JP2002026521A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層プリント配線板の層間絶縁層の積層工程
における加圧・加熱による位置ずれを抑制でき、レーザ
加工の精度が活かせ、より高密度の配線が可能となる多
層プリント配線板の製造方法を提案する。 【解決手段】 １層以上のプリント配線板の両面に未硬
化樹脂シート、更にその未硬化樹脂シートの表面に離型
性を有した有機カバーフィルムを内層プリント配線板の
上下にラミネートし、所望の位置に有機カバーフィルム
面からレーザ光照射して、内層プリント配線板に形成さ
れた層間導通用の金属ランドに到達する非貫通孔を形成
した後、その非貫通孔に熱硬化性導電性ペーストを充填
し半硬化状態にし、有機カバーフィルムを剥離する。そ
の後、樹脂シートの両面にそれぞれ金属箔を積層したの
ち、加圧加熱して樹脂シートを完全硬化した後、前記金
属箔を加工して両面に回路パターンを形成しする工程を
繰り返すことにより、多層プリント配線板を得ることが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ穴明けを用い
た、高密度多層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】図２は、例えば、特開平６−２１６１９
号公報に開示された、従来のレーザ穴あけを用いたプリ
ント配線板の製造方法を示すものである。従来のプリン
ト配線板の製造方法においては、まず、カバーフィルム
１を設けた積層基材１２（以下プリプレグとも言う）に
レーザを用いて所定の穴あけを行い、貫通穴１３を作成
する。次にこの積層基材１２に銅箔８を熱プレスにより
仮積層し、スキージ１４を用いて貫通穴１３に導電性ペ
ースト６を充填する。そして、カバーフィルム１を剥離
し銅箔８’を熱プレスにより仮積層する。最後に、銅箔
８及び８’をエッチングによりパターン形成し、回路導
体１５及び１５’を得る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリント配線板
の製造方法においては、層間接続のために設けた導電性
ペーストを硬化させることなく回路導体を形成するため
に、プリプレグに含まれる樹脂が加熱工程で流動し、ま
た冷却時に硬化収縮することにより、配線層が歪みを生
じることから回路導体の端子領域（以下ランドともい
う）の位置ずれが生じ、導通信頼性が低くなるため配線
パターンが微細化できず、レーザ加工の穴明け精度が十
分に活かされず、プリント配線板の高密度化に限界があ
るという問題があった。本発明はこのような問題を解決
するためになされたもので、多層プリント配線板の層間
絶縁層の積層工程における加圧・加熱による位置ずれを
抑制でき、レーザ加工の精度が活かせ、より高密度の配
線が可能となる多層プリント配線板の製造方法を提案す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる多層プリ
ント配線板の製造方法は、両面に配線層を有する内層基
板の少なくとも片面に、接着性の未硬化樹脂シートを重
ねて一体化する工程、未硬化樹脂シートの所定部位にレ
ーザを照射して、配線層における接続部位を露出する断
面テーパ状の貫通穴を未硬化樹脂シートに形成する工
程、貫通穴内に導電性材料を充填し、未硬化樹脂シート
の表面と裏面間を導通させる層間導電体を形成する工
程、層間導電体を含む未硬化樹脂シート上に、導電性フ
ィルムを重ねて一体化する工程、未硬化樹脂シートを硬
化させる工程、導電性フィルムを所定の配線形状にパタ
ーニングする工程を備えたものである。

【０００５】本発明にかかる多層プリント配線板の製造
方法は、未硬化樹脂シートへのレーザの照射前に、未硬
化樹脂シートの上に非接着性の樹脂シートを重ねる工
程、層間導電体を形成した後、非接着性の樹脂シートを
剥離する工程を備えても構わない。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる多層プリン
ト配線板の製造方法を示す図である。図１において、表
面と裏面に配線層を有した配線基板３の両側に、未硬化
樹脂シート２、離型性を有したカバーフィルム１が貼着
され、ラミネータ等により一体成型され、多層配線板材
料４が得られる。このようにして得られた多層配線板材
料は、次に、レーザ（開示せず）によって非貫通穴５が
形成された後、熱硬化性導電性ペースト６が充填され
る。この後、加熱により熱硬化性導電性ペースト６は半
硬化状態に熱処理され、カバーフィルム１が剥離され、
導電性ペースト付き多層配線基板７が得られる。このよ
うにして得られた導電性ペースト付き多層配線基板７
は、次に、銅箔８が両面にラミネータ等により加圧・加
熱貼着される。この銅張りされた多層配線基板９はその
後、銅箔８がエッチング処理されることにより所定の回
路パターンが形成され、４層プリント配線板１０とな
る。このようにして得られた多層プリント配線基板をベ
ースとし、上述した工程を繰り返し、８層プリント配線
板１１やさらに多層の所定の多層プリント配線板が得ら
れることになる。奇数の多層配線基板を必要とするとき
には、上記工程を用い、片面のみ未硬化樹脂シート２、
銅箔８およびカバーフィルム１を貼着し、回路形成すれ
ばよいことは言うまでもない。

【０００７】本発明にかかる多層プリント配線板の製造
方法に用いられる未硬化樹脂シートとしては、エポキシ
レジン、ＢＴレジン、ポリイミドレジン、テフロン（登
録商標）系レジンの１種、または２種以上の混合物から
なる樹脂をキャリア用の有機フィルム上に塗行した後、
乾燥工程を通し溶剤を乾燥除去するとともに樹脂を半硬
化させることにより得られる。

【０００８】また、未硬化樹脂シートとしては、無機系
フィラーが分散された熱硬化性樹脂、ガラスクロスと熱
硬化性樹脂との複合材、ガラス繊維を主材料とする不織
布と熱硬化性樹脂との複合材、全芳香族ポリアミドを主
材料とする不織布と熱硬化性樹脂との複合材、ポリアク
リレート系の液晶ポリマーを主材料とする不織布と熱硬
化性樹脂との複合材などの各種複合材も使用することが
できる。これら複合材に用いる熱硬化性樹脂としては上
記、エポキシレジン、ＢＴレジン、ポリイミドレジン、
テフロン系レジンの１種、または２種以上の混合物があ
げられる。

【０００９】これら複合材を用いた未硬化樹脂シートの
うち、例えば、無機系フィラーが分散された熱硬化性樹
脂は、所定の無機系フィラーを分散させた溶剤に樹脂を
溶解し、これをキャリア用の有機フィルム上に塗行した
後、乾燥工程を通し溶剤を乾燥除去するとともに樹脂を
半硬化させることにより得られる。また、その他の複合
材を用いた未硬化樹脂シートは、溶剤に溶解させた熱硬
化性樹脂を、各々、ガラスクロス、または不織布に含浸
させた後、乾燥炉を通し、溶剤を乾燥除去させると同時
に樹脂を半硬化させることにより得られる。

【００１０】上記無機フィラーとしては、球状、繊維状
物質を用いることができるが、樹脂の流動性を制御する
観点から繊維状物質が好適に用いられる。無機フィラー
の含有量は、作業性、加圧加熱時の樹脂の流動性から２
０重量％〜７０重量％程度が好ましい。２０重量％未満
であると樹脂シートとして割れ等が発生し取り扱い性に
問題が生じるばかりでなく加圧加熱時の樹脂の流動性コ
ントロールが難しくなるという問題がある。一方、無機
フィラーの含有量が７０重量％を越えると、樹脂量が少
なくなり未硬化樹脂シートの接着性が低くなると同時
に、レーザによる穴明け性が低下する。一方、未硬化樹
脂シートの厚みが３０μｍ以上で、プリント配線板に十
分な低熱膨張性、剛性等の付与が必要な場合は、上記ガ
ラスクロス、または不織布等の繊維で強化された樹脂シ
ートを用いることが好ましい。

【００１１】上記ガラス繊維や有機材料の繊維で強化さ
れた未硬化樹脂シートは、溶剤に溶解させた熱硬化性樹
脂をガラスクロス、または不織布に含浸させた後、乾燥
炉を通すことにより得られ、シート厚が大きくても残存
溶剤を重量部で０．５％以下程度に押さえることが可能
である。残存溶剤量が０．５％を越えると配線板を製造
する加圧加熱工程時において残存溶剤の気化により、プ
リント配線板の層間に剥離が発生し、不具合を生じる可
能性が高くなる。繊維で強化された樹脂シートを用いた
場合、プリント配線基板に低熱膨張性、剛性が付与でき
ることから表面実装信頼性が向上する。特に、厚みが
０．２ｍｍ以下の内層プリント配線基板を用いたときは
顕著である。

【００１２】上記繊維材料としては、タテ糸、ヨコ糸と
も糸の厚みに対し幅が６〜１０倍程度である開繊繊維か
らなるガラスクロス、ガラス繊維を主材料とするガラス
不織布、または全芳香族ポリアミドを主材料とする有機
不織布、さらにはポリアクリレート系の液晶ポリマーを
主材料とする有機不織布が好ましい。

【００１３】上記ガラスクロスに関しては、タテ糸、ヨ
コ糸とも糸の厚みに対し幅が６〜１０倍程度となる開繊
繊維ガラスクロスを用いることにより、表面の平坦性が
増し、高精度、高密度な回路パターンが可能になること
の他、レーザ光による均一な穴明け性が得られるという
利点がある。タテ糸、ヨコ糸とも糸の厚みに対し幅が６
未満になると、表面の平坦性が損なわれ高精度な回路パ
ターンが形成できなくなるばかりでなく、樹脂シート内
での縦方向のタテ糸、ヨコ糸密度が変化するためにレー
ザを用いた穴明け加工において、穴明けに必要な照射レ
ーザのショット数、さらにはレーザ加工後の穴形状に差
が生じる。一方、タテ糸、ヨコ糸とも糸の厚みに対し幅
が１０倍を越えるとプリント配線板の表面平坦性は増す
が樹脂シートの製造工程でガラス糸のケバ立ち、ヨリ等
の問題が生じ、生産性が著しく劣る原因となる。

【００１４】また、上記繊維としてガラス不織布、全芳
香族ポリアミド不織布、ポリアクリレート系の液晶ポリ
マー不織布を用いることにより、上記ガラスクロスを用
いた場合より多少高価ではあるが、表面平坦性、低熱膨
張性、高剛性をさらに向上させたプリント配線板が得ら
れる。さらに、全芳香族ポリアミド不織布、ポリアクリ
レート系の液晶ポリマー不織布などの有機不織布を用い
ることにより、プリント配線板の軽量化も可能となる。

【００１５】これら未硬化樹脂シートの厚さは、絶縁
性、剛性および取り扱いの容易さ等から２０〜２００μ
ｍ程度が好ましいが、特に層間厚が４０μｍより薄く、
さらにプリント配線板に十分な低熱膨張性、剛性等の付
与を必要としない場合は、無機フィラーを分散させた樹
脂シートを好適に用いることが出来る。

【００１６】上記カバーフィルムは非貫通穴をあけるた
めに用いるレーザで容易に穴加工できることが必要であ
る。さらには、導電性ペーストを加熱により半硬化させ
る工程があるために耐熱性も必要となる。このようなカ
バーフィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリフ
ッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等が使用される。
これらのカバーフィルムの厚さは、しわ等がなくラミネ
ートできることより、５μｍ以上が好ましく、レーザ加
工速度の点からは薄いことが望ましい。また、取り扱い
の点からはある程度の厚みが必要となる。このような点
からカバーフィルムの厚みは１０から７０μｍ程度であ
ることが好ましい。

【００１７】上記配線基板の両面に未硬化である上記樹
脂シート、更にその表面にカバーフィルムをラミネート
する場合はボイドの発生を押さえるため装置として真空
ラミネータ装置が好適に用いられる。

【００１８】上記非貫通穴を形成する方法としてレーザ
加工を用いる。加工用レーザとしては、エキシマレー
ザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等があるが、加工速
度や加工費等から炭酸ガスレーザが好適である。

【００１９】本発明にかかる多層プリント配線板の製造
方法においては、非貫通穴の位置精度について、内層プ
リント配線基板のランド位置をレーザ装置に装備されて
いるＣＣＤカメラ等の光学的手法で自動認識できること
から、非貫通穴と内層プリント配線基板のランドとの位
置ずれがほとんど生じない。このように、かかる多層プ
リント配線板の製造方法を用いることにより、内層プリ
ント配線基板のランド径を非貫通穴の径に近づけること
が可能となり、回路パターンの高密度化が図れることと
なる。

【００２０】炭酸ガスレーザで非貫通穴を形成する場
合、内層プリント配線板のランド面に樹脂の残渣が残る
可能性があるため、一般にデスミア処理と呼ばれる樹脂
を除去する処理が行われる。非貫通穴のデスミア処理と
しては、プラズマ装置を用いたクリーニングが好適であ
る。

【００２１】上記非貫通穴への導電性ペースト充填は、
スクリーン印刷、ロールコータ法を用いることが好まし
い。その後、導電性ペーストを加熱により半硬化状態に
し、有機カバーフィルムを剥離する。印刷時に非貫通穴
の周辺に印刷された余分な導電性ペーストは有機カバー
フィルムを剥離することにより容易に除去することが可
能である。

【００２２】上記導電性ペーストに用いられる導電物質
はＣｕ、Ａｇおよびこれらの合金の粉末を主成分とした
もので、安定した導通を得ることが可能である。

【００２３】導電性ペースト付き未硬化樹脂シートと貼
着する上記金属箔面は、接着強度の観点から粗化された
ものが好ましい。

【００２４】上記金属箔は銅、ニッケル、アルミニウム
等の箔であるが、プリント配線板としては銅製金属箔が
好んで用いられる。金属箔の厚さは３から１００μｍ程
度が好ましい。３μｍ未満では、微細パターンには有利
であるがレーザ光の貫通、取り扱い性等に問題が生じ
る。１００μｍを越えると回路パターンの微細化が困難
となる。

【００２５】以上、本発明にかかる多層プリント配線板
の製造方法によれば、層間絶縁膜として未硬化樹脂シー
トを用い、さらに、層間の配線方法としてレーザ加工に
より非貫通穴を形成した後、導電性ペーストを充填した
後加熱により半硬化状態の導電体を形成し、この半硬化
状態の導電体と配線層のランド部とを加圧・加熱により
貼り合わせることにより、樹脂シートが加熱により流動
しても、導電体とランド部とが固着しているため、導電
体と配線層のランド部とを高い精度で位置決めすること
ができ、高精度、高密度多層プリント配線板が製造でき
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明は、本実施例によって制限されるものではな
い。

【００２７】実施例 強化繊維として、パラ系全芳香族ポリアミド繊維から作
製された不織布（厚さ７０μｍ、サーマウント：デュポ
ン帝人アドバンスドペーパー社製）を使用した。

【００２８】上記不織布に含浸するエポキシ系樹脂ワニ
スとしては、エポキシ樹脂エピコート５０４６（油化シ
ェルエポキシ社製）９０重量部、エピコート５０４８
（油化シェルエポキシ社製）１０重量部、硬化剤として
ジシアンジアミド（日本カーバイド社製）２重量部を配
合した後、イミダゾールを触媒とし、メチルエチルケト
ンを加え、固形分５０重量部になるようにワニスを調整
した。このワニスを前記不織布基材に含浸させた後、乾
燥炉により１３０〜１４０℃程度の温度で７〜１５分間
程度乾燥させ、溶剤の除去と含浸樹脂の反応を進ませ、
樹脂シートを得た。

【００２９】得られた樹脂シートを、ライン／スペース
が７５μｍ／７５μｍの回路パターン、１１０μｍの層
間接続用のランドが施された厚さ０．２mmのガラスエポ
キシ両面プリント配線板の両面に離型性を施した有機カ
バーフィルムである２０μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの離型面を向かい合わせるように配置し、
一度に真空ラミネータ装置により内層プリント配線板に
貼り合わせを行った。

【００３０】次に、炭酸ガスレーザ（６０５４ＧＴＸ：
三菱電機社製）を用い直径１００μｍの非貫通穴を形成
した後、非貫通穴内の残膜を除去するためプラズマクリ
ーニング処理を行った。

【００３１】その後、導電性ペースト（ＤＤ−１８０
１：京都エレックス社製）をポリエチレンテレフタレー
トフィルム面上からスクリーン印刷法により非貫通穴に
充填し、１００℃で１５分乾燥し半硬化状態にした後、
フィルムを剥離した。

【００３２】前記樹脂シート中に非貫通穴内の導電性ペ
ーストが形成された両面プリント配線板に対し、銅箔が
外側になるように位置合わせして重ね、真空下で圧力３
０ｋｇ／ｃｍ２、温度１７５℃で９０分間加圧加熱して
一体化し、銅張り４層基板（を得た。その後、上下最外
層の銅箔をエッチングし、回路パターンのライン／スペ
ースが４０μｍ／４０μｍの４層プリント配線板を得
た。得られた上記４層プリント配線板の曲げ弾性率は１
１３０ｋｇｆ／ｍｍ２、平面方向の熱膨張率は１１．８
ｐｐｍ／℃であった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる多
層プリント基板の製造方法によれば、層間絶縁膜として
未硬化樹脂シートを用い、レーザ加工による穴明けを実
施後、層間絶縁膜に形成された導電性ペーストを半硬化
させた後、加圧・加熱により配線基板に積層することに
より、積層時の加圧・加熱による配線層と導電体の位置
ずれが抑制され、レーザ加工による高精度位置決め性を
十分に活かした高密度多層プリント配線板が製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる多層プリント配線板の製造方
法を示す断面図である。

【図２】 従来のプリント配線板の製造方法を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ カバーフィルム、２ 未硬化樹脂シート、３ 内層
基板、４ 多層配線板材料、５ 非貫通穴、６ 導電性
ペースト、７ 導電性ペースト付き多層配線基板、８
銅箔、８’ 銅箔、９ 銅張りされた多層配線基板、１
０ ４層プリント配線板、１１ ８層プリント配線板、
１２ 積層基材、１３ 貫通穴、１４ スキージ、１５
回路導体、１５’ 回路導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河嶋 康夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村木 健志 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E346 AA02 AA12 AA43 CC02 CC04 CC08 CC32 CC34 CC37 CC39 CC55 EE12 EE13 EE15 FF01 FF07 FF18 FF27 GG15 GG28 HH07 HH11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）両面に配線層を有する内層基板の
   少なくとも片面に、接着性の未硬化樹脂シートを重ねて
   一体化する工程、（ロ）前記未硬化樹脂シートの所定部
   位にレーザを照射して、前記配線層における接続部位を
   露出する断面テーパ状の貫穴を当該未硬化樹脂シートに
   形成する工程、（ハ）前記貫通穴内に導電性材料を充填
   し、前記未硬化樹脂シートの表面と裏面間を導通させる
   層間導電体を形成する工程、（ニ）前記層間導電体を含
   む前記未硬化樹脂シート上に、導電性フィルムを重ねて
   一体化する工程、（ホ）前記未硬化樹脂シートを硬化さ
   せる工程、（ヘ）前記導電性フィルムを所定の配線形状
   にパターニングする工程、を備えてなる多層プリント配
   線板の製造方法。
2. 【請求項２】 （ト）前記未硬化樹脂シートへの前記レ
   ーザの照射前に、前記未硬化樹脂シートの上に非接着性
   の樹脂シートを重ねる工程、（チ）前記層間導電体を形
   成した後、前記非接着性の樹脂シートを剥離する工程を
   備えてなる請求項１に記載の多層プリント配線板の製造
   方法。