JP2002016334A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細の幅の信号線を高密度に配線する。 【解決手段】 外層回路２７ａないし２７ｄと直交する
ように貫通穴２８が設けられ、この貫通穴２８内には導
電ペースト２９が充填されている。そして、外層回路２
７ａないし２７ｄの幅Ｌ２は、貫通穴２８の径Ｒよりの
小さく形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細な幅の信号配
線を高密度に配線するのに最適なプリント配線板および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気機器の小形化や高機能化にともな
い、外形寸法が小さくなるにもかかわらず多数の微細な
幅の信号配線を配線するプリント配線板が要求されてい
る。図３は従来のプリント配線板における要部の配線状
態を示す平面図である。同図において、１は多数の微細
な幅の信号配線、２はこの信号配線１の配線途中または
末端部に設けられた貫通接続穴の両端開口の周縁にラン
ド部を設けたスルーホールランドであって、信号配線１
の電気信号をこの信号配線１と絶縁基材を挟んで内層ま
たは反対側の外層に配線された他の信号配線（いずれも
図示せず）との相互接続を行うものである。

【０００３】図４は従来のプリント配線板の第２の例で
あって、本出願人が提案し特許第２７５７７４８号公報
に開示されたものである。同図（ａ）は要部の平面図、
同図（ｂ）は要部の斜視図である。同図において、１１
は絶縁基板、１２はこの絶縁基板１１に穿孔した円柱状
の穴であって、互いに隣接した穴１２どうしが交互に位
置をずらし千鳥状に配置されている。穴１２の内壁には
銅のめっき層１３が形成され、穴１２内には絶縁樹脂や
金属粉を含有する樹脂あるいは銅金属からなる充填物１
４が充填されている。１５は穴１２と交差し、めっき層
１３と充填物１４の露呈部に積層したランドであって、
穴１２の径よりも幅が小さく形成されている。１６は半
導体装置等の電子部品であって、端子１７がランド１５
にはんだ付けされることにより、絶縁基板１１上に実装
される。このような構成とすることにより、隣接するラ
ンド１５，１５間の間隔を狭くすることができるという
だけでなく、ランド１５と穴１２間を接続する配線が不
要になるので、絶縁基板１１を小形化できるとともに、
電子部品の高密度実装が可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプリント配線板のうち、前者の場合には、信号
配線１どうしの電気的な接続を貫通接続穴の内壁に形成
しためっき層を介して行う構造としている。通常、内壁
にめっき層を形成する貫通接続穴においては、穴径を微
細に形成しようとすると、微細径の穴あけ加工が難し
く、また充分な厚さのめっき層が形成できないために、
貫通接続穴２の径を小さくするのには限界があった。し
たがって、信号配線１５の幅を小さく形成しても、スル
ーホールランド２の外周と信号配線１５との間隔Ｄ１を
所定の間隔とするために、信号配線１をスルーホールラ
ンド２の周りで複雑な湾曲状に配線しなければならず、
このため信号配線１を直線状に配線することができなく
なるので、配線設計の自由度が損なわれるという問題
と、高密度配線ができないという問題があった。

【０００５】また、後者の場合には、電子部品１６の端
子１７とランド１５との電気的導通を確実にするために
ランド１５上に塗布するはんだ量を一定以上確保しなけ
ればならないので、ランド１５の幅Ｌ１を小さくするに
は自ずと限界があった。また、はんだブリッジを防止す
るために隣接するランド１５，１５間の間隔Ｄ２も一定
以上の間隔を設ける必要があった。また、電子部品１６
を実装するランド１５は、はんだで溶解接続するため、
約２５０〜３００℃の熱衝撃を受ける。したがって、こ
のようなランド１５の下方において穴１２のめっき層１
３や充填物１４で電気的信号を分岐させる絶縁基板を介
して各層の導通を図る導通接続穴の電気的な接続信頼性
が低下するおそれがあった。

【０００６】本発明は上記した従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、微細の幅の信
号配線を高密度に配線できるプリント配線板およびその
製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、絶縁基材の表面に設けられ
た信号配線と、この信号配線と交差するように前記絶縁
基材に設けられた貫通穴と、この貫通穴内に絶縁基材の
表面まで充填され前記貫通穴を非貫通導通穴とする導電
材からなる充填部材とを備え、前記信号配線の少なくと
も前記非貫通導通穴に対応した部位の幅をこの非貫通導
通穴の径よりも小さく形成したものである。したがっ
て、信号配線の幅を極限まで小さくすることができる。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、絶縁基材を
挟んで内層回路と外層回路とが設けられたプリント配線
板において、前記内層回路と外層回路とを連通するよう
に前記絶縁基材に設けられた貫通穴と、この貫通穴内に
絶縁基材の表面まで充填され前記貫通穴を非貫通導通穴
とする導電材からなる充填部材とを備え、前記内層回路
の少なくとも前記非貫通導通穴に対応した部位の幅をこ
の非貫通導通穴の径よりも小さく形成したものである。
したがって、内層回路の導体の幅も極限まで小さくする
ことができる。

【０００９】また、請求項３に係る発明は、絶縁基材の
上下の表面に内層回路が設けられた内層板と、この内層
板を挟んで積層され一方の表面に外層回路が設けられた
一対の外層板とからなり、前記内層板と前記一対の外層
板とのそれぞれに前記絶縁基材の厚み方向に対して互い
に同軸上に位置付けられるように設けられた３個の穴
と、これら３個の穴内に充填され前記外層板の外層回路
間を電気的に接続する導電材からなる充填部材とを備
え、前記一対の外層板の少なくとも一方の外層板の外層
回路の前記穴に対応した部位の幅を穴の径よりも小さく
形成したものである。したがって、穴にめっき層を形成
することなく外層回路間どうしが電気的に接続される。

【００１０】また、請求項４に係る発明は、絶縁基材の
一方の表面に設けられた導体にエッチングすることによ
って信号配線を形成し、次いでこの信号配線の幅よりも
大きな径で、この信号配線と直交するレーザ光によって
穿孔することによって貫通穴を形成し、しかる後この貫
通穴内に導電材からなる充填部材を充填し非貫通導通穴
を形成する。したがって、レーザ光によって絶縁基材の
み焼損し、信号配線は焼損しないで残る。

【００１１】また、請求項５に係る発明は、上下の表面
に内層回路用の導体が設けられた絶縁基材にエッチング
することにより内層回路を形成する工程と、一方の表面
に外層回路用の導体が設けられた絶縁基材にエッチング
することにより外層回路を形成する工程と、この外層回
路用の導体に対応してこの外層回路用の導体の幅よりも
大きい径のレーザ光によって貫通穴を形成する工程と、
この貫通穴内に導電性充填部材を埋設する工程と、この
導電性充填部材を介して前記外層回路用の導体と前記内
層回路の導体とが接続されるように前記両絶縁材を積層
する工程とを含む。したがって、めっき処理をすること
なく外層回路間が電気的に接続される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は本発明に係るプリント配線板の
要部を示す平面図、図２は同じく製造方法を示す断面図
である。先ず、図２を用いて本発明に係るプリント配線
板の製造方法を説明する。同図（ａ）において、２０は
絶縁基材であって、上下両面に銅箔２１，２２が設けら
れている。同図（ｂ）に示すように、銅箔２１，２２を
エッチング処理して上面に幅Ｌ２の内層回路２１ａ，２
１ｂを形成し、下面に幅Ｌ２の信号配線としての内層回
路２２ａを形成する。

【００１３】次に、同図（ｃ）に示すように、ドリルに
よる穴あけ加工によって絶縁基材２０の所定の位置に径
Ｒの貫通穴２３を穿孔する。そして、同図（ｄ）に示す
ように、この貫通穴２３内に導電性ペースト２４を印刷
法あるいは加圧法によって充填し非貫通導通穴を形成す
ることにより、内層板２５を形成する。

【００１４】次に、外層板の形成方法を説明する。同図
（ｅ）において、２６は上面に銅箔２７が設けられた絶
縁基材であって、同図（ｆ）に示すように、銅箔２７を
エッチング処理して幅Ｌ２の信号配線としての外層回路
２７ａ，２７ｂ，２７ｃを形成する。次に、同図（ｇ）
に示すように、外層回路２７ａ，２７ｂ，２７ｃの下方
から幅Ｌ２よりも大きい径Ｒのレーザ光を照射すること
により、外層回路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを残し、この
外層回路２７ａ，２７ｂ，２７ｃと直交するような貫通
穴２８，２８，２８を穿孔する。この場合、外層回路２
７ａ，２７ｂ，２７ｃの幅Ｌ１よりも大きい径Ｒのレー
ザ光を照射することにより、金属である外層回路２７
ａ，２７ｂ，２７ｃを焼損することなく、樹脂である絶
縁基材２６に貫通穴２８を簡単かつ精度よく形成するこ
とができる。そして、同図（ｈ）に示すように、これら
３個の貫通穴２８，２８，２８内に導電性ペースト２９
ａ，２９ｂ，２９ａを印刷法あるいは加圧法によって充
填し非貫通導通穴を形成することにより、外層板３０を
形成する。

【００１５】同図（ｉ）において、符号３５で示すもの
は、他方の外層板であって、上述した一方の外層板３０
と製造方法は同じなので、ここではその製造方法につい
ては説明を省略する。この他方の外層板３５には、絶縁
基材３２の下面に幅Ｌ２の信号配線としての外層回路３
１ａが形成され、この外層回路３１ａに対応して横切る
ようにレーザ光によって穿孔して形成された貫通穴内に
は導電性ペースト３３ａが充填されている。また、この
他方の外層板３５の絶縁基材３２の下面には、レーザ光
の径Ｒよりも大きい幅Ｌ３の信号配線としての外層回路
３１ｂが形成され、この外層回路３１ａに対応してレー
ザ光によって穿孔して形成された非貫通穴内には導電性
ペースト３３ｂが充填されている。

【００１６】この他方の外層板３５と一方の外層板３０
とによって内層板２５を挟むと、一方の外層板３０の導
電ペースト２９ａ，２９ａが内層板２５の内層回路２１
ａ，２１ｂに対向するとともに、導電ペースト２９ｂが
内層板２５の導電ペースト２４に対向する。また、他方
の外層板３５の導電ペースト３３ａが内層板２５の内層
回路２２ａに対向するとともに、導電ペースト３３ｂが
内層板２５の導電ペースト２４に対向する。すなわち、
導電ペースト２９ｂ，２４，３３ａが絶縁基材２６，２
０，３２の厚み方向に対して同軸上に位置付けられてい
る。さらに、同図（ｊ）に示すように、加熱圧着するこ
とにより、外層板３０、内層板２５、外層板３５を積層
形成し、外層回路２７ａ，２７ｃと内層回路２１ａ，２
１ｂを導電ペースト２９ａ，２９ａを介して電気的に接
続するとともに、外層回路３１ａと内層回路２２ａを導
電ペースト３３ａを介して電気的に接続する。同時に、
一方の外層板３０の外層回路２７ｂと他方の外層板３５
の外層回路３１ｂとが、３個の導電ペースト２９ｂ，２
４，３３ｂを介して電気的に接続される。

【００１７】このように、外層回路２７ａ，２７ｃと内
層回路２１ａ，２１ｂおよび外層回路３１ａと内層回路
２２ａとを貫通孔内に埋設した導電性ペースト２９ａ，
３３ａを介して電気的に接続するようにしたことによ
り、貫通穴の内壁にめっき層を形成して電気的に接続す
る構造と比較して、安価でかつ貫通穴の径がきわめて小
さい場合には電気的接続が確実になる。また、外層板３
０，３５において、先に外層回路２７ａ，２７ｂ，２７
ｃ，３１ａ，３１ｂを形成した後に、貫通穴の形成と導
電ペーストの充填作業を行うようにしたことにより、こ
れら外層回路２７ａないし３１ｂをめっき処理によるめ
っき層によって形成することなく、銅箔のエッチング処
理によって形成することができる。

【００１８】このため、これら外層回路２７ａないし３
１ｂの厚さ（高さ方向の寸法）を最小限でかつ均一に形
成することができるので、これら外層回路２７ａないし
３１ｂの幅を微細にかつ精度よく形成することができ
る。また、一方の外層板３０の外層回路２７ｂと他方の
外層板３５の外層回路３１ｂとを、３個の絶縁基材２
０，２６，３２に穿設した貫通孔内に充填した３個の導
電ペースト２９ｂ，２４，３３ｂを介して電気的に接続
したことにより、貫通穴の内壁にめっき層を形成して電
気的に接続する構造と比較して、安価でかつ貫通穴の径
がきわめて小さい場合には電気的接続が確実になる。

【００１９】このように形成された外層板３０の外層回
路２７ａないし２７ｄ（図２において外層回路２７ｄは
図示を省略）は、図１に示すように、直線状に形成され
ている。また、それぞれの外層回路２７ａないし２７ｄ
に設けられた貫通穴２８は、隣接する貫通穴２８，２８
が、外層回路２７ａないし２７ｄの配線方向に対して互
いに位置を違えるようにして位置付けられている。これ
ら外層回路２７ａないし２７ｄの一端側には、電子部品
１６を面付け実装するためのランド４０が設けられ、こ
のランド４０の幅Ｌ１は電子部品１６の端子１７の幅と
略同じに形成されている。

【００２０】このように、信号配線である外層回路２７
ａないし２７ｄの微細な幅の信号配線に直交するように
微細径の貫通穴２８を設け、これら外層回路２７ａない
し２７ｄの幅Ｌ２を貫通穴２８の径Ｒよりも小さく形成
したことにより、この外層回路２７ａないし２７ｄの幅
Ｌ２を極限まで小さく形成することができる。本発明の
出願人の実験によると、電子部品１６をはんだによって
面付けするランド３５の幅Ｌ１は、電子部品１６の端子
１７をはんだによって実装するために、３００μｍとす
ることが限界であった。これに対して、貫通穴２８の径
Ｒを７０μｍとしたときに、信号配線としての外層回路
２７ａないし２７ｄの幅Ｌ２を５０μｍ、外層回路２７
ａないし２７ｄ間の間隔Ｄ３を５０μｍとすることがで
きることが確かめられた。

【００２１】このように、外層回路２７ａないし２７ｄ
の幅Ｌ２を微細に形成でき、かつ外層回路２７ａないし
２７ｄ間の間隔Ｄ３を微少にすることにより、高密度配
線が可能になる。また、外層回路２７ａないし２７ｄの
幅Ｌ２を微細に形成できることにより、貫通穴２８の径
Ｒを極限まで小さく形成することができるので、外層回
路２７ａないし２７ｄを貫通穴２８の周りで湾曲状に形
成する必要がない。したがって、外層回路２７ａないし
２７ｄを単純な直線状に形成することができるので、配
線設計が容易でかつ配線の自由度が損なわれるようなこ
ともない。

【００２２】外層回路２７ａないし２７ｄの幅Ｌ２は少
なくと貫通穴２８に対応した部位のみをＬ２としてもよ
い。他方の外層板３５の外層回路３１ｂの幅Ｌ３をレー
ザ光の径Ｒよりも大きく形成したが、レーザ光の径Ｒよ
りも小さい幅に形成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、微細の幅の信号配線の高密度配線が可能に
なる。

【００２４】また、請求項２に係る発明によれば、絶縁
基板の内側に信号配線の幅を小さくすることができるの
で、多層配線板における信号配線を高密度配線すること
ができる。

【００２５】また、請求項３に係る発明によれば、外層
回路間を導電部材で電気的に接続したことにより、めっ
き処理が不要になるので安価でかつ貫通穴の径がきわめ
て小さい場合には電気的接続が確実になる。

【００２６】また、請求項４に係る発明によれば、レー
ザ光によって金属である信号配線以外の絶縁基材が焼損
され、信号配線の幅よりも径の大きい貫通穴が穿孔され
るので、貫通穴を簡単かつ精度よく形成することができ
る。また、貫通穴の内壁にめっき層を形成する方法と比
較して、安価でかつ貫通穴の径がきわめて小さい場合に
は電気的接続が確実になる。また、先に信号配線を形成
した後に、貫通穴の形成と充填材の充填作業を行うこと
ができることにより、信号配線をめっき処理によるめっ
き層によって形成することなく、銅箔のエッチング処理
によって形成することができる。このため、信号配線の
厚さを最小限かつ均一に形成することができるので、信
号配線の幅を微細にかつ精度よく形成することができ
る。

【００２７】また、請求項５に係る発明によれば、レー
ザ光によって金属である信号配線以外の絶縁基材が焼損
され、信号配線の幅よりも径の大きい貫通穴が穿孔され
るので、貫通穴を簡単かつ精度よく形成することができ
る。また、貫通穴の内壁にめっき層を形成する方法と比
較して、安価でかつ貫通穴の径がきわめて小さい場合に
は電気的接続が確実になる。また、信号線をエッチング
処理によって形成したことにより、信号配線の厚さを最
小限かつ均一に形成することができるので、信号配線の
幅を微細にかつ精度よく形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るプリント配線板の要部を示す平
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を示
す断面図である。

【図３】 従来のプリント配線板における要部の配線状
態を示す平面図である。

【図４】 従来のプリント配線板の第２の例であって、
同図（ａ）は要部の平面図、同図（ｂ）は要部の斜視図
である。

【符号の説明】

１６…電子部品、１７…端子、２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２２ａ…内層回路、２３，２８…貫通穴、２５…内
層板、２４，２９ａ，２９ｂ，３３ａ，３３ｂ…導電性
ペースト、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，３１ａ，３１ｂ…
外層回路、３０，３５…外層板、４０…ランド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 正幸 東京都品川区西五反田一丁目31番地１号 日立エーアイシー株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 CC25 CC31 CC53 CD25 CD32 GG14 5E346 AA12 AA15 AA22 AA35 AA43 BB01 BB15 BB16 CC31 DD02 EE02 EE06 EE07 FF18 FF35 GG15 GG28 HH26

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基材の表面に設けられた信号配線
   と、この信号配線と交差するように前記絶縁基材に設け
   られた貫通穴と、この貫通穴内に絶縁基材の表面まで充
   填され前記貫通穴を非貫通導通穴とする導電材からなる
   充填部材とを備え、前記信号配線の少なくとも前記非貫
   通導通穴に対応した部位の幅をこの非貫通導通穴の径よ
   りも小さく形成したことを特徴とするプリント配線板。
2. 【請求項２】 絶縁基材を挟んで内層回路と外層回路と
   が設けられたプリント配線板において、前記内層回路と
   外層回路とを連通するように前記絶縁基材に設けられた
   貫通穴と、この貫通穴内に絶縁基材の表面まで充填され
   前記貫通穴を非貫通導通穴とする導電材からなる充填部
   材とを備え、前記内層回路の少なくとも前記非貫通導通
   穴に対応した部位の幅をこの非貫通導通穴の径よりも小
   さく形成したことを特徴とするプリント配線板。
3. 【請求項３】 絶縁基材の上下の表面に内層回路が設け
   られた内層板と、この内層板を挟んで積層され一方の表
   面に外層回路が設けられた一対の外層板とからなり、前
   記内層板と前記一対の外層板とのそれぞれに前記絶縁基
   材の厚み方向に対して互いに同軸上に位置付けられるよ
   うに設けられた３個の穴と、これら３個の穴内に充填さ
   れ前記外層板の外層回路間を電気的に接続する導電材か
   らなる充填部材とを備え、前記一対の外層板の少なくと
   も一方の外層板の外層回路の前記穴に対応した部位の幅
   を穴の径よりも小さく形成したことを特徴とするプリン
   ト配線板。
4. 【請求項４】 絶縁基材の一方の表面に設けられた導体
   にエッチングすることによって信号配線を形成し、次い
   でこの信号配線の幅よりも大きな径で、この信号配線と
   直交するレーザ光によって穿孔することによって貫通穴
   を形成し、しかる後この貫通穴内に導電材からなる充填
   部材を充填し非貫通導通穴を形成することを特徴とする
   プリント配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 上下の表面に内層回路用の導体が設けら
   れた絶縁基材にエッチングすることにより内層回路を形
   成する工程と、一方の表面に外層回路用の導体が設けら
   れた絶縁基材にエッチングすることにより外層回路を形
   成する工程と、この外層回路用の導体に対応してこの外
   層回路用の導体の幅よりも大きい径のレーザ光によって
   貫通穴を形成する工程と、この貫通穴内に導電性充填部
   材を埋設する工程と、この導電性充填部材を介して前記
   外層回路用の導体と前記内層回路の導体とが接続される
   ように前記両絶縁材を積層する工程とを含むことを特徴
   とする多層配線板の製造方法。