JP2007165759A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨが混在するプリント配線板では、貫通スルーホール用のＮＣドリル穴明け装置と非貫通のバイアホールを形成するレーザー穴明け装置とは装置が異なるため、位置決めガイドの相違、プリント配線板の伸縮、貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨに位置ズレが生じる問題があった。
【解決手段】 プリント配線板の製造方法において、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨを位置決め基準とし、このＩＶＨからの反射光をＣＣＤカメラで受光し、ＩＶＨと該ＩＶＨの上面側に形成した表面回路導体との位置決めをするプリント配線板の製造方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法、特に、非貫通穴のＩＶＨと回路導体とを位置決めする多層プリント配線板の製造方法、及び非貫通穴のＩＶＨと回路導体とを位置決めする位置決めマークに関するものである。

従来の多層プリント配線板では、各内層の回路導体と非貫通穴のバイアホールとを位置決めすることは、貫通スルーホールを基準マークとし、貫通スルーホールの下方からの透過光をＣＣＤカメラで受光し、貫通スルーホールと回路導体パターンを位置決めすることが重点となり、非貫通穴のバイアホールは貫通スルーホールを代替えとして位置決めすることとなり、非貫通穴のバイアホールと回路導体パターンの高精度の位置決めをすることが困難であった。

従来例として、特開２００４−１４６４２７号公報に開示されている多層プリント配線板の製造方法がある。
これは、樹脂付き銅箔を積層しながら多段に重ねたバイアホールを形成するものでビルドアップ法による多層プリント配線板の製造方法であって、多層プリント配線板の下方からの透過光を認識できる銅箔を除去した基準マーク（φ１．０ｍｍ）をコア材となる両面プリント配線板の第１バイアホール用のボトムランドに設け、この上面に前記基準マークが認識できる程度の面積（φ２．０ｍｍ）の円形開口部を穿設した樹脂付き銅箔を積層し、多層プリント配線板の下方からの透過光を検出することによる第１バイアホールの位置決め部（１１）、バイアホール位置調整穴明け部（１２）、第１バイアホール形成部（１３）を設ける多層プリント配線板の製造方法である。

しかし、上記の製造方法では、バイアホールの位置決めをする多層プリント配線板の下方からの透過光を検出する第１バイアホールの位置決め部（１１）を基準マークと、この基準マークが認識できる程度の面積（φ２．０ｍｍ）の円形開口部をコア材上面の外層部に設けるから、コア材の樹脂は透過率の良い材質に限定されること、この基準マークのスペースは配線回路導体の配置ができず無効領域となる。さらに、バイアホール位置調整穴明け部（１２）のスペースも無効領域である。

また、プリント配線板の各層に形成されるバイアホールを多段に重ねるスタックバイアホールを形成する場合は、コア材に設けられた導体からなる第１のボトムランドを最初の基準として、第１のバイアホールの位置決めをレーザー穴明け加工し、次にその第１のバイアホールの第１トップランドを基準として、第２のバイアホールの位置決めをレーザー穴明け加工し、第２のバイアホールの第２トップランドを形成する。
しかし、このようにレーザー穴明け加工は位置決め基準がそれぞれ変わるため、第１のバイアホールの中心位置と第２のバイアホールの中心位置がズレ、位置決めを高精度にすることが困難であった。

プリント配線板の高密度化が進むにつれて、各段の内層回路相互、外層から各段の内層回路との電気的な接続をするには、ＮＣドリル穴明けによる穴径の大きい貫通スルーホールよりレーザー穴明けによる穴径の小さい非貫通のバイアホールの適用が多くなり非貫通のバイアホール内に導体めっきを施したＩＶＨと表面回路導体との位置決め精度の要求が高くなっている。

また、貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨが混在するプリント配線板では、貫通スルーホールのＮＣドリル穴明け工程（装置）と非貫通のバイアホールのレーザー穴明け工程（装置）とは、工程及び装置が異なるため、貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨに位置ズレが生じる。
特に、この非貫通のＩＶＨと表面回路導体（ランド、ライン）の位置決めを高精度にする必要があった。
特開２００４−１４６４２７号公報

従来は、貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨが混在するプリント配線板では、貫通スルーホールを形成するＮＣドリル穴明け装置と非貫通のバイアホールを形成するレーザー穴明け装置とは装置機能が異なるため、当然加工工程が別々と異なり、位置決めガイドの相違、プリント配線板の伸縮、貫通スルーホールと非貫通のＩＶＨに位置ズレが生じる問題があった。
本願において、ＩＶＨとは外層の回路導体から内層の回路導体に達するブラインドビアや内層の回路導体相互を接続するベリードビアを総称してＩＶＨ（インタスティシャルビアホール）と呼ぶものである。
また、第１段目、第２段目のレーザー穴明け加工では、レーザー穴明け位置決め基準がそれぞれ変わるため、第１のバイアホールの中心位置と第２のバイアホールの中心位置がズレ、非貫通のＩＶＨと表面回路導体（ランドや配線ライン）の位置決め精度が悪かった。

本発明は、プリント配線板の外層から各段の内層の回路導体に達するＩＶＨ用のバイアホールをレーザー孔明け加工で、外層から各段の内層までの深さで孔明け加工しておき、このバイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施した多数のＩＶＨを設定する。
上記の多数のＩＶＨと回路導体であるＩＶＨのトップランドの回路導体（ランドや配線ライン）の位置決めを高精度にするために、特定領域内に複数（Ｍ段×Ｎ列）のＩＶＨに対応する位置決めマークを設け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。

上記の課題を解決するために請求項１の発明は、多層プリント配線板の製造方法において、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨを位置決め基準とし、このＩＶＨからの反射光をＣＣＤカメラで受光し、ＩＶＨと該ＩＶＨの上面側に形成した表面回路導体との位置決めをするプリント配線板の製造方法である。
つまり、多層プリント配線板の製造方法において、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨを位置決め基準とし、このＩＶＨの反射光をＣＣＤカメラで受光し、該ＩＶＨの上面側に形成したトップランドである回路導体の位置を一致させて正確な位置決めをするプリント配線板の製造方法である。

請求項２の発明は、位置決めマークとＩＶＨ穴の位置のブロックが個別プリント配線板を複数面付けした有効領域外の特定領域内に配置されるプリント配線板の製造方法である。
つまり、請求項１の位置決め基準とするＩＶＨにおいて、（複数段）×（複数列）のＩＶＨブロックをＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）とするものである。

請求項３の発明は、多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を位置決め基準とし、直接描画露光システムにより、ＩＶＨとＩＶＨ上面の回路導体とを高精度に位置決め形成するプリント配線板の製造方法である。
又は、多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を大盤のプリント配線板の有効領域（Ｅ）の外部の特定領域に配置し、直接描画露光システムにより有効領域内のＩＶＨの上面の回路導体を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法である。

請求項１、請求項２のプリント配線板は各段の回路導体（配線パターンであるランドや配線ライン等）と、バイアホール穴の非貫通穴内に導体めっきを施したにＩＶＨの位置とを一致させて、正確な位置決めをするプリント配線板の製造方法が提供できる。

特に、多層プリント配線板の製造方法において、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨを位置決め基準とし、このＩＶＨからの反射光をＣＣＤカメラで受光し、該ＩＶＨの上面側に形成したトップランドの回路導体の位置決めを高精度にできるプリント配線板の製造方法である。
つまり、ＩＶＨと（複数段）×（複数列）のＩＶＨブロックをＩＶＨの上面側に形成したトップランドである表面回路導体との位置決めをするための位置決めマーク（Ｍ）を提供できる。

請求項３の発明は、多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を位置決め基準とし、直接描画露光システムにより、フォトフィルムマスクやガラス乾板などの治工具を使用する必要がなくフォトマスクが不要となるため治工具作成コストが安価となる。

また、多層プリント配線板の各段の回路導体（配線パターンであるランドや配線ライン等）を露光形成する際に、多層プリント配線板の上面に感光性ラミネートフィルムを真空圧着してから、フォトフィルムマスクやガラス乾板などの治工具を使用することなく（フォトマスクが不要である）、ＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を位置決め基準とし、直接描画露光システムにより、ＩＶＨとＩＶＨ上面の回路導体とを高精度に位置決め形成するプリント配線板の製造方法を提供できる。

多層プリント配線板の層間を接続するＩＶＨ用のバイアホールのレーザー孔明け加工方法において、各層間の絶縁樹脂層から内層の回路導体（金属導体）に達する非貫通のバイアホールとＩＶＨのトップランドの回路導体である配線パターン（ランドや配線ライン）の位置決めを高精度にするプリント配線板の製造方法を説明する。

本願では、炭酸ガスレーザーを照射して、内層回路導体の所定箇所にボトムランド上の樹脂を燃焼分解して除去することによりφ０．１０ｍｍのバイアホールを形成した。ＩＶＨとは外層の回路導体から内層の回路導体に達するブラインドビアや内層の回路導体相互を接続するベリードビアを総称してＩＶＨ（インタスティシャルビアホール）と呼ぶ。

以下、図１に基づいてプリント配線板の製造方法を説明する。まず、コア材５となる両面プリント配線板の両面に設けた内層回路導体２の所定箇所に第１ボトムランド３（本図では４ケ所）を設け、この上面の第１段目のバイアホール内に導体めっきを施した第１ＩＶＨ８（本図では４ケ所）を設定する。
上記の非貫通の第１ＩＶＨ８の表面（上面側）に回路導体である配線パターン（ランドや配線ライン）を形成する。この非貫通の第１ＩＶＨ８とＩＶＨの第１トップランド４の位置決めを高精度にするプリント配線板の製造方法である。

図４、図５に基づいて前記の非貫通のＩＶＨと、このＩＶＨのトップランドの位置決めを高精度にする位置決めマークＭ（Ｍ１〜Ｍ４）について説明する。
図４では、貫通スルーホール１７と非貫通のＩＶＨ７が混在するプリント配線板において、プリント配線板の位置決めマークＭの位置を個別のプリント配線板を複数面付けした大盤のプリント配線板１０の有効領域Ｅの外部の特定領域に（１箇所の位置決めマークＭ＝５ｍｍ×５ｍｍ以内）に複数個の位置決めマークＭ（Ｍ１〜Ｍ４）として、非貫通のＩＶＨ７を配置させる（本図ではコーナー部に４箇所）が、板取り効率を向上させるため位置決めマークＭを小さくして（例えば１ｍｍ×１ｍｍサイズ）大盤のプリント配線板１０の有効領域Ｅ内に配置することもできる。

なお、プリント配線板の位置決めマークＭの位置は製造工程中の湿度や温度、研磨荷重などによるプリント配線板基材の伸縮とフォトマスクフィルムの合わせ位置の寸法を補正確認するため通常大盤のプリント配線板１０に２箇所以上（例えばＭ１とＭ２、Ｍ３とＭ４）設ける。
この位置決めマークＭは、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨ７を位置決め基準とし、非貫通のＩＶＨ７とＩＶＨ７のトップランドの回路導体（ランドや配線ライン）の位置決めを高精度にするものである。

図５において、位置決めマークＭの具体例を示す。
図５（ａ）はプリント配線板の非貫通のＩＶＨ７（φ0.10ｍｍ）をピッチＰ＝０．５ｍｍで５段×５列に配置し、中心位置（３段×３列の箇所）には中心部であることが明確に検出できるように非貫通のＩＶＨ７は配置しないようにした。つまり、位置決めマークＭは（約２ｍｍ×２ｍｍサイズ）と小さくできる。

図５（ｂ）はプリント配線板の位置決めマークＭのサイズを小さくするためプリント配線板の非貫通のＩＶＨ７（φ0.10ｍｍ）をピッチＰ＝０．５ｍｍで３段×３列に配置し、中心位置（２段×２列の箇所）には中心部であることが明確に検出できるように非貫通のＩＶＨ７は配置しないようにした。この場合は位置決めマークＭは（約１ｍｍ×１ｍｍサイズ）とさらに小さくできる。
なお、ＩＶＨ７の穴径がφ０.２０ｍｍ以上の場合はＩＶＨ７の反射光が強く（多く）なるから１個の非貫通のＩＶＨ７として配置してもよい。

なお、位置決めマークＭとして、非貫通のＩＶＨ７を１個のみ配置することもできるが孔径が小径であるため位置決めマークＭを識別することが困難である。また、この位置決めマークＭは（奇数段）×（奇数列）のブロックからなる中心位置には中心部であることが明確に検出できるように非貫通のＩＶＨ７は配置しないようにすることが望ましい。ただし、ＩＶＨ７の穴径、ピッチＰ、配置（Ｍ段×Ｎ列）等は適宜選択することもできるが標準化したほうがよい。

多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの（奇数段）×（奇数列）のブロックを位置決めマークとし、このＩＶＨの反射光をＣＣＤカメラで受光し、大盤のプリント配線板の有効領域内に配置する該ＩＶＨの上面側に形成したトップランドである回路導体の位置決めをするＩＶＨブロックの位置決めマークである。

次に図２に示すように、コア材５の両面に設けた第１バイアホール内に導体めっきを施した第１ＩＶＨ８（本図では４ケ所）と、この非貫通の第１ＩＶＨ８の上面側に形成した第１トップランド４の上面に絶縁樹脂を介して第２バイアホール内に導体めっきを施した第２ＩＶＨ９（本図では４ケ所）と、この非貫通の第２ＩＶＨ９の上面側に高精細の第２トップランド６を形成して６層の多層プリント配線板１を形成した。この非貫通の第２ＩＶＨ９とＩＶＨの第１トップランド６の位置決めを位置決めマークＭを活用し高精度に位置決めしたプリント配線板の製造方法である。

その次に図３に示すように、（図２の上面側のみ表示してある）この非貫通の第２ＩＶＨ９とＩＶＨの第２トップランド６の位置決めにおいて、プリント配線板上からの拡散光を位置決めマークＭ部に照射し、位置決めマークＭ部の非貫通のＩＶＨ７からの反射光をＣＣＤカメラ２０で受光し、高精度に高精細第２ＩＶＨ９と高精細の上面側の第２トップランド６を含む回路導体を高位置決めして形成する。
つまり、小径高精度のＩＶＨを位置決めガイドとして、高精細のＩＶＨ表面のトップランドを含む回路導体を高位置決めして形成するプリント配線板の製造方法である。

そして、この非貫通の一段目の第１ＩＶＨ８と二段目の第２ＩＶＨ９を同一箇所に２段（多段）に重ねたスタックバイアホール構造とし、非貫通の位置決めマークＭとすることもできる。

また、直接描画露光と呼ばれる直接描画露光システムにより、多層プリント配線板に直接露光して、高精細で高位置決めの表面回路導体を形成するプリント配線板の製造方法を説明する。
上記の直接描画露光では、水銀灯によるＵＶ光やレーザー光を利用するから描画速度が速く、高解像度の直接描画露光システムである。

直接描画露光システムでは、露光形成する治工具（フォトフィルムマスクやガラス乾板など）を使用せずに多層プリント配線板の上面に感光性ラミネートフィルムを真空圧着してから、レーザーダイレクトイメージング（ＬＤＩ）と呼ばれる直接描画データにより直接描画露光して高精細ＩＶＨと高精細の上面側のトップランドを含む回路導体を高位置決めして形成するものである。

多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を位置決め基準とし、直接描画露光システムにより、ＩＶＨとＩＶＨ上面の高精細の回路導体とを高精度に位置決め形成する

上記のＬＤＩシステムでは、従来の表面回路導体を露光する際の治工具（フォトフィルムマスクやガラス乾板など）を使用しないから、多層プリント配線板と露光する治工具との位置決めをする露光前の段取り作業が不要となる。

また、直接描画露光システムでは、多層プリント配線板の温度や湿度による伸縮、寸法バラツキ、製造工程バラツキによる個別位置に合わした伸縮自在のＬＤＩデータで直接描画して露光できるから高精細ＩＶＨと高精細の表面回路導体を高位置決めできる。

本発明のプリント配線板の製造方法を説明する４層の多層プリント配線板の断面図である。 本発明のプリント配線板の製造方法を説明する６層の多層プリント配線板の断面図である。 本発明の第２ＩＶＨ９と、この第２ＩＶＨの第２トップランド６の位置決めを説明する拡大断面図である。 本発明の位置決めマークＭの特定領域について説明する平面図である。 本発明の位置決めマークＭの具体例を示す平面図である。

符号の説明

１…プリント配線板、２…内層回路導体、３…第１ボトムランド、
４…第１トップランド、５…コア材、６…第２トップランド、
７…ＩＶＨ、１７…貫通スルーホール、８…第１ＩＶＨ、９…第２ＩＶＨ、
２０…ＣＣＤカメラ、Ｍ…位置決めマーク。

Claims (3)

1. 多層プリント配線板の製造方法において、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨを位置決め基準とし、このＩＶＨからの反射光をＣＣＤカメラで受光し、ＩＶＨと該ＩＶＨの上面側に形成した回路導体との位置決めをすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 請求項１の位置決め基準とするＩＶＨにおいて、（複数段）×（複数列）のＩＶＨブロックをＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）とすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 多層プリント配線板の位置決め基準として、バイアホールの非貫通穴内に導体めっきを施したＩＶＨの位置決めマーク（Ｍ）を位置決め基準とし、直接描画露光システムにより、ＩＶＨとＩＶＨ上面の回路導体とを高精度に位置決め形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。

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