JP2004363233A - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板の絶縁基板を有するプリント配線板において、スルーホール内に充填材が充填されるように絶縁基板表面側に充填材を塗布した際、スルーホール開口部に積層した位置の充填材を、絶縁基板に反り等を発生させることなく良好に除去できるプリント配線板の製造方法及びプリント配線板を提供することにある。
【解決手段】絶縁基板１の表面側と裏面側とを導通するスルーホール３内に充填材５ａを充填する充填工程を有するプリント配線板の製造方法であって、前記充填工程は、スルーホール３内に充填されるように絶縁基板１の表裏面側に充填材を塗布し、その後、スルーホール３内及びその開口部に積層する位置の充填材５ａ，５ｂを露光，硬化し、該露光，硬化部５ａ，５ｂを除く他の前記充填材をアルカリ現像処理により現像除去した後、スルーホール３の開口部に積層する位置の充填材５ｂを機械的に除去する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁基板表面に導通部と、絶縁基板の表面側と裏面側とを導通するスルーホールとを備えたプリント配線板の製造方法に係り、特に、絶縁基板の板厚が０．１ｍｍ以下の薄板のプリント配線板において好適なプリント配線板の製造方法及びプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、現在，プリント配線板はあらゆる電子機器に使用されている。近年、これら電子機器の小型化が進み、これに伴いプリント配線板の軽薄短小化及び高精度化が要求されている。一般にこの種のプリント配線板は、ガラス繊維等を含有したエポキシ系樹脂等からなる絶縁基板表面に、銅等からなる導通部，例えば導体パターン及び端子部等と、絶縁基板の一方の表面側と他方の表面側とを導通するスルーホールとを備え、このスルーホール内に充填材，例えばソルダーレジストとして用いられる絶縁性樹脂が充填された構成となっている。この充填材により、スルーホール内へ水分等が浸入することを抑制し、プリント配線板の基板特性の低下抑制を図る構成となっている。
【０００３】
このスルーホール内への充填材の充填は、絶縁基板表面側にスルーホールを形成した後、スクリーン印刷法等の適宜印刷法により、絶縁基板表面側のうちスルーホール形成部にのみ選択的に感光性の絶縁性樹脂を塗布することで、この絶縁性樹脂をスルーホール内に充填した後、これを露光，硬化することによりなされている。
ところで、このようにして絶縁基板側に塗布された絶縁性樹脂は、特にスクリーン印刷の場合、印刷時のブリード，にじみ，或いはダレ等の現象が発生するため、スルーホール内に充填されるのと同時に、絶縁基板表面側から膨出してスルーホール開口周縁部にまで塗布されることになる（以下、絶縁基板表面側から膨出してスルーホール開口周縁部にまで塗布された絶縁性樹脂を「膨出部」という）。この膨出部は、プリント配線板自体を樹脂等により封入する際、樹脂流れを抑制することから、この樹脂とプリント配線板（膨出部近傍）との間に間隙が形成され、封入不良が発生するという製造上の不具合が発生する問題がある。また、プリント配線板の一方の表面全体を接続端子として用いる場合、前記膨出部により表面全体を平坦面とすることができず、電気的接続が困難な場合があるという製品上の不具合が発生する問題がある。以上により、前記膨出部は除去されることが望ましく、この除去方法は、次の２つの方法が知られている。
【０００４】
前者は、前記膨出部に機械的研磨，例えばバフ研磨を施す方法である。
ここで、軽薄短小化されたプリント配線板にあっては、絶縁基板表面側における前記膨出部の外径（０．５ｍｍ以上）は、絶縁基板の板厚（０．１ｍｍ以下）の約５倍以上の大きさとなっている。従って、前述したプリント配線板においては、前記膨出部を機械的研磨により除去しようとした際、前記膨出部に作用させる必要がある押圧力を実現するために絶縁基板を含む基板全体に付加した荷重によって、絶縁基板に発生した曲げ応力がその許容曲げ応力を超過する，すなわち絶縁基板が破損する場合があり、前記研磨を実施することが困難であるという問題があった。
【０００５】
後者は、前記膨出部をプレス加工してスルーホール内に嵌入する方法である。
まず、スクリーン印刷法等の適宜方法により、スルーホール内に感光性の絶縁性樹脂を充填してこれを加熱半硬化した後、スルーホールの開口面を挟み込む，いわゆるプレス加工を施すことにより、前記膨出部をスルーホール内へ嵌入し、スルーホール内周壁と絶縁性樹脂との密着力を向上させるとともに、前記膨出部を平坦面とする方法である（特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、前記後者に示す従来のプリント配線板の製造方法によれば、スクリーン印刷によりスルーホール内に絶縁性樹脂を充填する際、前記膨出部が形成されることになるため、プレス加工の際に押圧された前記膨出部の一部は、スルーホール内に嵌入されるが、大部分は絶縁基板表面に沿った方向に拡がる場合があった。このため、スルーホール開口周縁部において、導通部を露出させておく必要がある部位を絶縁性樹脂が被覆してしまうという製品上の不具合が発生する問題があった。また、プリント配線板の製造装置において、プレス加工装置を新設する必要があるため、装置全体が大掛かりとなり、製造コストの増大を招く場合がある問題があった。更に、絶縁基板が薄板（０．１ｍｍ以下）の場合、プレス加工する際の押圧力に耐えられず、前記前者に示すプリント配線板の製造方法と同様に、絶縁基板が破損する場合がある問題があった。
【０００７】
さらに、スルーホール内に充填された感光性の絶縁性樹脂は、半硬化状態であるので、これにプレス加工を施して、この樹脂を含む基板表面全体を平坦面としても、その後に前記樹脂を露光，硬化させると、この樹脂が硬化収縮するので、この基板表面が、前記スルーホールの形成位置において凹形状となる問題があった。この場合、その後にこの基板表面にダイボンド材を塗布した際に、このダイボンド材と前記凹形状となった前記樹脂表面との間に間隙が生ずる場合があった。このため、その後にこれらを加熱してダイボンド材を硬化させ、ＩＣチップをダイボンド材を介して前記基板表面に搭載する際に、前記間隙内の空気が膨張し、良好に前記搭載を行うことができないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１１１２１３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、薄板の絶縁基板を有するプリント配線板において、スルーホール内に充填材が充填されるように絶縁基板表裏面側に充填材を塗布した際に、スルーホール開口部に積層した位置に位置する充填材を、絶縁基板を破損させることなく良好に且つ低コストで除去することができるプリント配線板の製造方法及びプリント配線板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、絶縁基板の表面側と裏面側とを導通するスルーホール内に充填材を充填する充填工程を有するプリント配線板の製造方法であって、前記充填工程は、少なくとも前記スルーホール内に充填材が充填されるように前記絶縁基板の表裏面側に充填材を塗布し、その後、前記スルーホール内，及びその開口部に積層した位置に位置する前記充填材を露光，硬化した後、該露光，硬化部を除く他の前記充填材をアルカリ現像処理により現像除去し、その後、前記スルーホールの開口部に積層した位置に位置する前記充填材を機械的に除去することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、絶縁基板表面に導通部と、前記絶縁基板の表面側と裏面側とを導通するスルーホールとを備え、該スルーホール内に充填材が充填されたプリント配線板であって、前記充填材は、前記絶縁基板の表裏面側に、少なくとも前記スルーホール内に充填材が充填されるように塗布され、その後、前記充填材のうち、前記スルーホール内，及びその開口部に積層した位置に位置する部分は露光，硬化された後、該露光，硬化部を除く他の部分はアルカリ現像処理により現像除去され、その後、前記スルーホールの開口部に積層した位置に位置する部分が機械的に除去されることにより形成されたことを特徴とする。
【００１２】
これらの発明に係るプリント配線板の製造方法及びプリント配線板によれば、スルーホール内に充填材が充填されるように、絶縁基板表裏面側に充填材を塗布した後、スルーホール内，及びその開口部に積層した位置に位置する前記充填材を選択的に露光，硬化し、その後、この露光硬化部を除く他の部分をアルカリ現像処理により現像除去するため、絶縁基板表裏面側に残存する充填材の外径を最小限に抑制することができることになる。すなわち、前記充填材を選択的に露光，硬化する際、充填材の表面に、例えばスルーホールの配設位置に対応して孔が穿設されたネガフィルムを載置し、この孔を介して充填材を露光，硬化すると、ネガフィルムに穿設された孔の径により前記残存する充填材の外径が略決定されることになる。これにより、前記残存する充填材の外径を容易且つ確実に最小限の大きさに形成できることになる。従って、前述した充填材の残存部を機械的に除去する，例えばバフ研磨を施す際に、前記残存部に作用させる必要がある押圧力を実現するために絶縁基板を含む基板全体に付加する荷重を最小限に抑制できるようになり、薄板の絶縁基板の場合でも反り発生や破損発生を抑制できるようになる。
【００１３】
また、前述のようにスルーホール内に充填材を充填した後、これを研磨するため、絶縁基板表面のスルーホール開口周縁部において、導通部を露出させておく必要がある部位を充填材により被覆することを確実に抑制できるようになる。
さらに、前記充填材の残存部を機械的に除去するに際し予め、この充填材は露光，硬化されているので、この充填材を含む基板表面を確実に平坦面とすることができる。従って、この基板表面にＩＣチップを搭載するために、この表面にダイボンド材を塗布した際、この充填材表面とダイボンド材との間に間隙が生ずることを確実に回避することができる。これにより、このダイボンド材を加熱，硬化した際に前記間隙内の空気が膨張し、前記ＩＣチップを良好に搭載することができない事態の発生を確実に抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。
まず、図１において、ガラス繊維等を含有するエポキシ系樹脂等からなる絶縁基板１（板厚０．１ｍｍ以下）表面に銅箔２が貼着された第１の積層板１０表面に貫通孔３を穿設した後、この貫通孔３内周壁への無電解銅めっきの付着性を向上させるため触媒１１を塗布する。その後、第１の積層板１０全体について無電解銅めっきを施し、図２に示すように、貫通孔３内周壁及び銅箔２表面に銅めっき層４を形成し第２の積層板１２を形成する。これにより、絶縁基板１表裏面に設けられた各銅箔２及び銅めっき層４が、貫通孔３内周壁に形成された銅めっき層４を介して導通することになる。以下、内周壁に銅めっき層４が形成された貫通孔３を、めっきスルーホールという。
【００１５】
その後、図３に示すように、第２の積層板１２表面に図示しないロールコータ，カーテンコータ，ディップコータ又はスプレーコータにより、少なくともアクリレート系樹脂を含有するアルカリ現像型樹脂５を塗布する。この際アルカリ現像型樹脂５は、第２の積層板１２表面の略全体に塗布されるとともに、めっきスルーホール３内に充填される。ここで、アルカリ現像型樹脂５のうち、めっきスルーホール３内に充填された部位を「充填部５ａ」、めっきスルーホール３開口部に積層した位置に位置する部位を「開口部５ｂ」、充填部５ａ及び開口部５ｂを除く部位，すなわち第２の積層板１２表面に積層した位置に位置する部位を「積層部５ｃ」といい、以下説明する。
【００１６】
次に、第２の積層板１２表面に塗布されたアルカリ現像型樹脂５表面に、図示しないネガフィルムを載置する。このネガフィルム表面には、第２の積層板１２表面において、めっきスルーホール３が配設された位置と対応して孔が穿設され、この孔の径はめっきスルーホール３の内径と略同等に形成されている。このネガフィルムをアルカリ現像型樹脂５表面に載置した状態で、ネガフィルム上方から紫外線を照射することにより、前記孔を介して充填部５ａ及び開口部５ｂを露光，硬化し、ネガフィルムを除去した後、少なくとも炭酸ナトリウムや炭酸カリウムを含有する弱アルカリ水溶液を照射し、積層部５ｃを現像除去する（図４）。
【００１７】
その後、図５に示すように、前述の露光，硬化した開口部５ｂを機械的に，例えばバフ研磨を施して除去することで、めっきスルーホール３開口面と充填部５ａの両端面とが略面一にされるとともに、第２の積層板１２表面のめっきスルーホール３開口周縁部におけるアルカリ現像型樹脂が完全に除去された第２の積層板１２が形成される。次に、耐エッチング性材料からなるとともに、後述する導体パターンのパターン形状及び端子部の形状に対応して孔が穿設されたドライフィルムを第２の積層板１２表面に載置した後、このドライフィルム上方からエッチング液を噴射する。この際、ドライフィルムに穿設された孔を介して銅めっき層４及び銅箔２を選択的に溶融除去することで、図６に示すように、絶縁基板１の表面に導体パターン６を，裏面に端子部７を各々形成する。
【００１８】
そして、図７に示すように、導体パターン６が形成されている絶縁基板１表面にソルダーレジストパターン８を形成するとともに、絶縁基板１裏面に形成された端子部７外表面にニッケル，金メッキ層９を形成し、プリント配線板２０を形成する。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態によるプリント配線板の製造方法によれば、図３において、第２の積層板１２表面にアルカリ現像型樹脂５を塗布し、このうち充填部５ａ及び開口部５ｂを選択的に露光，硬化した後、積層部５ｃをアルカリ現像処理により現像除去するため、開口部５ｂの絶縁基板１表面側における外径を最小限に抑制することができる。すなわち、開口部５ｂの前記外径は、充填部５ａ及び開口部５ｂを選択的に露光，硬化させる際に、アルカリ現像型樹脂５表面に載置する前記ネガフィルムに穿設された孔の径により略決定されることになり、開口部５ｂの前記外径を容易且つ確実に最小限の大きさに形成することができる。従って、図４に示す第２の積層板１２において、開口部５ｂを例えばバフ研磨により除去する際に、開口部５ｂ表面全体に作用させる必要がある押圧力を実現するために第２の積層板１２全体に付加する荷重を最小限に抑制することができ、板厚が０．１ｍｍ以下の絶縁基板１の場合でも、反りや破損を発生させることなく良好に開口部５ｂを機械的に除去することができる。
【００２０】
また、前述のようにめっきスルーホール３内にアルカリ現像型樹脂５を充填した後、開口部５ｂを研磨除去するため、図５から図７に示すように、めっきスルーホール３開口面と充填部５ａの両端面とを略面一に形成することができる。これにより、端子部７表面を確実に平坦面とすることができ、プリント配線板２０を安定した状態で他の電子部品と接合することができるため、この接合不良発生を抑制することができる。
【００２１】
さらに、前記研磨除去により、図５に示すように、第２の積層板１２表面のめっきスルーホール３開口周縁部におけるアルカリ現像型樹脂が完全に除去された第２の積層板１２を形成することができる。これにより、めっきスルーホール３開口周縁部において、導体パターン６を露出させておく必要がある部位，及び端子部７表面がアルカリ現像型樹脂により被覆されることを確実に抑制することができる。従って、プリント配線板２０に電子部品を実装する際の実装不良発生を確実に抑制することができる。
【００２２】
さらに、前述しためっきスルーホール３内にアルカリ現像型樹脂を充填する工程は、アルカリ現像型樹脂の塗布、露光，硬化、現像処理及び研磨加工を経るが、これは一般のプリント配線板の製造方法において実施される加工と略同一のものであるため、既存の製造装置を用いて実施することができ、製造コスト増大の招来をも抑制することができる。
【００２３】
さらにまた、開口部５ｂを研磨除去するに際し予め、充填部５ａ及び開口部５ｂは露光，硬化されているので、図５に示すように、第２の積層板１２表面を確実に平坦面とすることができる。従って、得られたプリント配線板２０表面における充填部５ａが露出した部分も平坦面とすることができるので、ＩＣチップを搭載するために、プリント配線板２０表面にダイボンド材を塗布した際、充填部５ａ表面とダイボンド材との間に間隙が生ずることを確実に回避することができる。これにより、このダイボンド材を加熱，硬化した際に、前述した間隙内の空気が膨張し、前記ＩＣチップを良好に搭載することができない事態の発生を確実に抑制することができる。
【００２４】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るプリント配線板の製造方法及びプリント配線板によれば、絶縁基板表裏面側に残存する充填材の外径を最小限に抑制することができ、この残存部を機械的に除去する，例えばバフ研磨を施す際に、この残存部に作用させる必要がある押圧力を実現するために絶縁基板を含む基板全体に付加する荷重を最小限に抑制でき、薄板の絶縁基板の場合でも、その反りや破損発生を抑制することができる。また、スルーホール開口周縁部において、導通部を露出させておく必要がある部位を充填材により被覆することを確実に抑制することができる。さらに、既存の製造装置を用いて実施することができるため、製造コスト増大の招来を抑制することができる。
さらにまた、前記充填材を含む基板表面全体を確実に平坦面とすることができるので、この基板表面にＩＣチップを搭載するために、この表面にダイボンド材を塗布した際、この充填材表面とダイボンド材との間に間隙が生ずることを確実に回避することができる。従って、このダイボンド材を加熱，硬化した際に前記間隙内の空気が膨張し、前記ＩＣチップを良好に搭載することができない事態の発生を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第１工程図である。
【図２】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第２工程図である。
【図３】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第３工程図である。
【図４】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第４工程図である。
【図５】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第５工程図である。
【図６】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第６工程図である。
【図７】本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す第７工程図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板
３ めっきスルーホール（スルーホール）
５ アルカリ現像型樹脂（充填材）
５ａ 充填部（スルーホール内に充填された充填材、露光，硬化部）
５ｂ 開口部（スルーホール開口部に積層した位置に位置する充填材、露光，硬化部）
５ｃ 積層部
６ 導体パターン（導通部）
７ 端子部（導通部）
２０ プリント配線板

Claims (2)

1. 絶縁基板の表面側と裏面側とを導通するスルーホール内に充填材を充填する充填工程を有するプリント配線板の製造方法であって、
   前記充填工程は、少なくとも前記スルーホール内に充填材が充填されるように前記絶縁基板の表裏面側に充填材を塗布し、
   その後、前記スルーホール内，及びその開口部に積層した位置に位置する前記充填材を露光，硬化した後、該露光，硬化部を除く他の前記充填材をアルカリ現像処理により現像除去し、
   その後、前記スルーホールの開口部に積層した位置に位置する前記充填材を機械的に除去することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 絶縁基板表面に導通部と、前記絶縁基板の表面側と裏面側とを導通するスルーホールとを備え、該スルーホール内に充填材が充填されたプリント配線板であって、
   前記充填材は、前記絶縁基板の表裏面側に、少なくとも前記スルーホール内に充填材が充填されるように塗布され、
   その後、前記充填材のうち、前記スルーホール内，及びその開口部に積層した位置に位置する部分は露光，硬化された後、該露光，硬化部を除く他の部分はアルカリ現像処理により現像除去され、
   その後、前記スルーホールの開口部に積層した位置に位置する部分が機械的に除去されることにより形成されたことを特徴とするプリント配線板。

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