JP2001244635A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板の製造方法

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JP2001244635A
JP2001244635A JP2000055233A JP2000055233A JP2001244635A JP 2001244635 A JP2001244635 A JP 2001244635A JP 2000055233 A JP2000055233 A JP 2000055233A JP 2000055233 A JP2000055233 A JP 2000055233A JP 2001244635 A JP2001244635 A JP 2001244635A
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hole
layer
outer layer
resin
inner layer
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JP2000055233A
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Hiroshi Segawa
博史 瀬川
Touto O
東冬 王
Motoo Asai
元雄 浅井
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定在波や反射が発生しないプリント配線板の
製造方法を提案する。 【解決手段】 コア基板30に外層スルーホール36を
形成し、外層スルーホール36内に樹脂充填剤を充填し
て外層絶縁層42を形成する。その後、外層スルーホー
ル36内に内層スルーホール62を形成し、内層スルー
ホール62内に樹脂充填剤を充填して内層絶縁層64を
形成している。外層スルーホール36と内層スルーホー
ル62とを同軸構造とすることにより、インピーダンス
を整合でき、定在波や反射の発生を防ぐことが可能とな
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、スルーホールを
介して表裏が電気的接続をされたプリント配線板に関
し、特に、樹脂絶縁層と導体回路層とを交互にビルドア
ップしてなる多層プリント配線板から成り、ICチップ
などの電子部品を載置するパッケージ基板に好適に用い
得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】信号の高周波化に伴って、プリント配線
板の材料は、低誘電率、低誘電正接であることが求めら
れるようになってきている。そのためプリント配線板の
材料は、セラミックから樹脂へとその主流が移りつつあ
る。
【0003】係るパッケージ基板を構成する樹脂製の多
層プリント配線板は、コア基板に配線層と層間樹脂絶縁
層とを交互に積層することにより構成され、コア基板に
形成されるスルーホールにより、上層側と下層側との接
続を取る。コア基板は、1mm程度の厚みを有し、層間樹
脂絶縁層は数十μmの厚みに形成される。
【0004】ICチップの高周波化により、パッケージ
基板は、信号線での定在波や反射の低減が求められてい
る。このため、樹脂製の多層プリント配線板において
も、セラミックの積層パッケージ基板と同様に、層間の
配線をマイクロストリップライン構造及びストリップラ
イン構造にして、配線のインピーダンスなどの電気特性
を整合させることにより対応していた。
【0005】このストリップライン構造について、図2
1を参照して説明する。図21(A)は、同一の層間樹
脂絶縁層上に形成された信号線(Sig)と接地線(GND)
と信号線(Sig)とを示し、図21(B)は、図21
(A)中のB−B断面を示している。ここで、信号線
(Sig)と信号線(Sig)との間に接地線(GND)を配す
ることで、ストリップライン構造とし、配線のインピー
ダンスなどの電気特性を整合させてある。同様に、図2
1(C)は、3層の層間樹脂絶縁層上に配設された信号
線(Sig)と接地線(GND)と信号線(Sig)とを示し、
図21(D)は、図21(C)中のD−D断面を示して
いる。ここで、信号線(Sig)と信号線(Sig)との間に
接地線(GND)を配することで、ストリップライン構造
とし、配線のインピーダンスなどの電気特性を整合させ
てある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような配線の取り回しを工夫するだけでは、高周波に
対応できなくなった。この原因を本発明者が検討したと
ころ、厚さ1mmのコア基板を貫通するスルーホールで、
図21を参照して上述したストリップライン構造を取る
ことができないため、定在波や反射が発生し、動作が不
安定になり易いことが判明した。
【0007】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、スルー
ホールで定在波や反射が発生しないプリント配線板の製
造方法を提案することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1のプリント配線板の製造方法では、少
なくとも以下(a)〜(e)の工程を備えることを技術
的特徴とする: (a)コア基板に、外層スルーホール用貫通孔を形成す
る工程; (b)前記外層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
外層スルーホールを形成する工程; (c)前記外層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
て外層絶縁層を形成する工程; (d)前記外層スルーホール内に、内層スルーホール用
貫通孔を形成する工程; (e)前記内層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
内層スルーホールを形成する工程。
【0009】請求項1の発明では、コア基板に外層スル
ーホールを形成し、外層スルーホール内に樹脂充填剤を
充填して外層絶縁層を形成する。その後、外層スルーホ
ール内に内層スルーホール用貫通孔を形成し、内層スル
ーホール用貫通孔に金属膜を施して内層スルーホールを
形成している。外層スルーホールと内層スルーホールと
を同軸構造とすることにより、スルーホールでの電気特
性を整合することができ、定在波や反射の発生を防ぐこ
とが可能となる。
【0010】請求項2のプリント配線板の製造方法で
は、少なくとも以下(a)〜(h)の工程を備えること
を技術的特徴とする: (a)コア基板に、外層スルーホール用貫通孔を形成す
る工程; (b)前記外層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
外層スルーホールを形成する工程; (c)前記外層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
て外層絶縁層を形成する工程; (d)前記コア基板に、層間樹脂絶縁層を形成する工
程; (e)前記外層スルーホール内に、内層スルーホール用
貫通孔を形成する工程; (f)前記内層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
内層スルーホールを形成する工程; (g)前記内層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
て内層絶縁層を形成する工程。
【0011】請求項2の発明では、コア基板に外層スル
ーホールを形成し、外層スルーホール内に樹脂充填剤を
充填して外層絶縁層を形成する。その後、外層スルーホ
ール内に内層スルーホール用貫通孔を形成し、内層スル
ーホール用貫通孔に金属膜を施して内層スルーホールを
形成し、内層スルーホール内に樹脂充填剤を充填して内
層絶縁層を形成している。外層スルーホールと内層スル
ーホールとを同軸構造とすることにより、スルーホール
での電気特性を整合することができ、定在波や反射の発
生を防ぐことが可能となる。
【0012】請求項3の発明では、請求項1又は2にお
いて、外層スルーホール用貫通孔の開口径は、200〜
400μmであることを技術的特徴とする。
【0013】請求項3の発明では、外層スルーホール用
貫通孔の開口径を、200〜400μmとしている。特
に望ましいのは、250〜350μmである。径が20
0μm未満では、樹脂充填層を2層以上で形成すること
ができないし、その中に形成される導体回路と内層スル
ーホール内壁に形成された導体との絶縁性が保たれな
い。400μmを越えると、プリント配線板を高密度化
し得なくなる。
【0014】請求項4の発明では、請求項1又は2にお
いて、内層スルーホール用貫通孔の開口径は、75〜2
00μmであることを技術的特徴とする。
【0015】請求項4の発明では、内層スルーホール用
貫通孔の径を、75〜200μmとしている。特に望ま
しいのは、100〜150μmである。75μm未満で
は、導体層を形成することが困難になり、200μmを
越えると、内層スルーホールと外層スルーホールとの絶
縁性が保たれなくなる恐れがある。
【0016】請求項5の発明では、請求項1又は2にお
いて、前記外層スルーホール及び内層スルーホールは、
2以上に分割されていることを技術的特徴とする。
【0017】請求項5の発明では、外層スルーホール及
び内層スルーホールを、2以上に分割している。これに
より、別々の信号線として使用することができるので、
配線密度を上げることが可能となる。
【0018】次に、スルーホール内に絶縁層と複数の導
体回路を形成した多層プリント配線板の製造工程につい
て説明する。コア基板としては、ガラスエポキシ基板、
ポリイミド基板、BT(ビスマレイミド−トリアジン)
樹脂基板等の樹脂絶縁基板、セラミック基板、金属基板
等を用いることができる。ドリル、あるいは炭酸レーザ
等のレーザによってコア基板にスルーホール用貫通孔を
形成させる。コア基板の厚みは、0.4〜1.2mmで
あるのが望ましい。特に、0.6〜1.0mmであること
が望ましい。その理由として、強度があり、スルーホー
ルも加工し易いからである。ただし、樹脂絶縁基板は、
融点が300℃以下であるため、350℃以上の温度で
は、溶解、炭化してしまう。
【0019】このとき、スルーホール用貫通孔は、導通
用スルーホール用貫通孔と同軸スルーホールの外層スル
ーホール用貫通孔の2種類が形成される。同軸スルーホ
ールは、外層スルーホールと内層スルーホールから成
る。なお、導通用スルーホール用貫通孔の開口径は、5
0〜400μmで形成される。50μm未満では、導体
層を形成することが困難になり、400μmを越える
と、実用的でなくなる。
【0020】次に、導通用スルーホール及び外層スルー
ホール内に樹脂充填剤を充填させる。場合によっては、
導通用スルーホール及び外層スルーホール内に、粗化層
を設ける。粗化層は、酸化−還元処理、無電解めっき、
エッチング処理によって形成される。具体例を述べる
と、酸化−還元処理としては、酸化浴としてNaOH(10g
/L)、NaClO2 (40g/L)、Na3PO4(6g/
L)、還元浴として、NaOH(10g/L)、NaBH4 (6
g/L)を用いて行う。また、無電解銅めっきでは、C
u−Ni−Pからなる合金で形成する。エッチング処理
としては、第二銅錯体と有機酸塩からなるエッチング液
が用いられる。
【0021】次に、樹脂充填剤を硬化あるいは半硬化さ
せることにより、導通用スルーホール内に樹脂絶縁層
を、外層スルーホール内に外層樹脂絶縁層を形成する。
その後、場合によっては、コア基板の平滑性を出すため
に、バフ、ベルトサンダー、ジェットスクラブなどの物
理的研磨、あるいは酸や酸化剤などによって、スルーホ
ールからはみ出した部分を化学的エッチングによって除
去してもよい。
【0022】上述のコア基板に層間樹脂絶縁層(下層)
を施す。導体回路には粗化層を形成させてもよい。層間
樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の複合体あるいは、それらに
感光性を有する基を置換した樹脂でもよい。具体例とし
て、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、
フェノール樹脂等のプリント配線板に使用されている樹
脂がある。また、高周波領域において低誘電率である樹
脂を用いてもよい。特に、1GHzにおける誘電率が
3.0以下の樹脂であるポリオレフィン系樹脂、ポリフ
ェニレン系樹脂、フッ素樹脂などを用いるのがよい。層
間樹脂絶縁層の形成には、塗布、あるいはBステージ状
のフィルムを加熱、加圧、もしくは加熱加圧によって貼
り付けるのがよい。
【0023】次に、フォトおよびレーザにより層間樹脂
絶縁層(下層)にバイアホールとなる開口を形成する。
そして、外層スルーホール内に、ドリルおよびレーザで
層間樹脂絶縁層(下層)を介して、外層樹脂絶縁層内に
内層スルーホール用貫通孔を設ける。バイアホールとな
る開口および内層スルーホール用貫通孔をレーザで形成
する場合は、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、UVレ
ーザ、YAGレーザ等を用いることができる。その後、
デスミアなどの化学エッチング処理やプラズマ、コロナ
処理などのドライエッチング処理を行い、内層スルーホ
ール用貫通孔の内壁にある樹脂のスミアを除去し、樹脂
の残さを取り去ることによって金属層の形成を助長させ
る。
【0024】次に、層間樹脂絶縁層(下層)上、バイア
ホールとなる開口内および内層スルーホール用貫通孔の
内壁にCu、Ni、P、Pd、Co、W、Au、Agが
少なくとも1種以上である金属層を1層以上設ける。そ
の厚みは、0.1〜2μmで形成されるのが望ましい。
金属層は、めっき、スパッタあるいは、スパッタで形成
させた上にめっきを形成させた2層構成でもよい。層間
樹脂絶縁層(下層)の表層には粗化面を設けてもよい。
酸や酸化剤などによって層間樹脂絶縁層(下層)の表層
を化学的エッチングにより粗化面を設ける。酸として
は、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸などが、また酸化剤とし
ては、クロム酸、クロム酸塩、過マンガン酸塩などが、
粗化面を形成させるのによい。その上に、前述の金属層
を形成させる。そして、無電解めっきを行い、無電解め
っき膜を金属層上に形成する。
【0025】層間樹脂絶縁層(下層)上、バイアホール
となる開口内および内層スルーホール用貫通孔に無電解
めっきを施した基板に、感光性樹脂フィルム(ドライフ
ィルム)をラミネ−トする。そして、この感光性樹脂フ
ィルム上に、めっきレジストパタ−ンが描画されたフォ
トマスク(ガラス基板がよい)を密着させて載置し、露
光し、現像処理する。それにより、めっきレジストパタ
−ンを配設した非導体部分を形成することができる。
【0026】無電解めっき膜上の非導体部分以外に電解
めっきを施し、無電解めっきの導体部分上とバイアホ−
ルとなる開口、内層スルーホール用貫通孔に電解めっき
膜を設ける。電解めっきとしては、電解銅めっきを用い
ることが望ましく、その厚みは、5〜20μmがよい。
【0027】次に、非導体回路部分のめっきレジストを
アルカリ水溶液などで除去する。その後、さらに、硫酸
と過酸化水素の混合液や過硫酸ナトリウム、過硫酸アン
モニウム、塩化第二鉄、塩化第二銅等のエッチング液に
て非導体回路部分の金属層と無電解めっき膜を除去す
る。これにより層間樹脂絶縁層(下層)上に、無電解め
っき膜と電解めっき膜の2層からなる導体回路とバイア
ホ−ルを得る。また内層スルーホール用貫通孔内には、
金属層、無電解めっき膜、電解めっき膜の3層からなる
内層スルーホールを得る。バイアホールは、平坦なフィ
ールドビアを形成させてもよい。
【0028】次に、内層スルーホール内の隙間に樹脂充
填剤を充填させて、内層樹脂絶縁層を形成する。充填に
は、前述のような方法で充填させてもよいが、さらに上
層をフィルムからなる層間樹脂絶縁層(上層)を形成さ
せる際、層間樹脂絶縁層(上層)と樹脂充填剤を同時に
形成させてもよい。
【0029】それ以外の方法としては、前述の樹脂絶縁
層上に無電解めっきを施した基板に、更に、電解めっき
膜、無電解めっき膜、あるいは、それらの複合体めっき
膜を積層させる。そのめっき膜を積層した基板に樹脂充
填材を充填させる。その際、硬化あるいは半硬化してか
ら研磨を行って、めっき膜層と樹脂充填材層とを平坦に
させてもよい。エッチングレジストを形成して、配線が
描画されたマスクを載置して露光、現像を経て、レジス
トの配線層を形成させて、硫酸−過酸化水素水、塩化第
二鉄や塩化第二銅、有機塩酸−第二銅錯体からなるエッ
チング液を用いて、めっき膜層を除去してレジストを剥
離させることによって行ってもよい。エッチング液とし
ては、上記以外にもプリント配線板の製造で使用される
ものは全て用いることができる。
【0030】更に、該当のスルーホールを分割させるこ
とによって、形成する配線を分割させることも可能であ
る。これにより、更に、多くの配線をコア基板に通すこ
とができ、高密度化を達成できる。
【0031】上層に層間樹脂絶縁層(上層)を施して、
導体回路とバイアホールを形成させることにより、多層
プリント配線板が得られる。そして、表層にはソルダー
レジスト層を形成する。ソルダーレジスト層の形成に
は、塗布あるいはフィルムを加熱、加圧、あるいは加熱
加圧によって貼り付けるのがよい。ソルダーレジスト層
は、フォトおよびレーザにより半田パッドを設けて、半
田パッドから露出した部分に、Ni/Au、Ni/Pd
/Auなどの耐食金属層を形成させる。レーザで半田パ
ッドを形成する場合は、炭酸ガスレーザ、エキシマレー
ザ、UVレーザ、YAGレーザ等が用いることができ
る。ICチップ接続の半田バンプが形成させる半田パッ
ドは、開口径100〜200μmで開口させて、外部端
子接続のためBGA/PGAを配設させる半田パッド部
分は開口径300〜650μmで開口させる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照して説明する。先ず、本発明の第1実施形態に
係るパッケージ基板として用いられるプリント配線板の
構成について、図7及び図8を参照にして説明する。図
7は、本発明の第1実施形態に係るパッケージ基板10
の断面図を示している。図8は、図7中のスルーホール
を拡大して示す説明図である。
【0033】パッケージ基板10は、コア基板30の表
面及び裏面にビルドアップ配線層80A、80Bが形成
されている。ビルドアップ配線層80A、80Bは、導
体回路58及びバイアホール60の形成された層間樹脂
絶縁層44と、導体回路158及びバイアホール160
の形成された層間樹脂絶縁層144とからなる。ビルド
アップ配線層80Aとビルドアップ配線層80Bとは、
コア基板30に形成された信号線として用いられる同軸
スルーホール66と、主としてアース線・電源線として
用いられる導通用スルーホール34とを介して接続され
ている。層間樹脂絶縁層144の上にはソルダーレジス
ト層70が形成されており、ソルダーレジスト70の開
口部71を介して、導体回路158及びバイアホール1
60に半田バンプ76U、76Dが形成されている。上
面の半田バンプ76Uは、ICチップ90のパッド92
に接続されている。一方、下面の半田バンプ76Dは、
ドータボード94のパッド96に接続されている。
【0034】図8に示すように、同軸スルーホール66
は、外層スルーホール36及び内層スルーホール62か
ら成る。外層スルーホール36及び内層スルーホール6
2は、それぞれビルドアップ配線層80Aとビルドアッ
プ配線層80Bとを接続している。外層スルーホール3
6は、コア基板30の貫通孔33の壁面に金属膜38が
形成されて成る。そして、外層スルーホール36の内側
には、外層樹脂絶縁層42が形成されている。外層樹脂
絶縁層42の内側には、内層スルーホール62が形成さ
れている。
【0035】内層スルーホール62は、金属層50、無
電解めっき膜52、電解めっき膜56の3層からなる。
あるいは、各2層で形成されてもよい。また、内層スル
ーホール62の内側には、内層樹脂絶縁層64が形成さ
れている。信号線として用いられるスルーホール66を
外層スルーホール36と内層スルーホール62とを同軸
構造とすることにより、スルーホール66内での定在波
や反射の発生を防ぐことが可能となる。
【0036】引き続き、第1実施形態に係る上記パッケ
ージ基板10の製造方法について説明する。ここでは、
先ず、該パッケージ基板の製造方法に用いるA.樹脂充
填剤の組成について説明する。
【0037】A.樹脂充填剤の調製 〔樹脂組成物〕ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル製、分子量310 、YL983U)100重量部、表
面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒
径 1.6μmのSiO球状粒子(アドマテック製、CRS
1101−CE、ここで、最大粒子の大きさは後述する内層銅
パターンの厚み(15μm)以下とする) 170重量部、レ
ベリング剤(サンノプコ製、ペレノールS4)1.5 重量
部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±
1℃で45,000〜49,000cps に調整して得た。 〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤(四国化成製、
2E4MZ-CN)6.5 重量部。
【0038】次に、第1実施形態に係るパッケージ基板
10の製造方法について図1〜図7を参照にして説明す
る。
【0039】パッケージ基板の製造 (1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT
(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂からなる基板30
の両面に12μmの銅箔31がラミネートされている銅
張積層板30Aを出発材料とする(図1(A))。ま
ず、この銅張積層板30Aをドリルで削孔し、直径35
0μmの導通用スルーホール貫通孔32と直径350μ
mの外層スルーホール用貫通孔33を形成する(図1
(B))。外層スルーホール用貫通孔33の開口径は、
200〜400μmで形成するのがよい。特に望ましい
のは、250〜350μmである。また、導通用スルー
ホール用貫通孔32の開口径は、50〜400μmで形
成するのがよい。
【0040】(2)続いて、基板30に無電解銅めっき
処理を施し、導通用スルーホール34及び外層スルーホ
ール36を形成する(図1(C))。さらに、銅箔31
を常法に従いパターン上にエッチングすることにより、
基板30の両面に内層銅パターン(金属膜)38を形成
する(図1(D))。
【0041】(3)内層銅パターン(金属膜)38およ
び導通用スルーホール34、外層スルーホール36を形
成した基板30を水洗いし、乾燥させる。その後、酸化
浴(黒化浴)として、NaOH(10g/l),NaClO(4
0g/l),NaPO(6g/l)、還元浴として、NaO
H(10g/l),NaBH(6g/l)を用いた酸化−
還元処理により、内層銅パターン(金属膜)38および
導通用スルーホール34、外層スルーホール36の表面
に粗化層34α、36α、38αを設ける。実施形態中
では粗化層を設けたが、樹脂の密着が確保できれば粗化
層を設ける必要はない(図1(E))。
【0042】(4)導通用スルーホール34及び外層ス
ルーホール36に、上記Aで調整した樹脂充填剤39を
印刷で充填させる(図2(A))。
【0043】(5)上記(4)の処理を終えた基板30
の片面をベルト研磨紙(三共理化学社製)を用いたベル
トサンダー研磨により、下層導体回路(内層銅パター
ン)38の表面や導通用スルーホール34、外層スルー
ホール36のランド34a、36a表面に樹脂充填剤3
9が残らないように研磨し、次いで、上記ベルトサンダ
ー研磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行う。この
ような一連の工程を基板の他方の面についても同様に行
う。そして、充填した樹脂充填剤39を加熱硬化させ
て、導通用スルーホール34内に樹脂絶縁層40を、外
層スルーホール36内に外層樹脂絶縁層42を形成する
(図2(B))。
【0044】(6)次に、上記(5)の処理を終えた基
板30の両面に、上記(3)と同様に一旦平坦化された
下層導体回路38の表面と導通用スルーホール34及び
外層スルーホール36のランド34a、36a表面とを
酸化−還元処理を施すことにより、下層導体回路38の
表面及びランド34a、36a表面に粗化面34β、3
6β、38βを形成する(図2(C))。
【0045】(7)上記(6)工程を終えた基板30の
両面に、厚さ50μmの熱硬化型ポリオレフィン系樹脂
シートを温度50〜150℃まで昇温しながら圧力5k
g/cm2で真空圧着ラミネートし、ポリオレフィン系
樹脂からなる層間樹脂絶縁層44を設ける(図2
(D))。層間樹脂絶縁層としては、熱硬化性樹脂、熱
可塑性樹脂からなる樹脂あるいは、それらに感光性を有
する基を置換した樹脂でもよい。具体例として、エポキ
シ樹脂、ポリフェノール樹脂、ポリイミド樹脂等のプリ
ント配線板に使用されている樹脂がある。また、高周波
領域において低誘電率である樹脂を用いてもよい。樹脂
の真空圧着時の真空度は、10mmHgである。
【0046】(8)次に、層間樹脂絶縁層44にバイア
ホールとなる開口46を形成する(図3(A))。ここ
では、炭酸(CO2)ガスレーザにて、ビーム径5m
m、パルス幅15μ秒、マスクの穴径0.8mm、1シ
ョットの条件でポリオレフィン系樹脂、あるいはエポキ
シ系樹脂からなる層間樹脂絶縁層44に直径80μmの
バイアホール用開口46を設ける。
【0047】その後、外層スルーホール36に、内層ス
ルーホール用貫通孔48をドリル又はレーザ等によって
形成する(図3(B))。レーザの場合、炭酸(C
2)ガスレーザにて、ビーム径5mm、シングルモー
ド、パルス幅60μ秒で、コア基板の外層スルーホール
36の外層樹脂絶縁層42及び層間樹脂絶縁層44を貫
通する内層スルーホール用貫通孔48を形成する。必要
に応じて、内層スルーホール用貫通孔48内のスミアを
過マンガン酸などのウェットプロセスあるいはプラズ
マ、コロナ処理などのドライエッチング処理で除去す
る。また、内層スルーホール用貫通孔48の径は、75
〜200μmで形成されるのがよい。特に望ましいの
は、100〜150μmである。
【0048】(9)層間樹脂絶縁層44にバイアホール
となる開口46を設けた基板30にプラズマ処理を行
い、層間樹脂絶縁層44の表層を粗化し、粗化層44α
を形成する(図3(C))。この際、不活性ガスとして
アルゴンガスを使用し、電力200W、ガス圧0.6P
a、温度70℃の条件で(プラズマ装置日本真空技術株
式会社製 SV−4540)、2分間プラズマ処理を実
施する。
【0049】(10)層間樹脂絶縁層44の表層および
内層スルーホール用貫通孔48にスパッタリングでCu
(Ni、P、Pd、Co、W)の合金をターゲットした
金属層50を形成する(図3(D))。形成条件とし
て、気圧0.6Pa、温度80℃、電力200W、時間
5分(プラズマ装置日本真空技術株式会社製 SV−4
540)で実施する。これにより、層間樹脂絶縁層44
の表層と内層スルーホール用貫通孔48に合金層を形成
させることができる。このときの金属層50の厚みは、
0.2μmである。金属層50の厚みとしては、0.1
〜2μmがよい。スパッタ以外には、蒸着、スパッタな
どを行わないで、めっき層を形成させてもよい。あるい
は、これらの複合体でもよい。
【0050】めっきの一例を説明する。基板30をコン
ディショニングし、アルカリ触媒液中で触媒付与を5分
間行う。基板30を活性化処理し、ロッシェル塩タイプ
の化学銅めっき浴で厚さ0.5μmの無電解めっき膜5
2を付ける(図4(A))。 化学銅メッキのメッキ条件: CuSO4 ・5H2O 10g/l HCHO 8g/l NaOH 5g/l ロッシェル塩 45g/l 添加剤 30ml/l 温度 30℃ メッキ時間 18分
【0051】(11)金属膜52上に、厚さ20μmの
感光性フィルム(ドライフィルム)を貼り付けて、マス
クを載置して、100 mJ/cmで露光、0.8 %炭酸ナト
リウムで現像処理し、厚さ20μmのめっきレジスト5
4を設ける(図4(B))。
【0052】(12)無電解めっき膜52上のめっきレ
ジスト54の非形成部に下記条件で電解めっきを施し、
電解めっき膜56を形成する(図4(C))。電解めっ
き膜56の厚みとしては、5〜20μmがよい。 電解めっきのめっき条件 CuSO4 ・5H2O 140g/l H2SO4 120g/l Cl- 50mg/l 添加剤 300mg/l スルホン酸アミン 100mg/l 温度 25℃ 電流密度 0,8A/dm2 メッキ時間 30分 膜厚 18μm
【0053】(13)次いで、50℃、40g/lのN
aOH水溶液中でめっきレジスト54を剥離除去する。
その後、硫酸―過酸化水素水溶液を用い、エッチングに
より、レジスト54下の金属層50及び無電解めっき膜
52を除去して、層間樹脂絶縁層44上に導体回路58
(バイアホール60を含む)を形成し、外層スルーホー
ル36内に内層スルーホール62を形成し、導体回路5
8、バイアホール60及び内層スルーホール62の表面
に粗化処理を施す(図4(D))。
【0054】(14)次に、前述(3)〜(5)の工程
と同様に、内層スルーホール62内にも上記Aの樹脂充
填剤を充填し、内層樹脂絶縁層64を形成する。これに
より、外層スルーホール36及び内層スルーホール62
から成る同軸スルーホール66を形成することができる
(図5(A))。外層スルーホールと内層スルーホール
とを同軸構造としたスルーホール66により、スルーホ
ール66内での定在波や反射の発生を防ぐことが可能と
なる。
【0055】(15)その後、上層に層間樹脂絶縁層1
44を形成し、前述(8)〜(14)の工程を経て、導
体回路158(スルーホール160を含む)を形成し、
6層からなるパッケージ基板を得る(図5(B))。
【0056】(16)一方、DMDGに溶解させた60重
量%のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬
製)のエポキシ基50%をアクリル化した感光性付与のオ
リゴマー(分子量4000)を 46.67g、メチルエチルケト
ンに溶解させた80重量%のビスフェノールA型エポキシ
樹脂(油化シェル製、エピコート1001)15.0g、イミダ
ゾール硬化剤(四国化成製、商品名:2E4MZ−C
N)16g、感光性モノマーである多価アクリルモノマー
(日本化薬製、R604 )3g、同じく多価アクリルモノ
マー(共栄社化学製、DPE6A ) 1.5g、に分散系消泡剤
(サンノプコ社製、S−65)0.71gを混合し、さらにこ
の混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノン(関
東化学製)を2g、光増感剤としてのミヒラーケトン
(関東化学製)を 0.2g加えて、粘度を25℃で 2.0Pa・
sに調整したソルダーレジスト組成物を得る。なお、粘
度測定は、B型粘度計(東京計器、 DVL-B型)で 60rpm
の場合はローターNo.4、6rpm の場合はローターNo.3に
よる。
【0057】(17)前述(16)で得られたパッケー
ジ基板の両面に、上記ソルダーレジスト組成物を20μm
の厚さで塗布する。次いで、70℃で20分間、70℃で30分
間の乾燥処理を行った後、円パターン(マスクパター
ン)が描画された厚さ5mmのフォトマスクフィルムを密
着させて載置し、1000mJ/cmの紫外線で露光し、DM
TG現像処理する。そしてさらに、80℃で1時間、 100℃
で1時間、 120℃で1時間、 150℃で3時間の条件で加
熱処理し、半田パッド部分(バイアホールとそのランド
部分を含む)に開口部71U、71Dを有するソルダー
レジスト層70(厚み20μm)を形成する(図5
(C))。ICチップ接続の半田バンプを形成させる半
田パッドは、開口径100〜170μmで開口させるの
がよい。また外部端子接続のためBGA/PGAを配設
させる半田パッドは開口径300〜650μmで開口さ
せるのがよい。
【0058】(18)その後、塩化ニッケル2.3 ×10
−1mol/l、次亜リン酸ナトリウム2.8 ×10−1
ol/l、クエン酸ナトリウム1.6 ×10−1mol/
l、からなるpH=4.5の無電解ニッケルめっき液
に、20分間浸漬して、開口部71U、71Dに厚さ5μ
mのニッケルめっき層72を形成する。その後、表層に
は、シアン化金カリウム7.6 ×10−3mol/l、塩化
アンモニウム1.9 ×10−1mol/l、クエン酸ナトリ
ウム1.2 ×10−1mol/l、次亜リン酸ナトリウム1.
7 ×10−1mol/lからなる無電解金めっき液に80℃
の条件で7.5分間浸漬して、ニッケルめっき層72上
に厚さ0.03μmの金めっき層74を形成する(図5
(D))。
【0059】(19)そして、ソルダーレジスト層70
の開口部71U、71Dに、低融点金属として半田ペー
ストを印刷して200℃でリフローすることにより、半
田バンプ(半田体)76U、76Dを形成し、パッケー
ジ基板10を完成する(図6参照)。
【0060】完成したパッケージ基板10の半田バンプ
76Uに、ICチップ90のパッド92が対応するよう
に載置し、リフローを行いICチップ90を搭載する。
このICチップ90を搭載したパッケージ基板10を、
ドータボード94側のバンプ96に対応するように載置
してリフローを行い、ドータボード94へ取り付ける
(図7参照)。これにより、BGAが配設されている、
スルーホールで定在波や反射が発生しないパッケージ基
板を得ることが可能となる。
【0061】本発明の第1実施形態に係るパッケージ基
板10の製造方法について、BGAを配設した場合を例
示したが、図9に示すようにPGAを配設してもよい。
PGAを配設した場合も(1)〜(19)までの工程は
同様である。それ以降の工程について説明する。まず、
基板の下面側(ドータボード、マザーボードとの接続
面)となる開口部71D内に導電性接着剤78として半
田ペーストを印刷する。次に、導電性接続ピン90を適
当なピン保持装置に取り付けて支持し、導電性接続ピン
90の固定部92を開口部71D内の導電性接着剤78
に当接させる。そしてリフローを行い、導電性接続ピン
90を導電性接着剤78に固定する。また、導電性接続
ピン90の取り付け方法としては、導電性接着剤78を
ボール状等に形成したものを開口部71D内に入れる、
あるいは、固定部92に導電性接着剤78を接合させて
導電性接続ピン90を取り付け、その後にリフローさせ
てもよい。なお、上面の開口部71Uには、半田バンプ
76を設ける。これにより、PGAが配設されている、
スルーホールで定在波や反射が発生しないパッケージ基
板を得ることができる。
【0062】(第2実施形態)第2実施形態に係るプリ
ント配線板の構成を図11に示し、図12中に図11中
のスルーホールを拡大して示す。第2実施形態のプリン
ト配線板は、第1実施形態とほぼ同様である。但し、第
2実施形態では、内層スルーホール62の真上に蓋めっ
き部94を形成し、蓋めっき部94を介して内層スルー
ホール62と上層の導体回路158とを接続をしてい
る。蓋めっき部94を介在させることで、内層スルーホ
ール62と上層の導体回路158との接続性が向上す
る。なお、蓋めっき部94を配設した場合も(1)〜
(15)までの製造工程は第1実施形態と同様である。
それ以降の製造工程を図10を参照して説明する。
【0063】(16)基板に無電解めっきを施し、無電
解めっき膜68を形成する(図10(A))。
【0064】(17)次いで、基板に所定パターンのレ
ジスト67を形成した後、電解めっきを施して、電解め
っき膜69を形成する(図10(B))。その後、レジ
スト67を剥離後、レジスト67下の無電解めっき膜6
8をライトエッチングで除くことにより、内層スルーホ
ール62上に無電解めっき膜68及び電解めっき膜69
からなる蓋めっき部94を形成する(図10(C))。
【0065】(18)その後、上層に層間樹脂絶縁層1
44を形成し、第1実施形態で前述した(8)〜(1
4)の工程を経て、導体回路158(スルーホール16
0を含む)を形成し、6層からなるパッケージ基板を得
る(図10(D))。なお、以後の製造工程は、第1実
施形態の(17)〜(20)と同様である。
【0066】(第3実施形態)第3実施形態に係るプリ
ント配線板の構成を図13に示し、図14中に図13中
のスルーホールを拡大して示す。第3実施形態のプリン
ト配線板は、第1実施形態とほぼ同様である。但し、第
1実施形態では、内層スルーホール62内に樹脂充填剤
が充填されたが、第3実施形態では、内層スルーホール
62がめっきにより充填されている。
【0067】第1、第2実施形態の構成では、内層スル
ーホール62内に内層スルーホール用樹脂充填剤64を
充填することで、内層スルーホール62に発生した応力
を内層スルーホール用樹脂充填剤64側へ逃がすことが
できる。これに対して、第3実施形態では、内層スルー
ホール62を銅めっきで充填するため、小径に構成可能
であると共に、製造コストを低減できる。
【0068】(第4実施形態)第1実施形態とほぼ同様
であるが、第4実施形態では同軸スルーホール66が2
つに分割され、2つの配線路36A、36B及び62
A、62Bが形成されている(図15及び図15中のス
ルーホールを拡大して示す図16参照)。1つのスルー
ホールに複数の配線路が配設してあるので、スルーホー
ルの数倍の配線路をコア基板に通すことができ、より高
密度のプリント配線板を得ることが可能となる。なお、
図17(A)は図15中のA−A断面、即ち、コア基板
30の表面に配設された同軸スルーホール66の開口部
の平面図である。また図17(B)は、同軸スルーホー
ル66を斜視図的に示した説明図である。
【0069】(第5実施形態)第5実施形態に係るプリ
ント配線板のスルーホールについて図18を参照して説
明する。図17を参照して上述した第4実施形態では同
軸スルーホール66が2つに分割され、2つの配線路3
6A、36B及び62A、62Bが形成されていた。こ
れに対して、第5実施形態では、スルーホール66が、
グランド線として使用される内層スルーホール62C
と、信号線として使用される2分割された外層スルーホ
ール36A、36Bからなる。このグランド線として使
用される内層スルーホール62Cと、信号線として使用
される外層スルーホール36A、36Bとがマイクロス
トリップラインを形成している。
【0070】(第6実施形態)第6実施形態に係るプリ
ント配線板の製造工程を図19及び図20を参照して説
明する。 (1)厚さ0.8mmのガラスエポキシ樹脂またはBT
(ビスマレイミド−トリアジン)樹脂からなる基板30
の両面に12μmの銅箔31がラミネートされている銅
張積層板30Aを出発材料とする(図19(A))。ま
ず、この銅張積層板30Aをドリルで削孔し、直径35
0μmの導通用スルーホール貫通孔32と直径350μ
mの外層スルーホール用貫通孔33を形成する(図19
(B))。
【0071】(2)続いて、基板30に無電解銅めっき
処理を施し無電解めっき膜37aを形成する(図19
(C))。 (3)無電解めっき膜37aを介して電流を流し、電解
めっき膜37bを形成し、これにより、導通用スルーホ
ール貫通孔32に導通用スルーホール34を、外層スル
ーホール用貫通孔33に外層スルーホール36を形成す
る(図19(D))。
【0072】(4)導通用スルーホール34と外層スル
ーホール36に樹脂充填剤39を充填させる。(図20
(A))。
【0073】(5)基板30の片面をベルト研磨紙(三
共理化学社製)を用いたベルトサンダー研磨により、コ
ア基板30の表面に充填剤39が残らないように研磨
し、次いで、上記ベルトサンダー研磨による傷を取り除
くためのバフ研磨を行う(図20(B))。
【0074】(6)エッチングレジストを塗布し、配線
の描画された図示しないマスクを載置して露光、現像を
経て、レジスト層43を形成させる(図20(C))。
【0075】(7)硫酸−過酸化水素水、塩化第二鉄や
塩化第二銅、有機塩酸−第二銅錯体からなるエッチング
液を用いて、レジスト層43の被覆されていないめっき
膜37a、37b、銅箔31を除去する。その後、レジ
スト層43を剥離する(図16(D))。なお、エッチ
ング液としては、上記以外にもプリント配線板の製造で
使用されるものは全て用いることができる。以降の工程
は、図1(C)〜図5を参照して上述した第1実施形態
と同様であるため説明を省略する。
【0076】なお、上述した第1〜第3実施形態では、
スルーホール66を同軸としたが、スルーホール66の
外層スルーホール36と内層スルーホール66とを別々
の信号線として用いることも可能である。この場合に
は、コア基板の配線密度を高めることができる。同様
に、第4実施形態の配線路36A、36B及び62A、
62Bを別々の信号線として用いることもできる。
【0077】
【発明の効果】本発明の構成により、同一平面、層間、
貫通孔内にマイクロストリップラインを形成することが
でき、定在波や反射の発生をより低減することができ
る。また、より高度化されたプリント配線板を形成する
ことができる。そのため、GND、Vccなどの配線数
をより多く配設させることが可能となり、信号遅延など
も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、
本発明の第1実施形態に係るパッケージ基板の製造工程
図である。
【図2】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施形態に係るパッケージ基板の製造工程図であ
る。
【図3】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施形態に係るパッケージ基板の製造工程図であ
る。
【図4】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施形態に係るパッケージ基板の製造工程図であ
る。
【図5】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明の
第1実施形態に係るパッケージ基板の製造工程図であ
る。
【図6】本発明の第1実施形態に係るパッケージ基板の
断面図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係るパッケージ基板に
ICチップを搭載し、ドータボードに取り付けた状態を
示す断面図である。
【図8】図7中のスルーホールの構成を拡大して示す説
明図である。
【図9】本発明の第1実施形態の改変例に係るパッケー
ジ基板の断面図である。
【図10】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第2実施形態に係るパッケージ基板の製造工程図であ
る。
【図11】本発明の第2実施形態に係るパッケージ基板
の断面図である。
【図12】図11中のスルーホールの構成を拡大して示
す説明図である。
【図13】本発明の第3実施形態に係るパッケージ基板
の断面図である。
【図14】図13中のスルーホールの構成を拡大して示
す説明図である。
【図15】本発明の第4実施形態に係るパッケージ基板
の断面図である。
【図16】図15中のスルーホールの構成を拡大して示
す説明図である。
【図17】(A)は、図15中のA−A断面の同軸スル
ーホールを示す説明図である。(B)は、同軸スルーホ
ールを斜視図的に示した説明図である。
【図18】(A)は、第5実施形態に係るプリント配線
板のスルーホールを示す説明図である。(B)は、図1
8(A)のスルーホールを斜視図的に示した説明図であ
る。
【図19】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第6実施形態に係るプリント配線板の製造工程図であ
る。
【図20】(A)、(B)、(C)、(D)は、本発明
の第6実施形態に係るプリント配線板の製造工程図であ
る。
【図21】(A)は、同一平面上に配設された信号線の
ストリップライン構造の説明図であり、(B)は、図2
1(A)のB−B断面を示す説明図であり、(C)は、
層間に配設された信号線のストリップライン構造の説明
図であり、(D)は、図21(C)のD−D断面を示す
説明図である。
【符号の説明】
30 コア基板 34 導通用スルーホール 36 外層スルーホール 38 内層銅パターン 39 樹脂充填剤 40 樹脂絶縁層 42 外層樹脂絶縁層 44 層間樹脂絶縁層 48 内層スルーホール用貫通孔 50 金属層 52 無電解めっき膜 56 電解めっき膜 58 導体回路 60 バイアホール 62 内層スルーホール 64 内層樹脂絶縁層 66 同軸スルーホール 70 ソルダーレジスト層 71 開口部 72 ニッケルめっき層 74 金めっき層 76U、76D 半田バンプ 78 導電性接着剤 80A、80B ビルドアップ配線層 90 導電性接続ピン 92 固定部 94 蓋めっき部 144 層間樹脂絶縁層 158 導体回路 160 バイアホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 元雄 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方1−1 イビデ ン株式会社大垣北工場内 Fターム(参考) 5E317 AA21 BB02 BB03 CC25 CC32 CD32 GG11 5E346 AA41 CC04 CC09 CC32 CC37 CC40 DD12 EE33 FF01 FF13 FF17 FF22 GG15 GG25 HH05 HH06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも以下(a)〜(e)の工程を
    備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法: (a)コア基板に、外層スルーホール用貫通孔を形成す
    る工程; (b)前記外層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
    外層スルーホールを形成する工程; (c)前記外層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
    て外層絶縁層を形成する工程; (d)前記外層スルーホール内に、内層スルーホール用
    貫通孔を形成する工程; (e)前記内層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
    内層スルーホールを形成する工程。
  2. 【請求項2】 少なくとも以下(a)〜(h)の工程を
    備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法: (a)コア基板に、外層スルーホール用貫通孔を形成す
    る工程; (b)前記外層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
    外層スルーホールを形成する工程; (c)前記外層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
    て外層絶縁層を形成する工程; (d)前記コア基板に、層間樹脂絶縁層を形成する工
    程; (e)前記外層スルーホール内に、内層スルーホール用
    貫通孔を形成する工程; (f)前記内層スルーホール用貫通孔に、金属膜を施し
    内層スルーホールを形成する工程; (g)前記内層スルーホール内に、樹脂充填剤を充填し
    て内層絶縁層を形成する工程。
  3. 【請求項3】 前記外層スルーホール用貫通孔の開口径
    は、200〜400μmであることを特徴とする請求項
    1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記内層スルーホール用貫通孔の開口径
    は、75〜200μmであることを特徴とする請求項1
    又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記外層スルーホール及び内層スルーホ
    ールは、2以上に分割されていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載のプリント配線板の製造方法。
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