JP2008060224A

JP2008060224A - 配線板の検査方法

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Publication number: JP2008060224A
Application number: JP2006233568A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyasu Ishihara; 光泰石原
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP4863065B2

Abstract

【課題】本発明は、破壊検査をすることなく、多数のＩＶＨから効率的に樽形状であるＩＶＨを判別する検査方法を提供するものである。
【解決手段】本発明は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）により行われる配線板の検査方法である。
（ａ）一方が解放され他方が有底であり層間の電気接続を行うＩＶＨと、このＩＶＨ周囲に配置されるランドとを有した配線板の、上記ＩＶＨ最大内径を示す画像撮影工程。
（ｂ）工程（ａ）により得られた画像と、上記ＩＶＨランド径を画像撮影する工程。
（ｃ）工程（ａ）により得られたＩＶＨ最大内径と、工程（ｂ）により得られたランド径とを比較し、ＩＶＨ最大内径が、ランド径よりも大きい場合にフラグをたてる工程。
【選択図】図４

Description

本発明は、配線板の検査方法に関するものである。

従来多層プリント配線板のコンフォーマル加工法により形成された各内層の回路導体に達するＩＶＨは、加工物の厚み、ガラスクロス等の繊維の粗密度、樹脂材質、レーザー強度などにより均一にレーザー孔明け加工することが難しく、断面を観察する等、その基板を破壊しないと樽形状のＩＶＨを検出することが困難であった。

従来のレーザー孔明け加工では、その一例として、特許文献１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ＩＶＨを形成する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基準マークを第１ＩＶＨ用のボトムランドに設け、基準マークから透過光を検出することにより第２ＩＶＨの合わせ位置決めをする多層プリント配線板の製造方法である。
特開２００４−１４６４２７号公報。

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のレーザー孔明け加工では、外層から各段の内層までの厚みは、各段の絶縁層の厚み、各段の内層の回路導体厚み、及び、樹脂材質が異なり、また、ガラスクロス等の繊維の粗密度が孔明け位置によって異なり、レーザー強度、レーザー加工ショット数を、作業前の数孔による確認テストによりレーザー加工条件を設定する必要があった。

但し、レーザー孔明け加工後に万が一樽形状のＩＶＨがあった場合は、それを判別する術がなく、樽形状であるがために、そのＩＶＨは後工程である銅めっき前処理及び銅めっき工程において、ＩＶＨ内の液循環が悪くなることによる接続信頼性の低下若しくは接続断線を引き起こす原因となっている。

本発明は、破壊検査をすることなく、多数のＩＶＨから効率的に樽形状であるＩＶＨを判別する検査方法を提供するものである。

本発明は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）により行われる配線板の検査方法である。
（ａ）一方が解放され他方が有底であり層間の電気接続を行うＩＶＨと、このＩＶＨ周囲に配置されるランドとを有した配線板の、上記ＩＶＨ最大内径を示す画像撮影工程。
（ｂ）工程（ａ）により得られた画像と、上記ＩＶＨランド径を画像撮影する工程。
（ｃ）工程（ａ）により得られたＩＶＨ最大内径と、工程（ｂ）により得られたランド径とを比較し、ＩＶＨ最大内径が、ランド径よりも大きい場合にフラグをたてる工程。

本発明の配線板の検査方法では、樽形状のＩＶＨを多数のＩＶＨの中から、配線板を破壊することなく判別し、接続信頼性の低下若しくは接続断線を引き起こす原因となっているＩＶＨを有する不良製品の流出を防ぐことができる。

また、製品基板とは別の捨て枠部分にダミーのＩＶＨ及びランドを設けてやれば、製品にＩＶＨと同心円上の丸ランドがなくとも製品基板のＩＶＨ樽形状の度合いをある程度把握することができる。

また、捨て枠部分にダミーのＩＶＨ及びランド各々の径を任意に設ければ、基板を破壊することなく、よりＩＶＨ樽形状の度合い毎の発生率を知ることが可能であり、ＩＶＨ樽形状の度合いの基準を設けて、より高品質なＩＶＨ形状を有する製品を選別することも可能とある。

また、実際のレーザー孔明け加工前におけるレーザー加工条件を設定するテストの際、従来は断面観察により基板を破壊して断面形状を観察し、樽形状の度合いを観察していたが、本発明を用いれば基板を破壊することなく高作業効率で多数のＩＶＨの樽形状の程度を知ることができ、効率的にレーザー孔明け加工条件を設定することができる。

本発明にて述べるＩＶＨとは、一方が解放され他方が有底であり、導体によって２層以上の層間の電気接続を行う穴を意味する。
図１を用いてより具体的に述べると、絶縁層１の底部に配置された導体層２が、ＩＶＨの底部となり、絶縁層１の上部に配置した導体層３と、先に述べた導体層２とを、めっき層４により電気的に接続することで、ＩＶＨ５を形成している。

本発明にて述べるランドとは、ＩＶＨの開放面又は有底面に形成され、ＩＶＨの周壁と電気的に接続された導体を意味する。
図２を用いてより具体的に述べると、ＩＶＨ５の直径よりも大きくした導体部分が、ランド６であり、基本的に、ランド径はＩＶＨ径よりも大きくなる。
また、図２にて説明したものは、ＩＶＨ５及びランド６が、上面視円形であり同心円状になっているが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＩＶＨとランドとが、その形状を相似形となし、軸心を同一とするものであれば、三角形、四角形等の多角形状、楕円形等の曲線形状とすることができる。

本発明にて述べるＩＶＨの最大内径とは、ＩＶＨの底面からＩＶＨの開放端迄の間で、その径が最大となる部分の径を意味する。
図３を用いてより具体的に述べると、図３に示すＩＶＨ５は、その開放端部径７が最大ではなく、より深い部分に最大内径８が存在する。

本発明にて述べる画像撮影とは、ＩＶＨの最大内径を透視できるＸ線撮影等によりそのＩＶＨ画像を認識し、さらにそのＩＶＨの最大内径を自動測長まで行うことをいう。

本発明にて述べる画像比較とは、図４に示すように、Ｘ線透過等で認識したＩＶＨ最大内径（Ａ）と、ランド径（Ｂ）とを各々測長し、この（Ａ）と（Ｂ）との長さを比較することを意味する。比較は、（Ａ）の長さが（Ｂ）の長さを超えた場合にＮＧとする。
図４に示すものでは、ナンバー１から３までの３回の測定を行い、それを画面上に表示させており、ナンバー１にのみＮＧの判定をしている。そして、ＮＧの判定をした際には、フラグを立てて、表示、音、機器の停止等により告知を行う。
本発明では、多層プリント配線板の層間を接続するＩＶＨのコンフォーマルレーザー孔明け加工方法においては、導体ランドを形成しそのレーザー穴あけ方向から観察すると、導体ランドとＩＶＨ壁面がほぼ同心円状にあり、そのふたつの径の大きさの差は、ＩＶＨの樽形状の程度により変化することを利用する。

また、レーザー強度やレーザー加工ショット数等の加工条件は、材質、厚み毎に設定する。コンフォーマル加工法の場合、レーザー強度やショット数が大きい程加工面側のマスクとなる銅が突き出した樽形状になっていく。
つまり、コンフォーマル法でレーザー加工をしたＩＶＨに導体ランドを任意の径で形成し、このＩＶＨ最大径とランド径の大きさをＸ線等を用いて比較して、ＩＶＨ樽形状の程度あるいはレーザー強度やレーザーショット数、レーザー照射時間の過剰度が判定できる検査方法である。

また、ランド径よりＩＶＨ径のほうが明らかに大きいときは、Ｘ線等を用いなくとも図５に示すように孔９ができ、ＩＶＨ形状が樽形状のものと判別できる。

以下、図６、図７を参照して本発明のプリント配線板のレーザー加工方法を説明する。
図６に示すように、プリント配線板のレーザー加工方法として、ガラスエポキシ材１１の両面に銅箔を張り合わせ、この銅張積層板は、エッチングすることにより、両面に内層の回路導体１２、１３を設けたコア材１５となる。

次に図７に示すように、内層の回路導体１２、１３を設けたコア材１５の両面に銅箔１７を樹脂１６を介して高温プレス成形により積層する。
銅箔１７の表面は、ＩＶＨとする箇所を選択し、エッチング加工により銅を除去する。銅を除去した後は、除去した部分にレーザを照射し、樹脂１６に穴を設けるが、その際に残存銅がレーザマスクとなる。

その次に、図８に示すように、銅箔１７を除去し樹脂１６が露出している部分へ炭酸ガスレーザー（レーザー加工条件：周波数１０００Ｈｚ、パルス幅１０〜３０μｓｅｃ）を照射して、樹脂１６を燃焼分解して除去することにより直径０．０６〜０．２０ｍｍのバイアホール２５、２６を形成した。

そして、図９に示すように、無電解銅めっき及び電解銅めっき処理をして外層の回路導体と内層の回路導体を接続するバイアホール２５、２６の周壁にめっき導体２７を施しＩＶＨ２８、２９を形成する。
その後、外層銅箔（外層導体）をエッチングすることにより、所定の外層の回路導体２２、２３を設ける。

次に、図１０を用いて本発明のプリント配線板のレーザー加工方法の１実施例を説明する。
図１０の断面図は、上記の図８においてレーザー孔明け加工における上面側のバイアホール２５部分を加工する際の拡大した断面図を示すものである。
この銅箔１７を除去し、樹脂１６が露出した部分へ炭酸ガスレーザーを照射して、樹脂１６を燃焼分解して除去する。

図１０に示すように、銅箔１７を除去し樹脂１６が露出した部分へ炭酸ガスレーザー（レーザー加工条件：周波数１０００Ｈｚ、パルス幅１０〜３０μｓｅｃ、ビーム径φ０．２ｍｍ）を２回〜４回ショット（照射）して、厚み０．２ｍｍ（今回の例）の樹脂１６を内層の回路導体１２の近くまで燃焼分解して除去する。

次に図１０に示すように、内層の回路導体１２の一部分が露出するまでレーザー照射を続ける。この時点ではＩＶＨはまだ樽形状にならない。

内層の回路導体１２が露出してから先は、この回路導体１２を溶解分解することになる。しかし、内層の回路導体１２の加工時は溶解分解や燃焼分解がされにくく、レーザービームは金属導体で反射・拡散する。そして、この時点から先は過剰なレーザー照射をすると図１１に示すようにバイアホール底面の周囲やバイアホール壁面の樹脂１６がどんどん燃焼分解されていく。

つまり、内層の回路導体１２の一部分が露出する時点から先の過剰レーザー照射エネルギー分が、ＩＶＨの樽形状を発生させる原因である。

本発明のプリント配線板のレーザー加工方法により形成されたＩＶＨを説明する断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法により形成されたＩＶＨとそのランドを説明する面視図と断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法により形成されたＩＶＨ最大内径を説明する面視図と断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法により形成されたＩＶＨ内径とそのランド径を比較するのに必要な設備の簡略図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法により形成されたＩＶＨ内径とそのランド径を比較してフラグを立てるべき樽状ＩＶＨ（ＮＧ検出）の例を説明した図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法を説明する前工程の断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法を説明する前工程の断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法を説明する前工程の断面図である。本発明のプリント配線板のレーザー加工方法を説明する後工程の断面図である。本発明のレーザー孔明けでバイアホール加工を説明する拡大図である。樽形状IVHになる場合の例を説明する断面図である。

符号の説明

１…絶縁層、２…導体層、３…導体層、４…めっき層、５…IVH、６…ランド、７…開放端部径、８…最大内径、９…孔、１１…ガラスエポキシ材、１２，１３…内層の回路導体、１５…コア材、１６…樹脂、１７…銅箔、２２,２３…外層の回路導体、２５,２６…バイアホール、２７…めっき導体、２８，２９…ＩＶＨ。

Claims

以下の工程（ａ）〜（ｃ）により行われる配線板の検査方法。
（ａ）一方が解放され他方が有底であり層間の電気接続を行うＩＶＨと、このＩＶＨ周囲に配置されるランドとを有した配線板の、上記ＩＶＨ最大内径を示す画像撮影工程。
（ｂ）工程（ａ）により得られた画像と、上記ＩＶＨランド径を画像撮影する工程。
（ｃ）工程（ａ）により得られたＩＶＨ最大内径と、工程（ｂ）により得られたランド径とを比較し、ＩＶＨ最大内径が、ランド径よりも大きい場合にフラグをたてる工程。