JP2006339349A - プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導体パターンの細線化及び高密度化と接続信頼性の双方を兼ね備えたプリント配線板と、その製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板の表裏両面１Ａ，１Ｂに設けられた導体パターン２のスルーホール周縁に面方向に対する凸部２２ｂや凹部２２ａを形成する。この凸部２２ｂや凹部２２ａに、スルーホール３の内壁に析出させた貫通方向めっき部４１の両端から絶縁基板１に沿ってはみ出すように延びる面方向めっき部４２を積層させる。これにより、導体パターン２とめっきスルーホール３とを、導体パターン２の面方向に対する凸部や凹部が形成されたコンタクト面を有して導体パターン２の厚さ方向に相互接続する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、絶縁基板の表裏両面に形成された導体パターンを適所で層間接続させたプリント配線板とその製造方法に関する。

プリント配線板は、生産性の向上、量産品質の確保、信頼性の向上等を目的として、テレビ等の量産機器からロケット等の高い信頼性を要求される機器まで、あらゆる電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化が進み、それに伴いプリント配線板の高精度化及び高密度化が要求されている。
この種のプリント配線板としては、絶縁基板の表裏両面に形成された導体パターンをめっきスルーホールを介して適所で電気的に接続させた構成のものが一般的である。

プリント配線板の用途によっては、めっきスルーホールを穴埋めしておいた方が好ましい場合がある。穴埋め法としては、絶縁基板上の銅箔に重ねてスルーホールごとめっきを施して穴埋めする、いわゆるフィルドめっき法（例えば、特許文献１参照）や、銅箔に重ねて一次めっきを施した後、スルーホールを導電ペースト等で穴埋めし、この導電ペースト体の両端を研磨して一次めっき層と面一にした後、これら一次めっき層と導電ペースト体の上に重ねてめっきを施す、いわゆる蓋めっき法（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
特開２００３−０４６２４８号公報 特開２００３−０６９２２８号公報

しかしながら、これらフィルドめっき法と蓋めっき法の場合には、スルーホールを穴埋めして更にその上にめっき層を形成しているので、スルーホールの内壁に施されためっき部と、表裏両面に形成された導体パターン間の接続信頼性を確保することはできるものの、銅箔の上にめっき層が積層されるので、導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みが増大し、パターン形成が困難になるという問題がある。特に、蓋めっき法では、銅箔の上にめっき層が２層も積層されるので、その傾向が顕著となる。

他方、スルーホールを穴埋めしない場合は、導体パターン形成のための導体層を初期銅箔の厚みのまま変化させずにスルーホールの内壁にめっき部を形成できるので、導体パターンの形成が容易になるだけでなく、その細線化及び高密度化が可能である。
しかしながら、絶縁基板上の銅箔、つまり、導体パターンとスルーホールめっきとのコンタクトが銅箔のエッジ部分だけとなるため、導体パターンが細線化及び高密度化すればするほど、つまり、銅箔の厚みが薄肉化すればするほど、接続信頼性の確保が困難になるという問題がある。

従って、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導体パターンの細線化及び高密度化と接続信頼性の双方を兼ね備えたプリント配線板と、その製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のプリント配線板は、絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層のスルーホール周縁に面方向に対する凸部または凹部が形成され、この凸部または凹部には前記スルーホールの内壁に析出させた第１のめっき部の両端から前記絶縁基板に沿って延びる第２のめっき部が接続されていることを特徴とする。

また、本発明のプリント配線板は、絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層と、層間接続のためのめっきスルーホールとが、前記導体層の面方向に対する凸部または凹部が形成されたコンタクト面を有して前記導体層の厚さ方向に相互接続されていることを特徴とする。

本発明のプリント配線板の製造方法は、スルーホールを有する銅張り積層板の表裏両面に、前記スルーホールの開口周縁部を面方向に対する凸部または凹部が形成されるように残してめっきレジスト層を形成するマスク工程と、前記スルーホールの開口周縁部に露出する銅箔をその厚み方向にエッチングするエッチング工程と、前記スルーホールの内壁及び前記エッチングされた銅箔内壁面にめっき層を析出させる第１のめっき工程とを備えることを特徴とする。
この場合において、前記第１のめっき工程により形成されためっきスルーホールの内空部を、前記めっきレジスト層下の銅箔を給電部として電気めっきにより穴埋めする第２のめっき工程を備えるようにしてもよい。

本発明のプリント配線板によれば、絶縁基板の表裏両面に設けられた導体パターンと、層間接続のためのめっきスルーホールとのコンタクト面積を前記凸部または凹部を形成することにより増大させ得るので、導体パターンの微細化及び高密度化に対応すべく導体パターンの厚みを銅張り積層板の銅箔と同じかそれ以下の厚みにしても、接続信頼性を確保させることができる。

本発明のプリント配線板の製造方法によれば、パターン形成時にエッチングされる導体層の厚みを、銅張り積層板に元々積層されていた銅箔の厚みに維持しつつ、前記面方向に対する凸部または凹部が形成されるように導体パターンを形成することで、導通領域を厚さ方向に嵩張らせずに増大させることができ、さらに、導体パターンの細線化及び高密度化も容易に実現することができる。
また、めっきスルーホールを穴埋めしておくので、表面研磨の際に銅箔が研磨方向に引きずられることがなく、層間接続の信頼性の高いプリント配線板の製造が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図９を参照して説明する。
まず、プリント配線板の一実施例について、図８及び図９を参照しながら説明する。
このプリント配線板Ｐにおいて、絶縁基板１の表裏両面１Ａ，１Ｂには、例えば銅張り積層板の銅箔（導体層）から切り出された導体パターン（導体層）２が一層設けられている。この導体パターン２のうち、穴埋めされたスルーホール３の開口部周縁に形成された導体パターン２ａには、図９に示すように、面方向に対して突出した凸部２２ｂや収縮した凹部２２ａが形成され、平面視で略放射状に延びる星形形状に形成されている。

この導体パターン２ａは、めっきスルーホール４の面方向めっき部（第２のめっき部）４２と面一になるように構成されている。そして、導体パターン２ａの凹部２２ａが面方向めっき部４２の凸部４２ａと、導体パターン２ａの凸部２２ｂが面方向めっき部４２の凹部４２ｂと、それぞれ厚さ方向に対して接触している。
つまり、導体パターン２ａに形成された凹部２２ａおよび凸部２２ｂと、面方向めっき部４２に形成された凸部４２ａおよび凹部４２ｂとによってコンタクト面が形成され、このコンタクト面を介して導体パターン２ａとめっきスルーホール４との導通を確保している。

このように、絶縁基板１の表裏両面１Ａ，１Ｂに設けられた導体パターン２ａと、層間接続のためのめっきスルーホール４とは、このめっきスルーホール４の開口部周縁（スルーホール周縁）において、面方向に対する凸部または凹部が形成されたコンタクト面を有して導体パターン２ａの厚さ方向に相互接続されている。

めっきスルーホール４は、スルーホール３の内壁に形成された円筒状の貫通方向めっき部（第１のめっき部）４１と、この貫通方向めっき部４１の軸方向両端から絶縁基板１に沿って延びる（はみ出す）リング状の面方向めっき部４２とから構成されており、貫通方向めっき部４１に包囲された内空部は、例えばめっき銅からなる穴埋め部５で穴埋めされている。
導体パターン２，２ａの厚みは、銅張り積層板に予め積層されている銅箔の厚みと同じかそれよりも若干薄く、例えば、１２μｍかそれ以下に設定されている。また、面方向めっき部４２の厚みＴは、導体パターン２，２ａの厚みと同様であり、面方向めっき部４２の面方向の張出寸法Ｌは、例えば、Ｌ＝０．１〜０．２ｍｍに設定されている。

以上説明したように、本実施例のプリント配線板Ｐによれば、導体パターン２のうち、めっきスルーホール４の開口周縁部における導体パターン２ａには面方向に凸部２２ｂおよび凹部２２ａが形成されており、導体パターン２とめっきスルーホール４とのコンタクトが、この凸部２２ｂおよび凹部２２ａと、これに対応する面方向めっき部４２の凹部４２ｂおよび凸部４２ａとにより確保することで、従来に比してコンタクト面積を拡大させることができるので、導通領域を厚さ方向に嵩張らせずに互いの導通を確保することができる。ゆえに、導体パターン２が微細化及び高密度化に対しても、層間接続の信頼性が高い。

さらに、このプリント配線板Ｐは、めっきスルーホール４がめっき銅からなる穴埋め部５により穴埋めされているので、めっきスルーホール４においては電気伝導性だけでなく熱伝導性も良い。
従って、プリント配線板Ｐの多層化要求に対しても、放熱性の良好な多層プリント配線板を構成することができる。

次に、このプリント配線板Ｐの製造方法の一実施例について、図１〜図７を参照しながら説明する。
まず、絶縁基板１の表裏両面に導体パターン２を形成するための銅箔１２が貼着されてなる銅張り積層板Ｑを用意し（図１）、その一方の面から他方の面にかけて、絶縁基板１の表裏両面に形成される導体パターン２を適所で層間接続させるためのスルーホール３を形成する（図２）。
次いで、製面及びデスミアを行い、無電解銅めっきの付着性を向上させるための触媒、例えばパラジウム（Ｐｄ）を銅箔１２の表面及びスルーホール３の内壁に吸着させる。

次に、スルーホール３の開口周縁部を残して（外して）、つまり、スルーホール３の開口周縁部においては銅箔１２が露出するようにめっきレジスト層１３を形成する（図３、マスク工程）。レジスト層１３の露出部分には、面方向に対する凹部１３ａや凸部１３ｂが形成されている。そして、この開口周縁部に露出する銅箔１２ａをその厚み方向にエッチングして、面方向に対する凹部２２ａや凸部２２ｂを形成する（図４、エッチング工程）。

このエッチングにより除去される銅箔１２ａの厚み、つまり、凹部２２ａや凸部２２ｂの高さは、例えば銅箔１２の初期厚さ１２μｍと同一に設定される。なお、エッチングの際には、エッチング液としてアルカリタイプのものを使用することにより、前工程で吸着させたＰｄ触媒を銅箔１２の表面及びスルーホール３の内壁に残存させつつ、銅箔１２ａのみを選択的にエッチングする。

次いで、エッチングされた結果、めっきレジスト層１３の直下における銅箔１２に形成された凹部２２ａや凸部２２ｂよりも内周側の絶縁基板１露出面と、スルーホール３の内壁とに無電解銅めっきを施して銅めっきを析出させる。
すると、スルーホール３の内壁にはその貫通方向に延びる円筒状の貫通方向めっき部４１が析出し、絶縁基板１の面方向にはみ出す、言い換えれば、スルーホール３の径方向外方に沿ってはみ出すリング状の面方向めっき部４２が析出する（図５、第１のめっき工程）。

これら貫通方向めっき部４１と面方向めっき部４２とは一体をなして析出するので、スルーホール３は後工程で絶縁基板１の両面に形成される導体パターン２，２間を電気的に層間接続するめっきスルーホール４となる。
次いで、めっきレジスト層１３の直下にある銅箔１２を給電部として用いて電気銅めっきを行い、円筒状の貫通方向めっき部４１に包囲されている内空部１４をめっき銅にて穴埋めする（図６、第２のめっき工程）。この穴埋め部１５は、銅箔１２の外表面１２Ａから膨出するまで形成される。

次いで、めっきレジスト層１３を除去し、さらに、銅張り積層板Ｑの表裏両面を研磨する。研磨に際しては、穴埋め部１５の膨出部だけを研磨するのではなく、銅箔１２がその外表面から０．１〜０．２μｍ研磨される程度の研磨しろを設定しておいて、銅箔１２のうちエッチングされていない部分と、めっきスルーホール４の面方向めっき部４２と、穴埋め部１５とが面一となるように外表面を研磨する（図７）。
このとき、めっきスルーホール４には、研磨方向すなわち絶縁基板１に沿う方向に外力が作用するが、めっきスルーホール４が穴埋めされているので、面方向めっき部４２が研磨方向に引きずられることはなく、仮に引きずられることがあったとしても、面方向めっき部４２の凸部４２ａおよび凹部４２ｂと、銅箔１２に形成された凹部２２ａおよび凸部２２ｂとの接触状態はそのまま維持されるので、層間接続は確保される。

しかる後、銅箔１２をサブトラクティブ法により所定のパターンでエッチングすると、絶縁基板１の表裏両面１Ａ，１Ｂに導体パターン（回路パターン）２が形成されると共に、これら導体パターン２同士がめっきスルーホール４を介して電気的に層間接続されたプリント配線板Ｐが形成される（図８）。
このとき、エッチングされる導体層の厚みは、銅張り積層板Ｑに元々積層されていた銅箔１２から前記研磨しろを差し引いた厚みであるから、導体パターン２の形成が容易になると共に、その細線化及び高密度化も容易に実現することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、図５に示す内空部１４を穴埋めせずにそのまま残しておいて、導体パターン２を形成するようにしてもよい。また、実施の形態では、導体パターン２に凹部２２ａおよび凸部２２ｂのいずれも形成する場合について説明したが、凹部２２ａと凸部２２ｂのいずれか一方を形成するようにしてもよい。

本発明の一実施例によるプリント配線板の製造に用いられる銅張積層板を示す断面図である。 図１に示す銅張り積層板にスルーホールを形成した状態を示す断面図である。 図２に続いて、スルーホールの開口周縁部を残して銅箔上にめっきレジスト層を形成した状態を示す断面図である。 図３に続いて、開口周縁部に露出する銅箔をエッチングを施した状態を示す断面図である。 図４に続いて、スルーホールの内壁とエッチングされた銅箔部分に無電解めっきを施した状態を示す断面図である。 図５に続いて、めっきレジスト層下の銅箔を給電部としてスルーホール内を電気めっきで穴埋めした状態を示す断面図である。 図６に続いて、めっきレジスト層を除去した後、基板表面を研磨して穴埋め部分と銅箔とを面一にした状態を示す断面図である。 図７に続いて、銅箔を所定の導体パターンにエッチングしてプリント配線板とした状態を示す断面図である。 図８に示すプリント配線板の要部拡大斜視図である。

符号の説明

１…絶縁基板
１Ａ、１Ｂ…表裏両面
２…導体パターン（導体層）
３…スルーホール
１２…銅箔（導体層）
１３…めっきレジスト層
１４…内空部
２２ａ…凹部（コンタクト面）
２２ｂ…凸部（コンタクト面）
４１…貫通方向めっき部（第１のめっき部）
４２…面方向めっき部（第２のめっき部）
４２ａ…凸部（コンタクト面）
４２ｂ…凹部（コンタクト面）
Ｐ…プリント配線板
Ｑ…銅張り積層板

Claims (4)

1. 絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層のスルーホール周縁に面方向に対する凸部または凹部が形成され、この凸部または凹部には前記スルーホールの内壁に析出させた第１のめっき部の両端から前記絶縁基板に沿って延びる第２のめっき部が接続されていることを特徴とするプリント配線板。
2. 絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層と、層間接続のためのめっきスルーホールとが、前記導体層の面方向に対する凸部または凹部が形成されたコンタクト面を有して前記導体層の厚さ方向に相互接続されていることを特徴とするプリント配線板。
3. スルーホールを有する銅張り積層板の表裏両面に、前記スルーホールの開口周縁部を面方向に対する凸部または凹部が形成されるように残してめっきレジスト層を形成するマスク工程と、
   前記スルーホールの開口周縁部に露出する銅箔をその厚み方向にエッチングするエッチング工程と、
   前記スルーホールの内壁及び前記エッチングされた銅箔内壁面にめっき層を析出させる第１のめっき工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
4. 前記第１のめっき工程により形成されためっきスルーホールの内空部を、前記めっきレジスト層下の銅箔を給電部として電気めっきにより穴埋めする第２のめっき工程を備えることを特徴とする請求項３記載のプリント配線板の製造方法。
   
   

Images