部の前記スルーホールの周囲に設けられた下部導電層と
を具備し、
前記上部導電層は、
前記絶縁基板上に設けられた赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層と、
該レーザ光吸収金属層上に設けられた前記赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層と
を具備する配線基板。
【請求項2】
前記絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、前記スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層を有し、
前記上部導電層と前記下部導電層との導通は前記アルミニウム露出層によって行われる請求項1に記載の配線基板。
【請求項3】
前記下部導電層は前記レーザ光吸収金属層と同一材料よりなる請求項1に記載の配線基板。
【請求項4】
さらに、前記スルーホール内に埋め込められた導電層を具備し、
前記上部導電層と前記下部導電層との導通は前記導電層によって行われる請求項1に記載の配線基板。
【請求項5】
絶縁基板の上部に赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層を形成する工程と、
前記レーザ光吸収金属層上に、前記赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層を、スルーホール形成領域から前記レーザ光吸収金属層が露出するように形成する工程と、
前記絶縁基板の下部に下部導電層を形成する工程と、
前記スルーホール形成領域に前記赤外領域のレーザ光を照射して前記絶縁基板にスルーホールを形成する工程と
を具備する配線基板の製造方法。
【請求項6】
前記絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、
前記スルーホールを形成する工程において前記絶縁基板の前記スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層が形成される請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【請求項7】
前記下部導電層は前記レーザ光吸収金属層と同一材料よりなる請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【請求項8】
さらに、前記スルーホール内に導電層を埋込む工程を具備する請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【請求項1】
スルーホールを設けた絶縁基板と、
該絶縁基板の上部の前記スルーホールの周囲に設けられた上部導電層と、
該絶縁基板の下部の前記スルーホールの周囲に設けられた下部導電層と
を具備し、
前記上部導電層は、
前記絶縁基板上に設けられた赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層と、
該レーザ光吸収金属層上に設けられた前記赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層と
を具備する配線基板。
【請求項2】
前記絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、前記スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層を有し、
前記上部導電層と前記下部導電層との導通は前記アルミニウム露出層によって行われる請求項1に記載の配線基板。
【請求項3】
前記下部導電層は前記レーザ光吸収金属層と同一材料よりなる請求項1に記載の配線基板。
【請求項4】
さらに、前記スルーホール内に埋め込められた導電層を具備し、
前記上部導電層と前記下部導電層との導通は前記導電層によって行われる請求項1に記載の配線基板。
【請求項5】
絶縁基板の上部に赤外領域のレーザ光を吸収するためのレーザ光吸収金属層を形成する工程と、
前記レーザ光吸収金属層上に、前記赤外領域のレーザ光を反射するためのレーザ光反射金属層を、スルーホール形成領域から前記レーザ光吸収金属層が露出するように形成する工程と、
前記絶縁基板の下部に下部導電層を形成する工程と、
前記スルーホール形成領域に前記赤外領域のレーザ光を照射して前記絶縁基板にスルーホールを形成する工程と
を具備する配線基板の製造方法。
【請求項6】
前記絶縁基板は窒化アルミニウムよりなり、
前記スルーホールを形成する工程において前記絶縁基板の前記スルーホールの内壁側にアルミニウム露出層が形成される請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【請求項7】
前記下部導電層は前記レーザ光吸収金属層と同一材料よりなる請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【請求項8】
さらに、前記スルーホール内に導電層を埋込む工程を具備する請求項5に記載の配線基板の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−74451(P2012−74451A)
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−216772(P2010−216772)
【出願日】平成22年9月28日(2010.9.28)
【出願人】(000002303)スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年9月28日(2010.9.28)
【出願人】(000002303)スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Fターム(参考)】
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