JP2000165039A

JP2000165039A - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2000165039A
Application number: JP33585698A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Miura; 道晃三浦; Riichi Ariga; 利一有我; Akira Munakata; 明宗像; Masaki Uemae; 昌己上前; Yasuharu Habasaki; 康晴幅崎; Shunichi Yakita; 俊一焼田
Original assignee: NCI DENSHI KK; Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: NCI DENSHI KK; Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】多層基板において内層回路パターン並びに外層
回路パターン及びビアホール、スルホールとの位置ズレ
のないプリント配線板の製造方法を提供することであ
る。【構成】コア基材に絶縁層及び導体層を積層し、認識装
置により認識マークを読み取り、導体層にマスク窓を開
け、レーザでビア孔を開け、ビアホール、回路パターン
を形成するプリント配線板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、プリン
ト配線板の小型化、薄層化、軽量化、高密度化などが求
められている。これらの要求を満たすために層間の電気
接続を設けながら積み上げ多層化するビルドアップ方法
が採られるようになってきた。

【０００３】ビルドアップ方法において導体層の形成方
法としてアディティブ方法、セミアディティブ方法また
はサブトラクティブ方法が多く用いられているが、前二
方法は全面に無電解・電解のメッキ方法で導体層を形成
するために前記導体層と絶縁層の密着力が低いために信
頼性が劣っている。一方サブトラクティブ方法において
は、密着力が高いものの内層回路と外層回路の位置合わ
せが困難であった。即ち、内層回路を形成したコアとな
る基板に絶縁層及び導体層を積層するために表面から内
層回路を見ることができない。従来方法においては、内
層回路と同時に形成されたターゲットマークをエンドミ
ルドリルにより表面から導体層・絶縁層をドリル加工し
て露出させていた。しかしこのドリルの方法で内層の導
体層であるターゲットマークを残してミクロン単位の深
さ制御をすることは非常に難しい技術であった。また、
露出したターゲットマークを基準としてコアとなる基板
に位置決め孔を設けてこの位置決め孔を基準として積
層、ビアホールの形成、回路パターンの形成が行われて
いた。

【０００４】また、ビルドアップ方法でコアとなる基板
に絶縁層の樹脂を積層し、該樹脂の一部分を除去してタ
ーゲットマークを露出する方法も提案されている。この
方法では、樹脂のみを除去する方法であるために安易な
方法であるものの前述のようにアディティブ方法、セミ
アディティブ方法のために樹脂層と導体層の密着強度が
弱いという問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来方法に
おいては、アディティブ系の方法であるために絶縁層と
導体層の密着強度が弱い。サブトラクティブ方法は絶縁
層と導体層の密着強度が高いものの外層の導体層により
内層のターゲットマークである認識マークが外部から読
みとれないために位置決め孔を基準にして積層、ビアホ
ールの形成、回路パターンの形成を行う、またはドリル
加工の非常に困難な方法などが採られていたために内層
パターン及び外層パターンの位置ズレが起こる、形成し
たビアホールが内層導体層と一致しない等による位置ズ
レ、電気的接続の不具合などが多い、品質・信頼性が悪
い、歩留まりが低い等の問題が発生することがあった。
特に、位置ズレに関して図４を用いて説明すれば、絶縁
層３０・内層の導体層であるビアランド３１・導体層３
２である多層基板の導体層３２に窓を形成してレーザ３
３で孔開けした場合にビアランド３１と窓の位置がズレ
て更に下位の導体層まで孔３４が形成されて電気接続工
程で余分な電気接続が行われるトラブルが発生すること
があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路パターン
及び認識マークを形成したコア基材に外層絶縁層及び外
層導体層を積層する工程、認識装置で該認識マークを読
み取る工程、該外部導体層にマスク窓を形成する工程、
該マスク窓に露出する該外部絶縁層をレーザ光線により
除去してビア孔を形成する工程、該ビア孔を介して内部
導体層及び外部導体層を電気接続する工程並びにサブト
ラクティブ方法にて回路パターンを形成する工程よりな
るプリント配線板の製造方法であり、サブトラクティブ
方法であるために絶縁層と導体層の密着強度が高く、内
層のコア基材に形成された認識マークを読み取り、読み
取った該認識マークの位置データによりズレ、基板の伸
縮の量を認識して補正基準位置とし使用してビアホール
・外層回路パターンを形成するために内層パターン及び
外層パターンの位置ズレが非常に少なく、ビアホールと
内層導体層が一致して位置ズレ、電気的接続の不具合な
どがなく、品質・信頼性が高く、歩留まりが高いなどよ
り一層優れたプリント配線板の製造方法を提供するもの
である。

【０００７】以下、本発明に係るプリント配線板の製造
方法について詳述する。図１、図２、図３にて説明す
る。本発明に係るプリント配線板の製造方法は、内層絶
縁層１１及び内層導体層１２を複数層積層した金属張基
板の金属箔層をエッチングして回路パターンを設けると
共に認識マーク４を複数個形成してコア基材５とし、
（尚、必要に応じて該コア基材にスルホール、ビアホー
ルなどが形成されていてもよい。）該コア基材に外層絶
縁層１３及び外層導体層１４を積層し、該認識マーク４
を認識装置２０で読み取り、読み取った該認識マークの
位置より内層導体層の回路パターン位置、積層された基
板の自己伸縮によるズレの量を認識し、後工程での補正
基準位置とする。該補正基準位置により外部導体層にマ
スク窓２２形成し、該マスク窓に露出する外部絶縁層１
３をレーザ光線２３により除去してビア孔２４を形成
し、該ビア孔を介して内部導体層１２と外部導体層１４
を電気接続し、サブトラクティブ方法にて外部導体層１
４をエッチングして回路パターンを形成することであ
る。

【０００８】更に詳述すると複数層積層した金属張基板
は、内層絶縁層１１がエポキシ、ポリイミド、フェノー
ル、ビスマレイミド・トリアジン、ポリフェニレンエー
テル等を主成分とした一般に使用されている樹脂でもよ
く、繊維織布、繊維不織布に前記樹脂類を含浸したも
の、前記樹脂類に無機物の充填材を添加したものでもよ
く、内層導体層１２が銅、アルミニウム、ステンレス、
タングステン、等の一般に使用されている金属箔がよ
く、金属張基板への回路パターン、認識マーク４の形成
方法が通常行われている方法で形成することができ、コ
ア基材となる。該コア基材の表面導体層を通常の方法で
黒化処理し、化学還元処理して積層するためのコア基材
５とする。

【０００９】認識マーク４の形状を特に限定するもので
はなく、ドーナツ型、円形型、四角型、井型、等の中心
部分または特定位置部分が確認できる形状がよい。好ま
しくは、ドーナツ型または円形型である。また、認識マ
ークの数は、複数個であり金属張基板の片面のみでもよ
く、両面に形成してもよい。両面に形成する場合には、
認識装置での認識度を向上するために両面での位置をず
らすことが好ましい。好ましくは、４個以上であり、位
置座標としてのズレのみでなく工程中での基板の伸縮も
確認してズレの量を補正した外層導体層加工工程のフォ
トマスクパターンフィルムを作成することもでき、レー
ザ装置の補正基準位置データとしても使用できる。好ま
しくは、長方形の位置に認識マークを配置することであ
る。

【００１０】外層絶縁層１３は、内層絶縁層と同様な樹
脂類でもよく、または繊維織布、繊維不織布に樹脂類を
含浸したもの、樹脂類に無機物の充填材を添加したもの
でもよい。外層導体層１４は、内層導体層と同様な金属
箔類がよい。また、コア基材５への外層絶縁層及び外層
導体層の積層方法を特に限定するものではない。前記の
外層絶縁層材料よりなる樹脂層（プリプレグ）の一枚ま
たは複数枚及び前記の外層導体層材料よりなる金属箔を
一般的に行われている方法でコア基材に積層することで
ある。または、前記の外部導体層材料よりなる金属箔に
前記の外層絶縁層材料を貼付した絶縁層付金属箔を絶縁
層側をコア基材側に積層配置して一般的に行われている
方法でコア基材に積層することである。

【００１１】認識装置２０は、光学系で認識マーク４の
位置が読みとれる装置であればよく特に限定するもので
はない。例えば、ＣＣＤカメラ、Ｘ線カメラ、ＴＶ用カ
メラ、光学投影機、等である。好ましくは、自動計測を
させることができるＣＣＤカメラ、Ｘ線カメラである。
ＣＣＤカメラを使用する場合は、認識マークの位置に相
当する外部導体層を除去し、内部に存在する該認識マー
クを確認する、または、外部絶縁層も除去して該認識マ
ークを確認してもよい。Ｘ線カメラを使用する場合は、
外部導体層を除去することなくＸ線の透過により内部の
認識マークを確認する。このような認識装置は、露光ア
ライメント装置、レーザ加工装置、等に装着して使用す
ることが一般的に行われている。

【００１２】マスク窓２２は、エッチング、ドリル加工
などで行い外部絶縁層が露出するように外部導体層に形
成する。好ましくは、エッチングである。また、形状を
特に限定するものではない。

【００１３】ビア孔２４は、マスク窓より露出する外部
絶縁層をレーザ光線により除去して形成すものであり形
状を特に限定するものでない。好ましくは、該マスク窓
より小さい形状である。また、レーザ光線の種類を特に
限定するものでなく、絶縁層の樹脂類が除去される又は
絶縁層の樹脂類及び繊維類または無機物充填材が除去さ
れるものであればよい。例えば、紫外線レーザ、炭酸ガ
スレーザ、Ｘｅレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレー
ザ、Ａｒレーザ、等である。

【００１４】内部導体層及び外部導体層の電気接続は、
ビア孔を介してメッキ方法、導電性材料の充填方法など
で行うことができる。好ましくは、メッキ方法である。

【００１５】これら詳述したようなプリント配線板の製
造方法で製作されたプリント配線板は、内層及び外層の
位置ズレがなく品質・信頼性が高く、高歩留まりに製造
される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係るプリント配線板の製造方
法の実施例を説明する。尚、本発明に係るプリント配線
板の製造方法は以下の実施例に限られるものではない。

【００１７】（実施例１）ガラス繊維織布にエポキシを
主成分とする樹脂を含浸した厚さ約１００μｍの内層絶
縁層１１の両表面に厚さ約１８μｍの銅箔よりなる内層
導体層１２を積層した両面銅張基板の両面の銅箔をサブ
トラクティブ方法にてエッチングして（フィルムに形成
した表裏用の回路パターンを位置合わせし、該フィルム
の間にドライフィルムを貼り付けた両面銅張基板を挿入
し、露光・現像し、銅箔をエッチングし、ドライフィル
ムを剥離する。）内層回路パターンと共に円形型の銅箔
が残る認識マーク４（φ２５０μｍ）を両面銅張基板の
四隅に形成し、通常の方法で黒化処理、化学還元処理を
施してコア基材５を作成した（ドリル、レーザなどによ
る孔開けを行い、メッキを施してスルホールを形成し、
エッチングしてスルホールを有するコア基材５としても
よい。）

【００１８】外層導体層１４としての厚さ約１２μｍの
銅箔及び該銅箔の片面に外層絶縁層１３としての厚さ約
６０μｍのエポキシ樹脂を主成分とする絶縁層を塗布し
た絶縁層付銅箔を用い、該絶縁層付銅箔の絶縁層側をコ
ア基材５と接するように該コア基材の両面に該絶縁層付
銅箔を配置し、真空チャンバーの中で真空、加熱、加圧
（１８０度、２５Ｋｇ／ｍ^２、１２０分）して内層導体
層に回路パターン及び認識マーク４を有する作業ボード
１を作成した（図２（ａ））。

【００１９】作業ボード１の認識マークの近傍の外層導
体層１４である銅箔を部分的にエッチングし、該作業ボ
ード１に内装する認識マーク４の４個の位置に１０ｍｍ
の角形状で外層絶縁層１３が露出する認識窓２１を形成
し（図２（ｂ））、該作業ボードの両面に露光用のドラ
イフィルムを密着貼り付けした。

【００２０】認識装置２０としてＣＣＤカメラを装備し
たフォトマスクパターンを作業ボードに露光焼き付けす
る露光アライメント装置に作業ボード１をセットし、認
識マーク４の位置を認識装置２０で読み取りし、ビアホ
ール用のマスク窓２２及び基準マークを作画したフォト
マスクパターンフィルムの該基準マーク並びに読み取り
した該認識マーク４を補正位置合わせし、該作業ボード
及び該フォトマスクパターンフイルムを密着させて紫外
線露光をして該マスク窓２２のパターンを転写し、ドラ
イフィルムを現像、銅箔をエッチング、ドライフィルム
を剥離し、外部絶縁層が露出するように外層導体層であ
る銅箔にマスク窓２２を形成した（図２（ｃ））。

【００２１】マスク窓を形成した作業ボードをレーザ加
工装置にセットし、認識マーク４をＣＣＤカメラで読み
取りマスク窓の位置を補正確認し、炭酸ガスレーザのレ
ーザ光線２３（波長１０．６μｍ、パルス幅２００μ
Ｓ、周波数１００Ｈｚ、２ｍＪ、４ショット）を照射し
てマスク窓より露出している外部絶縁層を気化・分解し
て内層導体層に到達するビア孔２４を形成した（図２
（ｄ）、ビア孔２４がマスク窓２２よりも小径であるよ
うにすることが好ましく１００μｍ小径にした。）。

【００２２】ビア孔２４を形成した作業ボード１のスル
ホール形成所望補正位置にドリルを用いて孔開けし、通
常の過マンガン酸カリウム法でビア孔、ドリル孔の内部
をスミア除去処理し、無電解銅メッキ、電解銅メッキを
施してメッキ層１５を形成して電気接続するスルホール
１７（ドリル孔位置）、ビアホール１６（ビア孔位置）
を形成した。

【００２３】サブトラクティブ方法でのエッチングとし
てスルホール、ビアホールを形成した作業ボードの両面
にドライフィルムを密着貼り付けし、該作業ボードを露
光アライメント装置弐にセットし、ＣＣＤカメラにより
認識マーク４を読み取り、回路パターン用のフォトマス
クパターンフィルムの基準マーク及び認識マークを補正
位置合わせし、作業ボード及びフォトマスクパターンフ
ィルムを密着させて紫外線露光をして回路パターンを転
写し、ドライフィルムを現像、銅箔をエッチング、ドラ
イフィルムを剥離し、外部導体層に回路パターン及び第
二の認識マークを形成したプリント配線板を製作した
（図１）。この第二の認識マークは、更に積層する場合
の位置合わせ認識マークとして有用である。第二の認識
マークは、認識マーク４と一致しない場所に形成したた
めに図１には示されていない。実際の製品では、更にソ
ルダーレジスト、シンボルマーク・文字などの形成、半
田塗布、金メッキなどの処理、図３に示された分割溝
３、外形、部分打ち抜きなどの加工をおこなう。

【００２４】このように製作されたプリント配線板は、
認識マークにより補正して位置合わせを行っているため
に内層導体層の回路パターン、ビアホール形成位置及び
外層導体層の回路パターンの位置ズレがなく品質・信頼
性が高く、歩留まりが高い。実施例においては、ビアホ
ールの外層・内層間での位置ズレが１０μｍ以内であ
り、ビア孔が内層導体層と位置ズレしている箇所がなか
った。

【００２５】（実施例２）実施例１と略同様に作業ボー
ド１を作成し、認識装置２０としてＣＣＤカメラを装備
した装置に該作業ボードをセットし、認識マーク４を認
識装置２０で読み取りし、読み取りしたデーターを補正
基準として外層導体層１４である銅箔にレーザにより補
正認識マークを刻印した。ＣＣＤカメラで読み取った
データーにより伸縮状態を補正値として採用した後工程
用のビア孔、回路パターンのフォトマスクパターンフィ
ルムを作画した。また、データーは装置の補正データと
しても使用する。該補正認識マークを基準として実施
例１と略同様にビアホール用のマスク窓２２を形成し、
該補正認識マークを基準とし補正データを使用して実
施例１と略同様にレーザ光線２３でビア孔２４を形成
し、実施例１と略同様にスルホール１７、ビアホール１
６を形成し、該補正認識マークを基準として実施例１
と略同様に外層導体層である銅箔に回路パターン及び第
二の認識マークを形成したプリント配線板を製作した。

【００２６】このように製作されたプリント配線板は、
認識マークにより回路パターンの位置、基板の伸縮によ
るズレなどの量を認識し補正位置合わせを行っているた
めに内層導体層の回路パターン、ビアホール形成位置及
び外層導体層の回路パターンの位置ズレがなく品質・信
頼性が高く、歩留まりが高い。実施例においては、ビア
ホールの外層、内層間での位置ズレが１２μｍ以内であ
り、ビア孔が内層導体層と位置ズレしている箇所がなか
った。

【００２７】（実施例３）実施例１と略同様に認識マー
ク４有するコア基板１を作成し、エポキシを主成分とす
る樹脂をガラス繊維織布に含浸させた厚さ約６０μｍの
外層絶縁層１３（プリプレグと言う）及び外層導体層１
４としての厚さ約１２μｍの銅箔をコア基材１の両面に
（銅箔及びコア基材の間にプリプレグが配置される）配
置し、真空チャンバーの中で真空、加熱、加圧（１８０
度、２５Ｋｇ／ｍ^２、１２０分）し、内層に回路パター
ン及び認識マークを有する作業ボード１を作成した。

【００２８】認識装置２０としてのＸ線カメラ及びレー
ザ装置を装備した機械に作業ボード１をセットし、Ｘ線
透過により認識マーク４の位置を読み取りし、該認識マ
ークに対応する位置の外層導体層である銅箔にレーザで
穴開けした。（該穴が以後の工程での基準となる。）

【００２９】認識マーク４の位置を読み取ったデーター
を基にして作業ボードの伸縮値を考慮して作成されたフ
ォトマスクパターンフィルムを作成した。また、読み取
ったデーターは、後の工程での補正値として反映され
る。実施例１と略同様に認識装置２０としてＣＣＤカメ
ラを装備した露光アライメント装置に該穴を形成した作
業ボードをセットして該穴を基準にマスク窓を形成し、
レーザ加工装置に作業ボードをセットして該穴を基準に
補正値を反映させて炭酸ガスレーザでビア孔を形成し、
実施例１と略同様にスルホール形成所望補正位置にドリ
ルを用いてドリル孔を形成し、実施例１と略同様に銅メ
ッキを施してビアホール１７、スルホール１６を形成
し、実施例１と略同様に該穴を基準にサブトラクティブ
方法でエッチングして回路パターンを形成してプリント
配線板を製作した。量産においては、多くの作業ボード
においてＸ線カメラで認識マークを読み取りし位置ズ
レ、伸縮値などの補正値の分布傾向を記憶、判断して作
業ボードのランク分類を行い対応した補正値、フォトマ
スクパターンフィルムなどを用いてマスク窓、ビア孔、
ドリル孔、回路パターンなどの形成を行った。

【００３０】このように製作されたプリント配線板は、
内層導体層の認識マークにより回路パターンの位置、基
板の伸縮などによるズレの量が認識され位置補正されて
各層の位置決めがされているため位置ズレがなく品質・
信頼性が高く、歩留まりが高い。実施例においては、ビ
アホールの外層、内層間での位置ズレが１５μｍ以内で
あり、ビア孔が内層導体層と位置ズレしている箇所がな
かった。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るプリント配線板の製造方法
によるプリント配線板は、内層導体層に形成された認識
マークを基準にして回路パターンの位置、基板の伸縮な
どによるズレの量が認識され位置補正されて外層導体層
にビア孔が形成され又回路パターンが形成されるため内
層パターン及び外層パターンに生ずる工程上での位置ズ
レが非常に少なく精度が高く、品質・信頼性が高く、歩
留まりが高い。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実
施態様によるプリント配線板の断面図である。図３の作
業ボードのＫ−ＫＫにおける切断面の断面図である。

【図２】本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実
施態様によるプリント配線板の工程を示す断面図であ
る。

【図３】本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実
施態様によるプリント配線板の作業ボードに分割溝を形
成した図である。

【図４】従来方法による一工程を示す断面図である。

【００３３】

【符号の説明】

１作業ボード２ユニットボード３分割溝４認識マーク５コア基材１１内層絶縁層１２内層導体層１３外層絶縁層１４外層導体層１５メッキ層１６ビアホール１７スルホール２０認識装置２１認識窓２２マスク窓２３レーザ光線２４ビア孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上前昌己福島県須賀川市岩淵字笠木176−120 (72)発明者幅崎康晴福島県須賀川市芹沢町66−26 (72)発明者焼田俊一福島県須賀川市大字西川字坂の上15 Ｆターム(参考） 5E346 AA32 AA42 AA43 CC09 CC32 DD32 DD34 DD44 EE13 FF04 GG15 GG17 GG18 GG22 GG34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路パターン及び認識マークを形成したコ
ア基材に外層絶縁層及び外層導体層を積層する工程、認
識装置で該認識マークを読み取る工程、該外部導体層に
マスク窓を形成する工程、該マスク窓に露出する該外部
絶縁層をレーザ光線により除去してビア孔を形成する工
程、該ビア孔を介して内部導体層及び外部導体層を電気
接続する工程並びにサブトラクティブ方法にて回路パタ
ーンを形成する工程よりなることを特徴とするプリント
配線板の製造方法。
【請求項２】認識装置がＣＣＤカメラまたはＸ線カメラ
であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線
板の製造方法。
【請求項３】マスク窓よりもビア孔が小径であることを
特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板の
製造方法。