JP2000349422A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充填剤を増量することなく、同充填剤の陥没現
象の発生を抑制することのできるプリント配線板の製造
方法を提供する。 【解決手段】プリント配線板１１には、めっきスルーホ
ール１６が形成されている。めっきスルーホール１６に
は、充填剤１７が注入されている。すなわち、めっきス
ルーホール１６は、充填剤１７によって穴埋めされてい
る。この充填剤１７によるめっきスルーホール１６の穴
埋め工程においては、まず、流動性を有する液状の充填
剤１７をめっきスルーホール１６内に注入する。その
後、同充填剤１７に対して、所定時間・所定の温度を加
え、充填剤１７を硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露出面に設けられ
た凹所を熱硬化性樹脂を含む充填剤によって埋めるプリ
ント配線板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板に形成されるめ
っきスルーホールなどは、その製造工程において、樹脂
材料によって穴埋めが施される場合がある。これは、め
っきスルーホールを絶縁保護して、プリント配線板の信
頼性を向上させることを目的としたものである。

【０００３】以下、こうした穴埋めが施されるプリント
配線板について、図３に従って説明する。プリント配線
板５１は、３枚の絶縁基材ＩＰ１〜ＩＰ３を積層してな
る積層板である。絶縁基材ＩＰ１の上面及び絶縁基材Ｉ
Ｐ３の下面には、導体パターン５２，５３が形成されて
いる。絶縁基材ＩＰ２の表裏面には、導体パターン５
４，５５が形成されている。プリント配線板５１にはめ
っきスルーホール５６が形成されている。めっきスルー
ホール５６には熱硬化性樹脂からなる充填剤５７が注入
され、これにより穴埋めがなされている。

【０００４】この充填剤５７による穴埋め工程において
は、まず、流動性を有する液状の充填剤５７をめっきス
ルーホール５６内に注入する。その後、乾燥機を用いて
プリント配線板５１を加熱することにより、同充填剤５
７に対して所定時間・所定の温度を加える。すると、充
填剤５７の樹脂成分が硬化して、充填剤５７自体が硬化
する。こうした充填剤５７により、めっきスルーホール
５６は絶縁保護されている。したがって、めっきスルー
ホール５６と他の導電性物質との間の電気的接触が防止
され、プリント配線板５１の信頼性の向上が図られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示す
ように、充填剤５７を硬化させた際に、上部のほぼ中央
部分５８が陥没してしまう場合がある（陥没現象）。こ
の陥没現象は、硬化前の充填剤５７が、硬化していく過
程でめっきスルーホール５６周辺の絶縁基材ＩＰ１上に
流れてしまうことに起因する。特に、めっきスルーホー
ル５６に黒化処理が施されている場合には、この傾向が
著しいことが本発明者によって確認されている。これ
は、めっきスルーホール５６に黒化処理を施した際に、
その周辺の絶縁基材ＩＰ１部分も黒化処理の影響を受け
て粗面化されるため、該基材ＩＰ１が充填剤５７の樹脂
成分を吸収しやすい樹脂吸収帯になるためと推測され
る。なお、黒化処理とは、銅からなるめっきスルーホー
ル５６の表面を酸化させて同表面を粗面化させる表面改
質処理のことをいう。

【０００６】さらに、前記陥没現象は、めっきスルーホ
ール５６がプリント配線板５１上に孤立して単独で形成
されている場合のほうが、密集して複数個形成されてい
る場合に比べて発生しやすいことも本発明者によって確
認されている。

【０００７】そして、このように充填剤５７の陥没現象
が発生すると、同図４に示すように、めっきスルーホー
ル５６が露出してしまうおそれがある。このため、めっ
きスルーホール５６の絶縁性が低下して、プリント配線
板５１の信頼性が低下してしまうこととなる。

【０００８】また、こうしたプリント配線板５１におい
ては、同配線板５１をコアとして、その上面（絶縁基材
ＩＰ１の表面）にビルドアップ層を形成する場合があ
る。特にこの場合には、絶縁基材ＩＰ１上の凹所を平滑
化する必要がある。このため、充填剤５７に陥没現象が
発生すると、こうした平滑化が困難となり、ひいてはビ
ルドアップ層の形成不良を生じることとなる。

【０００９】こうした不都合を解消するために、充填剤
５７を増量して対応することが考えられる。しかしなが
ら、充填剤５７は、その硬化後、めっきスルーホール５
７の開口部から盛り上がっている充填剤５７の余剰部分
を研磨して絶縁基材ＩＰ１の表面を平滑化する必要があ
る。このため、充填剤５７を増量すると、該余剰部の研
磨が困難となる。したがって、こうした充填剤５７の増
量は製造上好ましいものとは言えない。

【００１０】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、充填剤を増量することなく、同
充填剤の陥没現象の発生を抑制することのできるプリン
ト配線板の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、絶縁基材に形成され
た導体層に対する粗化処理工程の後、前記絶縁基材の外
表面にて開口する凹所に熱硬化性樹脂を含む充填剤を注
入した状態でその充填剤を熱硬化させる穴埋め工程を行
うプリント配線板の製造方法において、前記穴埋め工程
では、通常の熱硬化条件よりも昇温速度を速めに設定し
て急激に温度を上昇させることにより、前記充填剤を急
硬化させることを要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のプリント配線板の製造方法において、前記凹所は前
記絶縁基材の表裏面を貫通するめっきスルーホールであ
り、そのめっきスルーホールの開口部から盛り上がって
いる前記充填剤の余剰部分は、前記穴埋め工程後に研磨
されることで平滑化されることを要旨とする。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のプリント配線板の製造方法において、加熱
温度を１２０℃以上かつ加熱時間を３０min 以上に設定
するとともに、昇温速度を６℃/min以上に設定して前記
穴埋め工程を行うことを要旨とする。

【００１４】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、充填剤を急硬化させて充填
剤の流動性を失わせることにより、硬化前の充填剤が絶
縁基材上に流れ出して、凹所の開口部周囲に広がってし
まうことを抑制することができる。したがって、充填剤
の陥没現象の発生を抑制することができる。

【００１５】請求項２に記載の発明によると、めっきス
ルーホールに充填剤を注入して穴埋めを行う際に、充填
剤を急硬化させている。これにより、硬化前の充填剤が
絶縁基材上に流れ出して、めっきスルーホールの開口部
周囲に広がってしまうことを抑制することができ、充填
剤の陥没現象の発生を抑制することができる。しかも、
充填剤を増量しているわけではないため、充填剤を研磨
して平滑化させる際に困難となることがない。したがっ
て、プリント配線板の製造も困難となることがない。

【００１６】請求項３に記載の発明によると、充填剤に
対する加熱温度を１２０℃以上かつ加熱時間を３０min
以上に設定するとともに、昇温速度を６．０℃/min以上
に設定して穴埋め工程を行うことにより、充填剤の陥没
現象の発生率を確実に低減することができる。なお、昇
温速度を７．０℃/min、８．０℃/min、９．０℃/min、
１０．０℃/min・・・と速くしていく程、充填剤の陥没
現象の発生率はより確実に低減する傾向にある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１に基づき詳細に説明する。プリント配線板１
１は、３枚の絶縁基材ＩＰ１〜ＩＰ３を積層してなる積
層板である。絶縁基材ＩＰ１の上面及び絶縁基材ＩＰ３
の下面には、所定形状の導体パターン１２，１３が形成
されている。絶縁基材ＩＰ２の表裏面には、所定形状の
導体パターン１４，１５が形成されている。

【００１８】また、プリント配線板１１には、銅からな
るめっきスルーホール１６が形成されている。このめっ
きスルーホール１６は、各絶縁基材ＩＰ１〜ＩＰ３を貫
通して設けられた孔部の内壁面にめっきを施すことによ
り形成されたものである。したがって、このめっきスル
ーホール１６によって、各導体パターン１２〜１５間の
うちの所定の導体パターン同士が電気的に導通されてい
る。なお、めっきスルーホール１６は、表面に黒化処置
が施されている。したがって、絶縁基材ＩＰ１の表面に
おけるめっきスルーホール１６の周辺部分は、黒化処理
の影響を受けて粗面化された状態になっている。

【００１９】一方、このめっきスルーホール１６には、
シリカ等のフィラーが分散された絶縁性の熱硬化性樹脂
からなる充填剤１７が注入されている。すなわち、めっ
きスルーホール１６は、充填剤１７によって穴埋めされ
ている。

【００２０】この充填剤１７によるめっきスルーホール
１６の穴埋め工程においては、まず、流動性を有する液
状の充填剤１７をめっきスルーホール１６内に注入す
る。その後、プリント配線板１１を図示しない乾燥機内
に投入して、プリント配線板１１を加熱する。これによ
り、同充填剤１７に対して所定時間・所定の温度を加え
る。すると、充填剤１７の樹脂成分が硬化して、充填剤
１７自体が硬化することとなる。その結果、充填剤１７
は流動不能となり、めっきスルーホール１６が絶縁保護
される。これによって、めっきスルーホール１６と他の
導電性物質との間の電気的接触が防止され、プリント配
線板１１の信頼性が向上することとなる。

【００２１】また、こうした穴埋め工程後には、めっき
スルーホール１６の開口部から盛り上がった充填剤１７
の余剰部分を同図に２点鎖線で示す位置まで研磨して、
表面の平滑化を行う。

【００２２】ところで、充填剤１７によるめっきスルー
ホール１６の穴埋め工程において、前述したように、充
填剤１７の上部のほぼ中央部分が陥没してしまう場合が
ある（陥没現象）。そこで、本実施形態においては、充
填剤１７に加える温度、時間、熱の上昇速度（昇温速
度）を調整することによって、充填剤１７の陥没現象の
発生を抑制するようにしている。以下、その具体的な実
施例及び比較例について詳述する。

【００２３】

【実施例及び比較例】本実施形態においては、充填剤１
７に対する加熱温度、加熱時間、及び昇温速度の設定を
変更することにより、以下の表１に示すように陥没現象
の平均発生率が変化した。

【００２４】なお、以下の実施例においては、乾燥機と
してミノグループ社製のボックス乾燥機（熱風ヒータ）
を用い、充填剤１７として、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂を用いている。

【００２５】また、めっきスルーホール１６は、開口径
が０．３mmφであってその周囲半径５．０ミリ以内に他
のめっきスルーホールが存在していないめっきスルーホ
ール、すなわち、孤立して単独に形成された単独穴であ
るとする。

【００２６】

【表１】 図２にも併せ示すように、「実施例１」においては、加
熱温度を１３５[℃]、加熱時間を４０[min] 、昇温速度
を６．０[℃/min]に設定して充填剤１７の硬化を行っ
た。その結果、陥没現象の平均発生率は０．５５[％]と
なった。なお、図２に示すように、常温を２０〜３０
[℃]の範囲内とすると、加熱温度１３５[℃]に達するま
での時間は、１７〜２０分程度となる。

【００２７】「実施例２」においては、加熱温度を１３
５[℃]、加熱時間を４０[min] 、昇温速度を９．０[℃/
min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。その結果、
陥没現象の平均発生率は０．５１[％]となった。

【００２８】「実施例３」においては、加熱温度を１３
５[℃]、加熱時間を４０[min] 、昇温速度を１２．０
[℃/min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。その結
果、陥没現象の平均発生率は０．５０[％]となった。

【００２９】「実施例４」においては、加熱温度を１３
５[℃]、加熱時間を３０[min] 、昇温速度を９．０[℃/
min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。その結果、
陥没現象の平均発生率は０．５７[％]となった。

【００３０】「実施例５」においては、加熱温度を１３
５[℃]、加熱時間を６０[min] 、昇温速度を９．０[℃/
min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。その結果、
陥没現象の平均発生率は０．５５[％]となった。

【００３１】「実施例６」においては、加熱温度を１２
０[℃]、加熱時間を４０[min] 、昇温速度を６．０[℃/
min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。その結果、
陥没現象の平均発生率は０．５７[％]となった。

【００３２】ちなみに、「比較例」においては、加熱温
度を１３５[℃]、加熱時間を４０[min] 、昇温速度を
３．０[℃/min]に設定して充填剤１７の硬化を行った。
その結果、陥没現象の平均発生率は０．７９[％]となっ
た。

【００３３】これらの結果、前記「実施例１〜６」にお
いては、昇温速度を６．０[℃/min]以上に設定すること
で、充填剤１７の陥没現象の発生率が約３０％低減され
ることが判る。

【００３４】なお、「実施例１」と「実施例２」及び
「実施例３」とを比較しても判るように、昇温速度を
６．０[℃/min]以上に変化させた場合、充填剤１７の陥
没現象の発生率はより低減するものの、昇温速度の変化
量と比べるとそれほど顕著には低減しない。この結果か
ら、昇温速度が６．０[℃/min]程度あれば、充填剤１７
が絶縁基材ＩＰ１上に流れ出す前に充填剤１７を硬化さ
せることができるものと推測される。換言すれば、昇温
速度を６．０[℃/min]以上に設定することで、充填剤１
７が絶縁基材ＩＰ１上に流れ始める時間内に、同充填剤
１７の硬化温度（充填剤１７が硬化し始める温度）に到
達するものと考えることができる。

【００３５】また、「実施例１」と「実施例４」及び
「実施例５」とを比較しても判るように、加熱時間の変
化によっても充填剤１７の陥没現象の発生率はそれほど
低減しない。この結果から、加熱時間が３０分程度あれ
ば、充分に充填剤１７の陥没現象の発生を抑制すること
ができると考えられる。

【００３６】さらに、「実施例１」と「実施例４」とを
比較しても判るように、加熱温度の変化によっても充填
剤１７の陥没現象の発生率にそれほど顕著な変化はな
い。この結果から、充填剤１７の硬化温度が１２０[℃]
以下であることが判る。そして、加熱温度については、
少なくとも充填剤１７の硬化温度以上に設定されていれ
ばよいと考えることができる。但し、こうした加熱温度
の設定値によっては、充填剤１７を完全に硬化させるた
めに、加熱時間の調整を必要とする場合もあると推測さ
れる(?) 。

【００３７】したがって、本実施形態によれば以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）昇温速度を速くしてプリント配線板１１に対する
加熱時間を急上昇させることにより、硬化前の充填剤１
７が絶縁基材ＩＰ１上に流れ出てしまう前に該充填剤１
７を急硬化させることができる。このため、充填剤１７
の陥没現象の発生を抑制することができる。しかも、め
っきスルーホール１６に対する充填剤１７の量に変化が
ないため、充填剤１７を研磨して平滑化を行う際に、研
磨が困難となることもない。

【００３８】（２）充填剤１７に対する加熱温度を１２
０[℃]以上、加熱時間を３０[min]以上、及び昇温速度
を６．０[℃/min]以上に設定することにより、充填剤１
７の陥没現象の発生率を確実に低減することができる。

【００３９】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 前記実施形態では、穴埋め工程において、めっきス
ルーホール１６に充填剤１７を注入しているが、これに
限らず、プリント配線板１１上に存在する外表面に開口
する種々の凹所に充填剤１７を注入してもよい。

【００４０】・ 前記実施形態では、充填剤１７として
絶縁性の材料を用いているが、これを、導電性物質を含
む充填剤に変更してもよい。この場合、めっきスルーホ
ール１６の絶縁保護のための穴埋め工程ではなく、めっ
きスルーホール１６と他の導電体との導電性確保のため
の穴埋め工程となる。

【００４１】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 絶縁基材に形成された導体層に対する粗化処理
工程の後、前記絶縁基材の外表面にて開口する凹所に熱
硬化性樹脂を含む充填剤を注入した状態でその充填剤を
熱硬化させる穴埋め工程を行うプリント配線板の製造方
法において、プリント配線板に対する昇温速度を、所定
時間内に前記充填剤の硬化温度に到達する速度に設定し
て前記穴埋め工程を行うことを特徴とするプリント配線
板の製造方法。

【００４２】この（１）に記載の発明によれば、昇温速
度を、所定時間内に前記充填剤の硬化温度に到達する速
度に設定することにより、硬化前の充填剤が絶縁基材上
に流れ出てしまう前に充填剤を硬化させることができ
る。したがって、充填剤の陥没現象の発生を抑制するこ
とができる。

【００４３】（２） 技術的思想（１）に記載のプリン
ト配線板の製造方法おいて、前記所定時間とは、２０分
以内であることを特徴とするプリント配線板の製造方
法。この（２）に記載の発明によれば、硬化前の充填剤
が絶縁基材上に流れ出てしまう前に充填剤を確実に硬化
させることができる。したがって、充填剤の陥没現象の
発生を確実に抑制することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、充填剤を急硬化させて充填剤の流動性を
失わせることにより、硬化前の充填剤が絶縁基材上に流
れ出して、めっきスルーホールの開口部周囲に広がって
しまうことを抑制することができる。したがって、充填
剤の陥没現象の発生を抑制することができる。

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、めっきス
ルーホールに充填剤を注入して穴埋めを行う際に、充填
剤を急硬化させている。これにより、硬化前の充填剤が
絶縁基材上に流れ出てしまうことを抑制することがで
き、充填剤の陥没現象の発生を抑制することができる。
しかも、充填剤を増量しているわけではないため、充填
剤を研磨して平滑化させる際に困難となることがない。
したがって、プリント配線板の製造も困難となることが
ない。

【００４６】請求項３に記載の発明によれば、充填剤に
対する加熱温度を１２０℃以上かつ加熱時間を３０min
以上に設定するとともに、昇温速度を６．０℃/min以上
に設定して穴埋め工程を行うことにより、充填剤の陥没
現象の発生率を確実に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線板の製造方法により製造
される一実施形態のプリント配線板の一部を示す断面
図。

【図２】本発明のプリント配線板の製造方法において、
加熱時間と加熱温度との関係の一例を示すグラフ。

【図３】従来のプリント配線板の製造方法により製造さ
れるプリント配線板の一部を示す断面図。

【図４】従来のプリント配線板の製造方法において穴埋
めされたプリント配線板の一部を示す断面図。

【符号の説明】

１１…プリント配線板、１２〜１５…導体パターン、１
６…めっきスルーホール、１７…充填剤、ＩＰ１〜ＩＰ
３…絶縁基材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基材に形成された導体層に対する粗
   化処理工程の後、前記絶縁基材の外表面にて開口する凹
   所に熱硬化性樹脂を含む充填剤を注入した状態でその充
   填剤を熱硬化させる穴埋め工程を行うプリント配線板の
   製造方法において、 前記穴埋め工程では、通常の熱硬化条件よりも昇温速度
   を速めに設定して急激に温度を上昇させることにより、
   前記充填剤を急硬化させることを特徴とするプリント配
   線板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプリント配線板の製造
   方法において、 前記凹所は前記絶縁基材の表裏面を貫通するめっきスル
   ーホールであり、そのめっきスルーホールの開口部から
   盛り上がっている前記充填剤の余剰部分は、前記穴埋め
   工程後に研磨されることで平滑化されることを特徴とす
   るプリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のプリント配線
   板の製造方法において、 加熱温度を１２０℃以上かつ加熱時間を３０min 以上に
   設定するとともに、昇温速度を６℃/min以上に設定して
   前記穴埋め工程を行うことを特徴とするプリント配線板
   の製造方法。