JP2005183798A - 多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】任意の内層へのブラインドバイアホール接続を容易に可能にし、しかもそのいずれの層間接続に於いても常に安定した信頼性の高い電気的接続を行うことができる多層プリント配線板および製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】内層側の基材にインターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂを設け、上記内層側の基材に積層される表層側の基材にドリル加工による穿設で上記インターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂに連接するブラインドバイアホール２ａ，２ｂを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は各種の電子回路に適用される多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法に関する。

情報処理機器をはじめ各種の小型電子機器に於いては、プリント配線板の機材となるプリプレグ（絶縁層）とコア（銅張積層板）とを交互に積層した多層プリント配線板が広く用いられる。この種、多層プリント配線板には、配線パターンに加え、上記積層された配線板を貫通するスルーホール、上記配線板を貫通しないブラインドバイアホール（blind via hole）等が設けられる。

多層プリント配線板に於けるブラインドバイアホール（ブラインドビア）の成形加工技術として、従来では、例えばブラインドビア内壁のめっき層と絶縁層との熱膨張係数の違いに起因する熱ストレスによるめっき層の亀裂の低減を図った技術、レーザ光線による穿孔技術によるバイア同士の接続の信頼性向上を図った技術等、様々な技術が提案されている。

しかしながら、従来では、多層プリント配線板のブラインドビア成形加工技術に関して、電気的信頼性、歩留まり等の改善を図った効果的な技術が存在しなかった。例えば、ブラインドビアはそのアスペクト比（ブラインドビアの深さ／ブラインドビアの径）が大きいほどビア内にめっきムラが顕著に顕れる。従って表層から複数の層を跨ぐような深さのブラインドビアを形成すると、部分的にめっきの薄い箇所が形成される頻度が高くなり、この際は、はんだ付けの熱や電子機器から発生する熱によってビアにストレスが加わり、ブラインドビアが断線する可能性が高くなるという問題が発生する。また現行の技術では、複数の層を跨ぐような深さのブラインドビアを表層からの機械的なドリル加工で形成することは製造性、歩留まり等、種々の面で難しく実用性の面で問題があった。また、レーザ加工による、上記したような層を跨ぐブラインドビア加工に関しては絶縁層の深さ方向の制御が難しく、そのための細工（導体パターン形成による蓋加工等）を内層面に施さなければならないことから板厚が厚くなるという問題があり、さらに製造性の面でも問題があった。
特開２０００−１８３５２４

上述したように、従来では、特に複数の層を跨ぐような深さのブラインドビア形成に関して、製造性、歩留まり等、種々の面で問題があった。

本発明は上記実情に鑑みなされたもので、電気的信頼性の高いブラインドビアを備えた多層プリント配線板を提供することを目的とする。

また、本発明は、電気的信頼性の高いブラインドビアを歩留まり良く容易に形成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目的とする。

本発明は、インターステイシャルバイアホールを形成した基材と、前記基材に積層され、前記インターステイシャルバイアホールに連接するブラインドバイアホールを形成した基材とを具備した多層プリント配線板を特徴とする。

また、本発明は、内層基材にインターステイシャルバイアホールを形成する工程と、前記インターステイシャルバイアホールを形成した内層基材と表層側の基材とを積層する工程と、前記表層側の基材に前記内層基材に形成した前記インターステイシャルバイアホールに連接してブラインドバイアホールを形成する工程とを備えた多層プリント配線板の製造方法を特徴とする。

上記したように、内層側の基材にインターステイシャルバイアホールを形成し、上記内層側の基材に積層される表層側の基材に上記インターステイシャルバイアホールに連接するブラインドバイアホールを形成した、インターステイシャルを組み合わせて用いたブラインドバイアホール構造とすることにより、任意の内層へのブラインドバイアホール接続を容易に可能にし、しかもそのいずれの層間接続に於いても常に安定した信頼性の高い電気的接続を行うことができる。

信頼性の高い電気的接続を保ちつつ、任意の内層へのブラインドバイアホール接続を容易に可能にした。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明は、内層側の基材にインターステイシャルバイアホール（ＩＶＨ；Interstitial Via Hole）を形成し、上記内層側の基材に積層される表層側の基材に、上記インターステイシャルバイアホールに連接するブラインドバイアホール（blind via hole）を形成した、インターステイシャルバイアホールを組み合わせたドリル加工によるブラインドバイアホール構造の多層プリント配線板を特徴とする。

図１に本発明の第１実施形態を示している。この第１実施形態では、１０層（Ｌ１〜Ｌ１０）構造の多層プリント配線板を例にとり、その多層プリント配線板に、インターステイシャルバイアホールを用いたブラインドバイアホールを設けた構成を例示している。

ここでは、１０層プリント配線板１０の両面にそれぞれ接続層を異にする２つのブラインドバイアホール１ａ，２ａ、１ｂ，２ｂを設けている。

この各ブラインドバイアホール１ａ，２ａ、１ｂ，２ｂは、機械的なドリル加工により深さを制御して穿設した穴に、めっき、パターンニングすることにより形成される。

上記各ブラインドバイアホール１ａ，２ａ、１ｂ，２ｂのうち、ブラインドバイアホール２ａ，２ｂは、当該ブラインドバイアホール２ａ，２ｂを設けた基材５（１），５（９）の内層側に積層された基材５（２），５（８）に設けたインターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂに連接している。

このブラインドバイアホール２ａ，２ｂはインターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂに軸心を合わせたドリル加工により穿設することでインターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂに対して同軸上に設けられる。

図に示す接続構造は、ブラインドバイアホール１ａにより、第１層（Ｌ１）と第２層（Ｌ２）を接続している。ブラインドバイアホール２ａにより、第１層（Ｌ１）と第３層（Ｌ３）を接続している。ブラインドバイアホール１ｂにより、第１０層（Ｌ１０）と第９層（Ｌ９）を接続している。ブラインドバイアホール２ｂにより、第１０層（Ｌ１０）と第８層（Ｌ８）を接続している。

上記した第１実施形態に於ける１０層プリント配線板１０の製造工程を図２に示している。

図（ａ）に示す工程１では、２枚のコア（銅張り積層板）に、それぞれドリル加工により穿孔処理を施し、所定径の孔を形成して、その孔にめっき、パターンニングを施し、インターステイシャルバイアホール３，４（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）を形成する。

図（ｂ）に示す工程２では、上記インターステイシャルバイアホール３，４（３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ）を形成したコアを含む各層の基材を積み重ね、積層プレスで一体化する。この積層プレス時に於いて上記インターステイシャルバイアホール３ａ，４ａ，３ｂ，４ｂ内に層間の樹脂が侵入し充填される。

図（ｃ）に示す工程３では、ドリル加工によりドリルの深さ方向を制御してブラインドバイアホールを形成するための穴あけを行う。この際、穴１ｈ，２ｈの先端がインターステイシャルバイアホール３ａ，３ｂの開口端に連接する。

図（ｄ）に示す工程４では、上記ドリル加工した穴１ｈ，２ｈに、めっき、パターンニングを施し、ブラインドバイアホール１ａ，２ａ、１ｂ，２ｂを形成する。

上記した実施形態による、インターステイシャルバイアホールとブラインドバイアホールを連接して形成したブラインドバイアホール構造は、ブラインドバイアホールを１基材にのみ穿設すればよく、従って底の浅い穴形状であり、アスペクト比が低いことから、めっきの付き回りも容易であり、従って、信頼性の高い電気的接続が行えるとともに、製造性がよい。

また、インターステイシャルバイアホールとブラインドバイアホールとは、平面的な接続ではなく同軸上での３次元的な接続であることから、電気的接続の信頼性が高い。

また、ブラインドバイアホールの直下にインターステイシャルバイアホールが位置する構造であることから、例えばコア材に比して厚さ方向の寸法精度が悪いプリプレグの基材に穴あけ加工してブラインドバイアホールを形成した場合に、穴の深さに誤差が生じても、その誤差をインターステイシャルバイアホールで吸収できる。

図３に本発明の第２実施形態を示している。この実施形態も上記第１実施形態と同様に、１０層（Ｌ１〜Ｌ１０）構造の多層プリント配線板に、インターステイシャルバイアホールを用いたブラインドバイアホールを設けた構成を例示している。この実施形態では、インターステイシャルバイアホールをレーザ加工で形成し、ブラインドバイアホールをドリルの穴あけ加工で形成している。このような加工を行うことで、レーザ加工でブラインドバイアホールを形成する場合に比し、製造工程の簡素化とプリント配線板の薄形化を図ることができる。

この実施形態では、１０層プリント配線板３０の第２層（Ｌ２）から第９層（Ｌ９）の間に、レーザ加工によりインターステイシャルバイアホール３２を設け、そのインターステイシャルバイアホール３２を介在して両表面層を形成する基材３３（１）、３３（９）にそれぞれドリル加工によりブラインドバイアホール３１ａ，３１ｂを設けている。この際も上記第１実施形態と同様に、インターステイシャルバイアホール３２に軸心を合わせたドリル加工による穿設でインターステイシャルバイアホール３２と同軸上にブラインドバイアホール３１ａ，３１ｂを設けている。これにより第２層（Ｌ２）と第９層（Ｌ９）がインターステイシャルバイアホール３２を介してブラインドバイアホールに接続される。尚、インターステイシャルバイアホール３２には、例えば金属ペースト（若しくは樹脂等）３４が充填されている。

上記した第２実施形態に於ける１０層プリント配線板３０の製造工程を図４に示している。

図（ａ）に示す工程ｍ１では、レーザ加工による穴あけで、第２層（Ｌ２）から第９層（Ｌ９）までのインターステイシャルバイアホール３２が形成されている。

図（ｂ）に示す工程ｍ２では、上記インターステイシャルバイアホール３２内に金属ペースト（若しくは樹脂等）３４を充填する。尚、この工程は必ずしも必要ではなく、上記した第１実施形態と同様に次工程の積層プレス時に層間の樹脂を使って上記インターステイシャルバイアホール３２内に樹脂を充填することも可能である。

図（ｃ）に示す工程ｍ３では、基材３３（２）に基材３３（１）を重ね、基材３３（９）に基材３３（８）を重ねて、積層プレスで一体化し、第１層（Ｌ１）−第２層（Ｌ２）間、第９層（Ｌ９）−第１０層（Ｌ１０）間の各絶縁層（プリプレグ）を形成する。

図（ｄ）に示す工程ｍ４では、上記第１層（Ｌ１）−第２層（Ｌ２）間、第１０層（Ｌ１０）−第９層（Ｌ９）間に、それぞれドリル加工により、ドリルの深さ方向を制御して、ブラインドバイアホールを形成するための穴あけを行う。この際、穴の先端がインターステイシャルバイアホール３２の開口端にそれぞれ連接する。

図（ｅ）に示す工程ｍ５では、上記ドリル加工した穴に、めっき、パターンニングを施し、ブラインドバイアホール３１ａ，３１ｂを形成する。

このように、レーザ加工によりインターステイシャルバイアホールを形成し、ドリル加工によりブラインドバイアホールを形成することにより、レーザ加工でブラインドバイアホールを形成する際に必要とされた蓋めっき層の加工が不要となり、従って配線板を薄形化できるとともに、製造工程を簡素化できる。また、インターステイシャルバイアホールとブラインドバイアホールを連接して形成したブラインドバイアホール構造であることから、ブラインドバイアホールを１基材にのみ穿設すればよく、従って底の浅い穴形状であり、アスペクト比が低いことから、めっきの付き回りも容易であり、従って、信頼性の高い電気的接続が行えるとともに、製造性がよい。また、インターステイシャルバイアホールとブラインドバイアホールとが同軸上に接続されることから、電気的接続の信頼性が高い。また、ブラインドバイアホールの直下にインターステイシャルバイアホールが位置する構造であることから、コア材に比して厚さ方向の寸法精度が悪いプリプレグの基材に穴あけ加工してブラインドバイアホールを形成した場合に、穴の深さに誤差が生じても、その誤差をインターステイシャルバイアホールで吸収できる。

本発明の第１実施形態に係る多層プリント配線板の構成を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る多層プリント配線板の構成を示す断面図。 本発明の実施形態に係るビア受けランドの加工工程を示す工程図。 本発明の実施形態に係るビア受けランドのドリル加工およびめっき工程を示す工程図。

符号の説明

１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ，３１ａ，３１ｂ…ブラインドバイアホール、３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，３２…インターステイシャルバイアホール、５（１）〜５（９），３３（１）〜３３（９）…基材、３４…金属ペースト（若しくは樹脂等）。

Claims (4)

1. インターステイシャルバイアホールを形成した基材と、
   前記基材に積層され、前記インターステイシャルバイアホールに連接するブラインドバイアホールを形成した基材と
   を具備したことを特徴とする多層プリント配線板。
2. 前記ブラインドバイアホールは、ドリル加工により穿設した穴を用いて前記インターステイシャルバイアホールと同軸に形成したことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板。
3. 内層基材にインターステイシャルバイアホールを形成する工程と、
   前記インターステイシャルバイアホールを形成した内層基材と表層側の基材とを積層する工程と、
   前記表層側の基材に前記内層基材に形成した前記インターステイシャルバイアホールに連接してブラインドバイアホールを形成する工程と
   を備えたことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
4. 前記インターステイシャルバイアホールをレーザ加工若しくはドリル加工により形成し、前記ブラインドバイアホールをドリル加工により形成したことを特徴とする請求項３記載の多層プリント配線板の製造方法。

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