加工条件の記録
波長、パルス幅・エネルギー、繰返し周波数、焦点、走査速度、重なり、照射回数、ステージ位置と支持条件を記録します。
工程開発・プロセス設計
材料受入れ、レーザー加工、エッチング、シード形成、銅めっき、配線・積層まで。TGVの工程設計と管理方針。
TGVガラスコア基板の基本工程
前工程の合否を確認してから次工程へ移し、未判定品と良品を区分します。銅充填型を中心とした基本工程案であり、孔壁めっき型では充填工程と平坦化条件を変更します。
- 01
仕様設定
用途、基板寸法、電気要求、層構成を設定。承認図面、試験片、判定基準をそろえます。
受渡し条件：承認図面・試験計画 - 02
材料受入れ
板厚、TTV、反り、欠け、材料証明を照合。材料ロットと欠陥位置を記録します。
受渡し条件：材料履歴・使用可能領域 - 03
前洗浄
有機物・粒子を除去し、すすぎ、乾燥、再検査へ。位置基準と待機時間を確認します。
受渡し条件：清浄度・待機時間 - 04
TGV形成
レーザー改質と選択エッチングなどを比較。孔径、くびれ径、テーパー、亀裂を評価します。
受渡し条件：孔形状・孔壁品質 - 05
界面・シード形成
表面処理と必要な密着層、導電膜を形成。孔中央までの連続被覆と膜厚を確認します。
受渡し条件：孔中央の被覆・密着 - 06
銅形成
前ぬれ、電析、充填または孔壁増膜を実施。ボイド、最小銅厚、表面過剰銅厚を評価します。
受渡し条件：断面・導通・充填状態 - 07
表面調整
必要に応じて熱処理、平坦化、洗浄を検討。銅突出、段差、残留物、反りを管理します。
受渡し条件：面内高さ・表面状態 - 08
配線・積層
絶縁層形成、露光、めっき、シード除去を行い、線幅・線間隔、位置合わせ、絶縁を評価します。
受渡し条件：配線寸法・導通・絶縁 - 09
仕上げ・評価
端子仕上げ、個片化、検査、信頼性試験へ。試験報告と製造履歴を整理します。
受渡し条件：評価報告・判定・履歴一式
材料受入れ・前洗浄
| 評価軸 | 測定・記録 | 工程への反映 |
|---|---|---|
| 材質・履歴 | 材料証明、ロット、受入日、保管条件 | 材料変更時の再評価範囲 |
| 幾何形状 | 板厚分布、TTV、反り、外形、端面欠け | 支持方法、焦点補正、面合わせ |
| 表面状態 | 粒子、汚れ、傷、接触角など | 洗浄方法、待機時間、再洗浄 |
| 加工適合性 | エッチング応答、表面侵食、孔形状 | 硝材別レシピ管理 |
| 電気・熱特性 | 使用周波数・温度での物性値 | 配線設計と熱応力解析 |
UV・プラズマなどの表面処理は、ガラス表面と後続の密着処理への影響を併せて確認します。搬送では支持位置、真空吸着圧、接触材、加速度を管理し、孔形成後の応力集中部への局所荷重を抑える構成を検討します。
レーザー加工・エッチング
| 方式 | 工程原理 | 比較する項目 |
|---|---|---|
| 改質＋選択エッチング | ガラス内部に改質部を形成し、選択的に除去 | 改質連続性、孔形状、エッチング時間 |
| 直接レーザー加工 | 照射部の材料除去による開口形成 | 再付着、入口・出口欠け、熱影響 |
| 外部加工委託 | 加工済みTGV基板を調達 | 孔形状仕様、検査範囲、変更通知 |
評価パターンの設計
孤立孔、密集配列、配列端部、異なる孔径を同一試験片に配置。中央・四隅・辺中央で位置差を確認します。
除去と寸法の同時管理
硝材、浴状態、温度、液流、配置、処理時間を管理。最小径、板厚変化、残渣、欠け・亀裂を同時に評価します。
加工条件は、成孔後の断面とシード形成後の孔中央被覆まで確認して採否を決めます。孔径が合格でも、亀裂がある試料は金属化に進めません。
密着処理とシード層形成
| 工程候補 | 構成 | 重点確認 |
|---|---|---|
| 乾式・湿式併用 | 表面処理、必要な密着層、スパッタなどのシード、湿式増膜 | 孔中央の被覆、膜応力、異種金属除去 |
| 湿式主体 | 界面処理、無電解銅シード、電気銅めっき | 触媒・界面残留、浴の安定性、密着と均一性 |
入口・中央・出口の断面で膜厚と被覆を確認し、電気抵抗測定と組み合わせて局所的な薄膜化を検出します。密着試験では試験片幅、銅厚、剥離角度・速度、熱履歴をそろえ、破壊位置を区別します。
同一硝材・同一孔配置で被覆、密着、処理時間、材料消費、配線形成への適合性を比較します。初期密着だけでなく、熱処理後の銅突出とガラス亀裂も判断に含めます。
銅めっき・充填制御
孔内への液浸入と気泡排出を確認してから通電します。シード層の酸化、前処理からの待機時間、接点抵抗を記録し、治具による電流分布の偏りを管理します。
| 管理項目 | 確認する現象 | 評価資料 |
|---|---|---|
| 電流・波形 | 入口閉塞、中央ブリッジ、過剰溶解 | 正逆電流・時間・休止の記録 |
| 浴管理 | 析出速度、表面状態、内部空洞 | 主成分・添加剤・温度の履歴 |
| 液流・治具 | 局所不足、上下差、面内膜厚差 | 位置別断面と膜厚マップ |
| 処理進行 | シーム、ボイド、表面過剰銅 | 途中停止試料、X線、最終断面 |
孔壁めっき型では、最小銅厚と全長の導通を優先し、意図しない入口閉塞を防ぎます。樹脂充填を組み合わせる場合は、浸入、硬化収縮、吸湿、後工程耐性を追加評価します。
平坦化・配線・個片化
| 工程 | 重点管理 |
|---|---|
| 熱処理・平坦化 | 銅の応力緩和、酸化、突出、ディッシング、ガラス侵食、段差、残渣 |
| 絶縁層形成 | 密着、膜厚、気泡、硬化収縮、反り |
| 露光・現像 | 位置合わせ、線幅、残膜、中央・端部の寸法差 |
| 配線めっき・シード除去 | 膜厚、側壁形状、配線密度差、アンダーカット、金属残り、樹脂損傷 |
| 端子仕上げ・個片化 | 接合方式との適合、切断端からTGVまでの距離、欠け、潜在亀裂、最終強度 |
まず両面の単層配線でTGVとパッドの接続を確認し、段階的に積層数を増やします。個片化後にも外観と電気特性を再確認します。
工程履歴の管理
材料ロット、孔配置、測定位置、装置番号、処理時刻、レシピ版、薬液管理値、不良位置を共通の基板番号に結び付けます。異常発生時は、最終良品確認時点まで遡って影響範囲を特定します。
ここで示す内容は工程設計・評価の方針です。薬液濃度、温度、レーザー条件などの量産レシピは、材料・設備・評価仕様の確定後に工程別に定めます。