JP2002033584A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】露光工程でのマスクと配線板との位置あわせ精
度を高め、バイアホールの信頼性が低下することがない
多層プリント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】（ａ）第一の配線層が形成された絶縁基板
上に絶縁層および導体層を形成する工程（ｂ）バイアホ
ール部の導体層を除去した後に露出した絶縁層をレーザ
ー加工し、第一の配線層に達するバイアホール用の孔加
工を行う工程（ｃ）少なくともバイアホール部にめっき
を行ってバイアホールを形成する工程（ｄ）導体層上に
レジスト層を形成し、マスクを用いて露光を行う工程
（ｅ）レジスト層の現像を行う工程（ｆ）レジストから
露出した導体層をエッチングし、配線を形成する工程か
らなる多層プリント配線板の製造方法において、（ｂ）
工程で、露光を行う工程で用いるアライメントマーク用
孔の加工を行い、（ｄ）工程で、アライメント用孔を基
準として位置あわせして露光を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非貫通孔を有し、
配線が高密度で行われている多層プリント配線板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近電子機器の小型軽量化に伴い、これ
らを構成する実装基板もより高密度、高信頼性のものが
要求されている。多層配線板の小型化、高密度化の一手
法としてレーザー加工されたバイアホールを有する多層
配線板が使用されている。この多層配線板は任意の層間
にバイアホールを形成できるため、部品配置を自由に設
定でき、配線長を貫通したバイアホールであるスルーホ
ール構造に比べて短くできることから、高周波、高速化
対応の小型、高密度多層配線板として広く利用されてい
る。

【０００３】従来のレーザー加工されたバイアホールを
有する多層配線板の製造工程の一例を図３（ａ）〜
（ｇ）に示す。以下、図３を用いて説明する。まず、ガ
ラス不織布にエポキシ樹脂を含浸させた絶縁樹脂基板１
０１の両面に銅箔１０２を貼りあわせた基板を用意し、
アライメント用の基準穴１０６をドリル加工する（図３
（ａ））。両面の銅箔上にフォトレジストを塗布または
貼着し、周囲に加工した基準孔１０６で位置あわせして
露光し、現像してフォトレジストをパターニングし、フ
ォトレジストから露出する銅箔をエッチングしてパター
ニングする（図３（ｂ））。さらにその両面に、予め一
方の面に銅箔１０３が貼着された絶縁基板を基準孔で位
置あわせし、１８０℃〜２００℃程度の温度で、加熱、
加圧を行い、貼り合わせる（図３（ｃ））。

【０００４】次に、バイアホールを形成する部分１０４
の銅箔をエッチングにより除去する。エッチングレジス
トの露光は前記基準穴１０６によって位置あわせする
（図３（ｄ））。この際、後の絶縁層の孔あけ工程をレ
ーザー加工で行う場合には、除去する絶縁層の孔の径よ
りも大きくエッチングを行うことが行われる。絶縁層の
孔の径と同じ径で銅箔を除去する方法も知られている
が、その場合、銅箔がマスクとなってレーザー加工が行
われるが、孔周囲の銅箔下の絶縁層がダメージを受け、
剥離が生じやすくなる等、バイアホール部分の信頼性が
低下する。

【０００５】そして、レーザー加工により、バイアホー
ルを形成する部分の絶縁層を除去する。この際の位置合
わせも、基準穴１０６を用いて行う（図３（ｅ））。両
面に無電解めっき及び電解めっきを行い、バイアホール
内にも銅めっき層１０５を形成する（図３（ｆ））。銅
箔および銅めっき層からなる、両面の銅層上にフォトレ
ジストを塗布または貼着し、基準穴１０６を用いて位置
合わせして露光、現像してフォトレジストをパターニン
グし、フォトレジストから露出する銅箔をエッチング
し、パターニングする（図３（ｇ））。さらに必要に応
じて、図３（ｃ）〜図３（ｇ）の工程を繰り返すことに
より、さらに多層のプリント配線板を得ることができ
る。

【０００６】ところで、バイアホールは下側の配線層と
上側の配線層とを電気的に接続するために設けられてい
るが、電気的接続を確実に行うため、上側の配線層のバ
イアホール周囲には、銅層を残している。これはランド
と呼ばれている。ランドは配線をパターニングする工程
（図３（ｇ））で形成されているが、パターニングされ
る部分はレジストを露光する際に決められている。従っ
て、レジストの露光工程でのマスクと配線板との位置あ
わせが非常に重要である。この位置がずれると、めっき
されたバイアホールの内部にまでエッチングが行われて
しまうことになり、バイアホール内部の銅層が欠落し、
バイアホールの接続信頼性を低下させることになる。

【０００７】また、多層配線板には上述したような高密
度化が求められており、ランド同士、あるいはランドと
配線を近接させて高密度化するためにランドを小さくす
ることが行われている。そのため、ランドとバイアホー
ルの孔との位置がずれることがないように、レジストの
露光工程でのマスクと配線板との位置あわせ精度を高め
ることが求められていた。上述のように、基準穴１０６
で位置合わせする方法では、絶縁樹脂基板の伸縮と絶縁
層の伸縮が異なるため、絶縁層に形成されたバイアホー
ル用孔と、露光用マスクの位置あわせの精度が十分でな
い、という問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであり、露光工程でのマスクと配線板
との位置あわせ精度を高め、バイアホールの信頼性が低
下することがない多層プリント配線板を、工程が増加す
ることなく得ることができる多層プリント配線板の製造
方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に係る発明は、 （ａ）第一の配線層が形成された絶縁基板上に、絶縁層
および導体層を形成する工程。 （ｂ）バイアホール部の前記導体層を除去した後に、露
出した絶縁層をレーザー加工し、前記第一の配線層に達
するバイアホール用の孔加工を行う工程。 （ｃ）少なくとも前記バイアホール部にめっきを行って
バイアホールを形成する工程。 （ｄ）前記導体層上にレジスト層を形成し、マスクを用
いて露光を行う工程。 （ｅ）レジスト層の現像を行う工程。 （ｆ１）レジストから露出した導体層をエッチングし、
配線を形成する工程。もしくは、（ｆ１）工程に代えて
（ｆ２）レジストから露出した導体層上にめっきを行
い、レジストを剥離し、エッチングを行うことにより配
線を形成する工程。の各工程からなる多層プリント配線
板の製造方法において、前記（ｂ）工程で、同時に、前
記露光を行う工程で用いるアライメントマーク用孔の加
工を行い、前記（ｄ）工程で、アライメント用孔を基準
として位置あわせして露光を行うことを特徴としてい
る。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る発明は、請
求項１記載の多層プリント配線板の製造方法において、
前記アライメントマーク用孔が複数個の孔の集合体であ
ることを特徴としている。

【００１１】［作用］本発明の請求項１に係る発明によ
れば、 （ａ）第一の配線層が形成された絶縁基板上に、絶縁層
および導体層を形成する工程。 （ｂ）バイアホール部の前記導体層を除去した後に、露
出した絶縁層をレーザー加工し、前記第一の配線層に達
するバイアホール用の孔加工を行う工程。 （ｃ）少なくとも前記バイアホール部にめっきを行って
バイアホールを形成する工程。 （ｄ）前記導体層上にレジスト層を形成し、マスクを用
いて露光を行う工程。 （ｅ）レジスト層の現像を行う工程。 （ｆ１）レジストから露出した導体層をエッチングし、
配線を形成する工程。もしくは、（ｆ１）工程に代えて
（ｆ２）レジストから露出した導体層上にめっきを行
い、レジストを剥離し、ソフトエッチングを行うことに
より配線を形成する工程。の各工程からなる多層プリン
ト配線板の製造方法において、前記（ｂ）工程で、同時
に、前記露光を行う工程で用いるアライメントマーク用
孔の加工を行い、前記（ｄ）工程で、アライメント用孔
を基準として位置あわせして露光を行うため、ランドと
バイアホール用の孔との位置がずれることがなく、バイ
アホールの信頼性が低下することがない。また、工程も
増加することがない。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る発明によれ
ば、請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法にお
いて、前記アライメントマーク用孔が複数個の孔の集合
体であることを特徴とするため、誤認識が少なく、さら
に位置あわせの精度を高めることができる。この場合も
工程が増加することがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき説
明する。図１（ａ）〜（ｋ）に多層プリント配線板の製
造工程の一実施例を工程順に示す部分断面図を示す。

【００１４】まず、ガラスクロスにエポキシ樹脂、ビス
マレイミド−トリアジン樹脂等の絶縁樹脂を含浸させた
樹脂基板の両面に銅箔が積層された材料を準備した。銅
箔の厚さは例えば３μｍ〜３５μｍ程度の厚さのものが
好適に用いられるが、厚さが薄いものは高価であり、厚
いものはファインなパターニングが難しく、重量も重く
なるため、１２μｍ〜１８μｍ程度のものが好ましい。
ここでは、ガラスエポキシ樹脂基板１の両面に１２μｍ
の銅箔２を貼りあわせた材料（３ＥＣ−ＶＬＰ（商品
名；三井金属製））を用いた（図１（ａ））。

【００１５】そして、両面にドライフィルムをラミネー
トし、露光、現像を行い、銅箔をエッチングし、配線３
を形成した（図１（ｂ））。この露光時には、銅箔に対
する加工であるために、それほど正確な位置あわせを必
要としないため、従来技術同様にガラスエポキシ樹脂基
板の両面に銅箔を貼りあわせた材料の外側に形成した基
準孔（図示せず）を用いて位置あわせを行った。さら
に、１２μｍの銅箔４に８０μｍのエポキシ樹脂５を接
着した、樹脂付銅箔（ＡＰＬ−４００１（商品名：住友
ベークライト製））を用意し、１７０〜１８０℃の温度
で加熱・加圧して両面に貼りあわせた（図１（ｃ））。
ここでは、プリプレグ等の接着材料を介して、用意した
銅箔を貼り合わせてもよい。なお、銅箔付樹脂基板とし
ては樹脂基板に銅箔を貼り合わせたものあるいは銅箔に
樹脂を塗工したものを用いることができる。このよう
に、樹脂付銅箔あるいは銅箔を貼り合わせる方法を用い
ているために、絶縁層に無電解銅メッキ等で銅層を形成
する場合に比べ、銅層の密着力が強く、銅層が剥離する
ことがない。

【００１６】ここで、樹脂付銅箔としては他に、ＡＰＬ
−Ｂ（商品名：住友ベークライト製）、ＭＣＦ−６００
０（商品名：日立化成製）等が使用でき、樹脂の厚さは
４０μｍ〜１００μｍ、銅箔の厚さは３μｍ〜３５μｍ
の範囲のものが好適に用いられるが、厚いものはファイ
ンなパターニングが難しく、重量も重くなるため、３μ
ｍ〜１８μｍのものが、薄いものは高価であり、また銅
箔だけで扱う場合には扱いが難しくなるため、１２μｍ
〜１８μｍのものが好ましい。

【００１７】そして、両面の厚さ１２μｍの銅箔４をソ
フトエッチングし、両面を厚さ５μｍの銅箔にした（図
１（ｄ））。ここで、あらかじめ銅箔を薄くしておくこ
とにより、簡易に銅箔の厚さを薄く、しかも安価に両面
に薄い銅箔を有する樹脂基板を得ることができ、後の工
程で研磨量が少なくて済むため、高い製造効率で製造を
行うことができる。その後、両面にドライフィルムを貼
り合わせ、従来技術同様に周囲に加工した基準孔（図示
せず）で位置あわせして露光、現像を行い、ドライフィ
ルムから露出した銅箔をエッチングすることにより、バ
イアホール形成部６の銅箔をエッチングして、除去した
（図１（ｅ））。この時点では、それほど高精度なアラ
イメントは求められないため、基準孔をもとに位置あわ
せを行えば十分である。次に、レーザー（炭酸ガスレー
ザー、ＵＶレーザー、ＹＡＧレーザー等）を照射し、配
線３をストッパー層にして孔明け加工を行い、バイアホ
ール形成部の絶縁層を直径１００μｍの円状に、銅箔が
除去された直径３００μｍの円の内側になるように除去
し、孔７を形成した。また同時に同じ径の孔をアライメ
ントマーク用孔７０として、直径５ｍｍの円周上に開口
した（図１（ｆ））。なお、図ではアライメントマーク
用孔７０は、１個分の断面のみ示した。このアライメン
トマーク用孔も非貫通の孔である。このアライメント用
孔の平面図が図２（ａ）である。なお、孔を図２（ｂ）
に示すように二重円に加工してもよい。このように、バ
イアホール用孔とアライメントマーク用を同時に加工す
るために、その相対的な位置については、高い精度で加
工を行うことができる。

【００１８】なお、位置あわせは、アライメントマーク
を画像認識することによって行われるが、あらかじめア
ライメントマークを画像として登録しておき、部分的
に、あるいは全体が、画像として類似している位置を探
しだす、という、濃淡パターンマッチングという方法が
優れており好ましい。この方法では、部分的に類似して
いる位置を探しだすことができ、本実施形態のようにア
ライメントマークを、非貫通孔の集合体で形成する場合
には、非常に高い精度で位置あわせを行うことができる
ものである。また、位置あわせ時には、アライメントマ
ークが非貫通孔であるために、反射照明を用いることが
できる。好ましい装置構成として、ＣＣＤカメラを中心
として、その周囲に位置あわせ用の照明を配置し、アラ
イメントマークから反射してくる光を上記のＣＣＤカメ
ラで検出するというものが例示できる。さらに、孔の形
状は、安定した形状を得やすいことから、またレーザー
加工が行いやすいことから、上記のような円形であるこ
とが好ましいが、三角形や多角形等の他の形状でもよ
い。

【００１９】さらにドリルを用いて、孔径０．３ｍｍで
貫通孔８を形成した（図１（ｇ））。この孔あけは隣接
しない配線層間の接続を図るスルーホールの形成ための
ものであり、必要に応じて行われるものであるが、その
ようなスルーホールを形成することは、配線パターンの
設計時点で設計の自由度を向上させるものであり好まし
い。そして、レーザー加工で形成された孔及び貫通孔内
の樹脂残渣を除去するために、過マンガン酸処理による
クリーニング処理を行った。クリーニング処理する方法
としては、他にプラズマ処理、塗粒吹きつけ等の方法が
好ましい。この処理を行うことにより孔の側壁面及び底
部にあたる銅箔面が清浄化され、銅めっきによる電気的
接続が確実に行われる。特に、レーザー加工で形成され
た孔の底部の銅層表面が清浄化され、電気的接続信頼性
が向上する。

【００２０】次に、厚さ０．２μｍで無電解銅めっきを
行い、さらに厚さ１０μｍで電解めっきを行い、銅めっ
き層９を形成した（図１（ｈ））。ここで無電解銅めっ
きに代えてスパッタリングを行い、その後電解めっきを
行ってもよい。このような工程で、スルーホール１０、
レーザー孔あけされた部分のバイアホール１１が形成さ
れた。なお、アライメントマークにもめっきが施された
が、特に問題はない。

【００２１】次にバフを用いて両面を銅層が厚さ１０μ
ｍとなるように研磨して平滑化した（図１（ｉ））。そ
して、両面の銅層上に、ドライフィルムを貼着し、マス
クフィルムを重ねて、上述のアライメントマークを用い
て、マスクフィルムの位置合わせを行った。そして、露
光、現像を行った後に、ドライフィルムから露出する両
面の銅層をエッチングして、配線、部品接続ランド等か
らなる配線層１３を形成した（図１（ｊ））。このよう
にアライメントを行うことによって、微細なバイアホー
ルでも高い精度で位置あわせが可能となり、従って配線
層も高精度で形成ができる。さらに、両面にソルダーレ
ジスト層を形成し、部品接続ランドには、ニッケルめっ
き及び金めっきを施して多層プリント配線板を完成し
た。

【００２２】なお、配線層１３を形成し、図１（ｊ）の
状態となった後、さらに樹脂付銅箔を積層し、図１
（ｃ）以降の工程を行えば、さらに層数の多い多層プリ
ント配線板を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項1記載の発明によれば、
ランドとバイアホール用の孔との位置がずれることがな
く、バイアホールの信頼性が低下することがないため、
バイアホールの信頼性が高い多層プリント配線板を製造
することができる。

【００２４】本発明の請求項２記載の発明によれば、誤
認識が少なく、さらに位置あわせの精度を高めることが
できるため、バイアホールの信頼性がさらに高い多層プ
リント配線板を製造することができる。また、請求項１
記載の発明、請求項２記載の発明のいずれの場合におい
ても、工程も増加することがないため、簡易な工程で上
述のようなバイアホールの信頼性が高い多層プリント配
線板を製造することが可能となる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の
製造方法の説明図

【図２】本発明の実施形態に係る多層プリント配線板の
アライメントマークの平面図

【図３】従来技術に係る多層プリント配線板の製造方法
の説明図

【符号の説明】 １ ガラスエポキシ樹脂基板 ２ 銅箔 ３ 配線 ４ 銅箔 ５ エポキシ樹脂 ６ バイアホール形成部 ７ 孔 ８ 貫通孔 ９ 銅めっき層 １０ スルーホール １１ バイアホール １３ 配線層 １４ アライメントマーク １０１ 絶縁樹脂基板 １０２、１０３ 銅箔 １０４ バイアホールを形成する部分 １０５ 銅めっき層 １０６ アライメントマーク

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E346 AA05 AA06 AA12 AA15 AA43 AA60 BB01 CC54 CC55 DD32 DD33 DD44 DD47 DD48 EE02 EE06 EE07 EE12 EE16 EE17 FF04 GG15 GG17 GG22 GG28 HH07 HH11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）第一の配線層が形成された絶縁基板
   上に、絶縁層および導体層を形成する工程。 （ｂ）バイアホール部の前記導体層を除去した後に、露
   出した絶縁層をレーザー加工し、前記第一の配線層に達
   するバイアホール用の孔加工を行う工程。 （ｃ）少なくとも前記バイアホール部にめっきを行って
   バイアホールを形成する工程。 （ｄ）前記導体層上にレジスト層を形成し、マスクを用
   いて露光を行う工程。 （ｅ）レジスト層の現像を行う工程。 （ｆ１）レジストから露出した導体層をエッチングし、
   配線を形成する工程。もしくは、（ｆ１）工程に代えて
   （ｆ２）レジストから露出した導体層上にめっきを行
   い、レジストを剥離し、エッチングを行うことにより配
   線を形成する工程。の各工程からなる多層プリント配線
   板の製造方法において、前記（ｂ）工程で、同時に、前
   記露光を行う工程で用いるアライメントマーク用孔の加
   工を行い、前記（ｄ）工程で、アライメント用孔を基準
   として位置あわせして露光を行うことを特徴とする多層
   プリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】前記アライメントマーク用孔が複数個の孔
   の集合体であることを特徴とする請求項１記載の多層プ
   リント配線板の製造方法。