JP2001156450A - ビルドアップ多層プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 容易に製造できて歩留りの良いビルドアップ
多層プリント配線板を提供すること。 【解決手段】 ビルドアップ多層プリント配線板は、平
面状の基板と、基板表面に形成された配線回路と、配線
回路を含む基板上に積層され一部に配線回路まで貫通す
る第１ビアホール４が形成された第１絶縁樹脂層５と、
第１ビアホール４に形成される第１ビア６と、第１絶縁
樹脂層５上に積層され一部に第１ビア６の底面まで貫通
する第２ビアホール７が形成された第２絶縁樹脂層８
と、第２ビアホール７に形成される第２ビア９とを備
え、第２ビアホール７は、第１ビア６の内周側面と第２
ビア９の外周側面との間に間隔が生じ、かつ、少なくと
も第１ビア６の内側底面と第２ビア９の外側底面とが接
触するようなサイズを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はビルドアップ多層
プリント配線板に関し、特に多層間を電気的に接続する
手段として複数のビアを備えるビルドアップ多層プリン
ト配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の様々な電子機器の小型化に伴い、
フォトリソグラフィ法又はレーザー法等の手法を用いて
製造されたビルドアップ多層プリント配線板の使用が増
加している。ビルドアップ多層プリント配線板は、表面
に導電回路が形成された絶縁樹脂層を２層、３層と積層
させることにより配線密度を向上させることができる。

【０００３】絶縁樹脂層間を電気的に接続する手段の１
つとしては、各絶縁樹脂層を貫通して形成されるビアが
同一垂直座標上に積み重なって形成されるいわゆるスッ
タクビア（例えば、３層以上の絶縁層間を電気的に接続
するためにビルドアップビアが２つ以上重ねられたも
の）を用いる方法がある。

【０００４】スタックビアを備える従来のビルドアップ
多層プリント配線板としては、例えば図５に示すような
構造のものが一般に知られている。図５に示されるビル
ドアップ多層プリント配線板１０１は、平面状の基板１
０２と、基板１０２表面に形成された配線回路１０３
と、配線回路１０３を含む基板１０２上に積層され、配
線回路１０３まで貫通する第１ビアホール１０４が形成
された第１絶縁樹脂層１０５と、第１ビアホール１０４
の内面に金属メッキによって形成される有底容器状の第
１ビア１０６と、第１絶縁樹脂層１０５上に積層され、
第１ビア１０６の底面まで貫通する第２ビアホール１０
７が形成された第２絶縁樹脂層１０８と、第２ビアホー
ル１０７の内面に金属メッキによって形成される有底容
器状の第２ビア１０９とを備え、第２ビアホール１０７
は、第１ビア１０６の内周側面と第２ビア１０９の外周
側面とがぴったり接触できるようなサイズに形成され、
第１、第２ビア１０６、１０９は第１ビア１０６の内側
底面及び内周側面と第２ビア１０９の外側底面及び外周
側面とが接触することにより電気的に導通している。そ
して、このように第１ビア１０６と第２ビア１０９が積
み重なることにより従来のスタックビア１１０が構成さ
れる。

【０００５】スタックビア１１０を用いると、ビルドア
ップ多層プリント配線板１０１の面積のうち、第１、第
２絶縁樹脂層１０５、１０８間を電気的に接続するため
に必要となる面積が少なくてすむ。これにより、ビルド
アップ多層プリント配線板は小型でありながらも高密度
な配線を達成し、さらには最外層における実装面積も確
保している。

【０００６】なお、このようなスッタクビアを用いるこ
とによる利点をより一層高めるためには、スタックビア
１１０は可能な限り小さな直径で製造することが好まし
い。このため、従来の一般的なビルドアップ多層プリン
ト配線板においては、最外層のビア、すなわち図５にお
ける第２ビア１０９の上端部開口径ｄ₇ は約１５０μｍ
〜２５０μｍ程度に設定されるのが一般的である。

【０００７】また、図５に示される従来のビルドアップ
多層プリント配線板１０１は、以下に説明するようなフ
ォトリソグラフィ法で製造されるのが一般的である。 配線回路１０３が形成された基板１０２上に感光性の
絶縁樹脂を積層して第１絶縁樹脂層１０５を形成する。 所定径の開口を有する第１フォトマスクを介して第１
絶縁樹脂層１０５上の所定箇所に光を照射して露光さ
せ、露光した部分を溶解除去して第１ビアホール１０４
を形成する。 第１ビアホール１０４を含む第１絶縁樹脂層１０５の
表面に金属メッキを施し、不要箇所をエッチングにより
除去して第１ビア１０６を形成する。 第１ビア１０６が形成された第１絶縁樹脂層１０５上
に感光性の絶縁樹脂を積層して第２絶縁樹脂層１０８を
形成する。 所定径の開口を有する第２フォトマスクを介して第２
絶縁樹脂層１０８上の所定箇所に光を照射して露光さ
せ、露光した部分を溶解除去して第２ビアホール１０７
を形成する。 第２ビアホール１０７を含む第２絶縁樹脂層１０８の
表面に金属メッキを施し、不要箇所をエッチングにより
除去して第２ビア１０９を形成する。

【０００８】ここで、図６に基づいて第２フォトマスク
の開口径について説明する。図６に示すように第２フォ
トマスク１１６の開口径ｄ₆ は、 第１ビア１０６の上端部開口径をｄ₅ 、 第１ビア１０６の内周側面と基板１０２とのなす角を
θ、 第２絶縁樹脂層１０８の厚さをｔ、とそれぞれ定義し
た場合に、ｄ₆ ≧ｄ₅ ＋ 2t ／tan θとなるようによう
に設されていた。

【０００９】つまり、図６に示す第２フォトマスク１１
６の開口径ｄ₆ を上述の条件式を満たす直径に設定する
ことにより、図５に示すような第１ビア１０６の内側底
面及び内周側面と第２ビア１０９の外側底面及び外周側
面とがぴったり接触するような大きさの第２ビアホール
１０７を形成することが可能となるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のビルドアップ多
層プリント配線板の製造においては、上層側の絶縁樹脂
層（第２絶縁樹脂層）のビアホール形成箇所をフォトマ
スクを用いて露光させる際に高い位置精度が要求され、
製造が難しく、また製造における歩留りも悪いものであ
った。

【００１１】この発明は以上のような事情を考慮してな
されたものであり、第２ビアホールを第１ビアの内周側
面と第２ビアの外周側面との間に間隔ができるようなサ
イズで形成することにより、容易に製造できて歩留りの
良いビルドアップ多層プリント配線板を提供するもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、平面状の基
板と、基板表面に形成された配線回路と、配線回路を含
む基板上に積層され一部に配線回路まで貫通する第１ビ
アホールが形成された第１絶縁樹脂層と、第１ビアホー
ルに形成される第１ビアと、第１絶縁樹脂層上に積層さ
れ一部に第１ビアの底面まで貫通する第２ビアホールが
形成された第２絶縁樹脂層と、第２ビアホールに形成さ
れる第２ビアとを備え、第２ビアホールは、第１ビアの
内周側面と第２ビアの外周側面との間に間隔が生じ、か
つ、少なくとも第１ビアの内側底面と第２ビアの外側底
面とが接触するようなサイズを有するビルドアップ多層
プリント配線板を提供するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の基板には例えば、平板
状でフェノール樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂
と、紙、ガラス、布などの基材とを構成材料とした積層
板上に銅箔を張り合わせたもの（銅張積層板）を用いる
ことができる。また、基板上に形成される配線回路は、
基板に上記銅張積層板を用いる場合にはフォトエッチン
グ法等により形成される。また、銅張りでない基板（絶
縁基板）上に無電解メッキにより必要な導電回路だけを
形成するようにしてもよい。

【００１４】この発明の第１、第２ビアは、その材料と
して銅などを用いることができる。また、この発明の絶
縁樹脂には感光性エポキシ樹脂、感光性アクリル樹脂、
感光性ポリイミド樹脂、感光性アクリル変性エポキシ樹
脂等を用いることができる。

【００１５】第１、第２ビアの形状として挙げた有底容
器状とは、底面と側面を備えて上部が開口されたもので
あればよく、その具体的な形状としては例えば上端が開
口された逆円錐台形状等を挙げることができる。また、
この発明のビルドアップ多層プリント配線板において
は、第２ビアの上端部開口径は約１００μｍ〜２００μ
ｍの範囲内に形成される。

【００１６】この発明のビルドアップ多層プリント配線
板の製造方法は、表面に配線回路が形成された基板上に
感光性の絶縁樹脂を積層して第１絶縁樹脂層を形成する
工程と、開口を有する第１フォトマスクを介して第１絶
縁樹脂層上に光を照射して露光させ、露光した部分を溶
解除去して第１ビアホールを形成する工程と、第１ビア
ホールを含む第１絶縁樹脂層の表面に金属メッキを施
し、不要箇所をエッチングにより除去して第１ビアを形
成する工程と、第１ビアが形成された第１絶縁樹脂層上
に感光性の絶縁樹脂を積層して第２絶縁樹脂層を形成す
る工程と、開口を有する第２フォトマスクを介して第２
絶縁樹脂層上の所定箇所に光を照射して露光させ、露光
した部分を溶解除去して第２ビアホールを形成する工程
と、第２ビアホールを含む第２絶縁樹脂層の表面に金属
メッキを施し、不要箇所をエッチングにより除去して第
２ビアを形成する工程とからなっていてもよい。

【００１７】また、上記製造方法において第２フォトマ
スクの開口径は、第１ビアの上端部開口径をｄ₁ 、第２
フォトマスクの開口径をｄ₂ 、第１および第２ビアの内
周側面と基板とのなす角をθ、第２絶縁樹脂層の厚さを
ｔとするとき、 ｄ₂ ＜ｄ₁ ＋ 2t ／tan θ で表わすことができる。このように第２フォトマスクの
開口径を設定することにより、第１ビアの内周側面と第
２ビアの外周側面との間に間隔が生じるようなサイズの
第２ビアホールを形成できる。

【００１８】なお、この発明の目的は、上述の定義を利
用して表現した場合に、第１ビアの上端部開口径ｄ₁ を
ｄ₁ ＞ｄ₂ − 2t ／tan θと設定することによっても達
成することができる。

【００１９】

【実施例】以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。

【００２０】図１はこの発明の実施例１に係るビルドア
ップ多層プリント配線板のビア形成箇所の拡大断面図で
ある。図１に示されるように、ビルドアップ多層プリン
ト配線板１は、平面状の基板２と、基板２表面に形成さ
れた配線回路３と、配線回路３を含む基板２上に積層さ
れ一部に配線回路３まで貫通する第１ビアホール４が形
成された第１絶縁樹脂層５と、第１ビアホール４に形成
される第１ビア６と、第１絶縁樹脂層５上に積層され一
部に第１ビア６の底面まで貫通する第２ビアホール７が
形成された第２絶縁樹脂層８と、第２ビアホール７に形
成される第２ビア９とを備え、第２ビアホール７は、第
１ビア６の内周側面と第２ビア９の外周側面との間に間
隔が生じ、かつ、少なくとも第１ビア６の内側底面と第
２ビア９の外側底面とが接触するようなサイズを有して
いる。そして、第１ビア６と第２ビア９が積み重なるこ
とによりスタックビア１０が構成されている。

【００２１】なお、第２ビア９の上端部開口径ｄ₃ は、
約１５０μｍである。また、第１、第２絶縁樹脂層５、
８は共に感光性エポキシ樹脂で形成され、第１、第２ビ
ア６、９は共に銅で形成されている。また、基板２はガ
ラスエポキシ樹脂を材料とする両面又は多層基板であ
る。また、配線回路３は両面銅張板又は多層積層銅張板
の外層をサブトラタティブ法でエッチングすることによ
り形成されている。

【００２２】次に、図１に示すビルドアップ多層プリン
ト配線板１の製造方法について図２〜図４に基づいて説
明する。まず、図２（ａ）に示すように、配線回路３が
形成された基板２上に感光性の絶縁樹脂を積層して第１
絶縁樹脂層５を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、開口を有する第１フォトマスク１５を介して第１絶
縁樹脂層５上の所定箇所に光を照射して露光させ、露光
した部分を溶解除去して第１ビアホール４を形成する。

【００２３】次に、図２（ｃ）に示すように、第１ビア
ホール４を含む第１絶縁樹脂層５の表面に金属メッキ層
１７を形成し、その後図３（ｄ）に示すように不要箇所
をエッチングにより除去して第１ビア６を形成する。次
に、図３（ｅ）に示すように、第１ビア６が形成された
第１絶縁樹脂層５上に感光性の絶縁樹脂を積層して第２
絶縁樹脂層８を形成する。

【００２４】次に、図４（ｆ）に示すように、開口を有
する第２フォトマスク１６を介して第２絶縁樹脂層８上
の所定箇所に光を照射して露光させ、露光した部分を溶
解除去して第２ビアホール７を形成する。最後に、図４
（ｇ）に示すように、第２ビアホール７を含む第２絶縁
樹脂層８の表面に金属メッキ層１８を形成し、その後不
要箇所をエッチングにより除去して第２ビア９を形成す
るすることにより図１に示すこの発明のビルドアップ多
層プリント配線板１の製造が完了する。

【００２５】なお、図４（ｆ）に示すように第２フォト
マスク１６の開口径ｄ₂ は、 第１ビア６の上端部開口径をｄ₁ 、 第１ビア６の内周側面と基板２とのなす角をθ、 第２絶縁樹脂層８の厚さをｔ、とそれぞれ定義した場
合に、ｄ₂ ＜ｄ₁ ＋ 2t ／tan θとなるように設定す
る。

【００２６】つまり、上述の式のうちｄ₁ ＋ 2t ／tan
θとした部分に基づいて計算すれば、図４（ｆ）に一点
鎖線で示すように第１ビア６を第２絶縁樹脂層８の表面
まで上方に延長したと仮定した際の仮想上端部開口径ｄ
₄ を算出できる。仮想上端部開口径ｄ₄ よりも第２フォ
トマスク１６の開口径ｄ₂ を小さく設定すれば、図１に
示すような第１ビア６の内周側面と第２ビア９（図１）
の外周側面との間に間隔が生じるようなサイズの第２ビ
アホール７を形成することができるのである。

【００２７】これにより、図４（ｆ）に示すように第２
フォトマスク１６を第２絶縁樹脂層８上の所定箇所（第
１ビア６の同一垂直座標上）に位置合わせする際に
ｗ₁ 、ｗ ₂ を足した幅だけ第２フォトマスク１６の位置
決めに余裕ができる。従って、第２フォトマスクの位置
決め精度は緩和されて露光ずれによるスタックビアの形
成不良が生じにくくなり、ビルドアップ多層プリント配
線板の製造が容易になると共に歩留りも向上する。ま
た、図１に示す第２ビア９の上端部開口径ｄ₃ が小さく
なる分、第２絶縁樹脂層８上の実装面積を大きく確保す
ることができる。

【００２８】なお、この発明においては第１ビアの上端
部開口径を大きく設定することにより第１ビアの内周側
面と第２ビアの外周側面との間に間隔を生じるようにし
て第２フォトマスクの位置決め精度を緩和してもよい。
この場合の第１ビアの上端部開口径を図４（ｆ）に示さ
れる上述の定義を利用して表現するとｄ₁ ＞ｄ₂ − 2t
／tan θとなる。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、容易に製造できて歩
留りの良いビルドアップ多層プリント配線板を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるビルドアップ多層プリント配線
板の実施例を示す拡大断面図である。

【図２】図１に示されるビルドアップ多層プリント配線
板の製造工程を示す工程図である。

【図３】図１に示されるビルドアップ多層プリント配線
板の製造工程を示す工程図である。

【図４】図１に示されるビルドアップ多層プリント配線
板の製造工程を示す工程図である。

【図５】従来のビルドアップ多層プリント配線板を示す
拡大断面図である。

【図６】図５に示される従来のビルドアップ多層プリン
ト配線板の製造方法を説明する説明図である。

【符号の説明】 １・・・ビルドアップ多層プリント配線板 ２・・・基板 ３・・・配線回路 ４・・・第１ビアホール ５・・・第１絶縁樹脂層 ６・・・第１ビア ７・・・第２ビアホール ８・・・第２絶縁樹脂層 ９・・・第２ビア １０・・・スタックビア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の基板と、基板表面に形成された
   配線回路と、配線回路を含む基板上に積層され一部に配
   線回路まで貫通する第１ビアホールが形成された第１絶
   縁樹脂層と、第１ビアホールに形成される第１ビアと、
   第１絶縁樹脂層上に積層され一部に第１ビアの底面まで
   貫通する第２ビアホールが形成された第２絶縁樹脂層
   と、第２ビアホールに形成される第２ビアとを備え、第
   ２ビアホールは、第１ビアの内周側面と第２ビアの外周
   側面との間に間隔が生じ、かつ、少なくとも第１ビアの
   内側底面と第２ビアの外側底面とが接触するようなサイ
   ズを有するビルドアップ多層プリント配線板。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のビルドアップ多層プリ
   ント配線板を製造する方法であって、表面に配線回路が
   形成された基板上に感光性の絶縁樹脂を積層して第１絶
   縁樹脂層を形成する工程と、開口を有する第１フォトマ
   スクを介して第１絶縁樹脂層上に光を照射して露光さ
   せ、露光した部分を溶解除去して第１ビアホールを形成
   する工程と、第１ビアホールを含む第１絶縁樹脂層の表
   面に金属メッキを施し、不要箇所をエッチングにより除
   去して第１ビアを形成する工程と、第１ビアが形成され
   た第１絶縁樹脂層上に感光性の絶縁樹脂を積層して第２
   絶縁樹脂層を形成する工程と、開口を有する第２フォト
   マスクを介して第２絶縁樹脂層上の所定箇所に光を照射
   して露光させ、露光した部分を溶解除去して第２ビアホ
   ールを形成する工程と、第２ビアホールを含む第２絶縁
   樹脂層の表面に金属メッキを施し、不要箇所をエッチン
   グにより除去して第２ビアを形成する工程とをからなる
   ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 第２フォトマスクの開口径が、第１ビア
   の上端部開口径をｄ ₁ 、第２フォトマスクの開口径をｄ
   ₂ 、第１および第２ビアの内周側面と基板とのなす角を
   θ、第２絶縁樹脂層の厚さをｔとするとき、 ｄ₂ ＜ｄ₁ ＋ 2t ／tan θ で表される請求項２に記載のビルドアップ多層プリント
   配線板の製造方法。