JP2008124370A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 絶縁層間厚みが厚い製品であっても複数層の導体間を小径のインナービアホールで接続することが実施可能な多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 貫通孔を有し、該貫通孔内に導電性ペーストを充填したプリプレグを所定の絶縁層厚さで、かつ貫通孔位置が同一位置になるように複数枚重ねた後、その両面に金属箔を配し、金属プレートで挟み加熱加圧して所定位置の金属箔間の層間接続を行うことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、少なくとも２層以上の導体層を接続してなる多層プリント配線板の製造方法に関する。

従来の多層プリント配線板は、例えば、特許文献１、２等に示す構造のものが一般的に知られているが、近年の電子機器の小型化、高密度化に伴い、それに用いられるプリント配線板への軽薄、短小化の要求がますます強くなっている。この要求に対応するため、多層プリント配線板は複数層の導体間をインナービアホールで接続する構造が必要となっている。さらに、そのインナービアホールの径もより小径のものが望まれている。
特開２００６−０８０４４９号公報 特開２００４−０３７９４０号公報

以下に導電性ペーストを用いて層間接続を行う２層板構造の多層プリント配線板の製造方法について図４により説明する。ガラス布、アラミド繊維布等の基材に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の合成樹脂を含浸、乾燥させて得られるプリプレグ１の両面に図４（ｂ）に示すように離型性フィルム２を貼り合わせ、その所定の位置に図４（ｃ）に示すように貫通孔３を形成する。

次いで、離型性フィルム２の上から全面に導電性ペースト４を印刷することにより、図４（ｄ）に示すように貫通孔３の内部を導電性ペースト４で充填し、さらに、図４（ｅ）に示すようにプリプレグ１の両面に配された離型性フィルム２を剥離する。これにより所定の位置のみに導電性ペースト４が配されたプリプレグ１を得ることができる。

その後、導電性ペースト４が配されたプリプレグ１の両面に金属箔５を配し、金属プレートで挟み加熱加圧することにより図４（ｆ）を得る。そして、金属箔５をエッチングにより不要な箇所を排除することにより図４（ｇ）に示す２層板構造のプリプレグが得られる。

次に、導電性ペーストを用いて層間接続を行う４層板構造の多層プリント配線板の製造方法について図５により説明する。図５（ａ）に示すように図４（ａ）〜（ｇ）の工程を経て製造された２層板６の両面に図４（ａ）〜（ｅ）の工程で製造された導電性ペースト４が充填されたプリプレグ１を配し、その両面に銅箔５を貼り合わせる。

次いで、図５（ｂ）に示すように両面から金属プレートで挟み、加熱加圧し、２層プリント配線板６と導電性ペースト４が充填されたプリプレグ１と金属箔５とを一体化する。その後、銅箔５をエッチングにより不要な箇所を排除することにより図５（ｃ）に示す４層板が得られる。

しかしながら、上記の製造方法では、以下に示すような課題を有していた。
両面に離型性フィルムを貼り付けたプリプレグへの貫通孔の形成をレーザー光照射を用いて実施した場合、貫通孔の断面形状はストレートではなく、レーザー光照射面に対しその反対面の開口孔が小さくなる傾向がある。
さらに、この傾向はプリプレグの厚みが増すに伴い増加する傾向があるため、プリプレグ厚みの厚い場合には貫通孔を小さくすることが困難であった。

また、従来の製造方法による導体層の接続は導電性ペーストにて行われるが、ここで用いられる導電性ペーストの電気的な接続には上下からの圧縮が必要となる。この圧縮を確保するため、プリプレグ厚みに対応した離型性フィルムをプリプレグ両面に貼り付け、貫通孔を形成し、導電性ペーストを充填した後に、離型性フィルムを剥離することによりプリプレグ表面から両面の離型性フィルム厚み分だけ導電性ペーストの厚みが増した構造をとる。

これに銅箔などの金属箔を重ね金属プレートを介し加熱加圧することにより、導電性ペーストを圧縮するとともに、プリプレグに含浸された合成樹脂を溶融、硬化させている。つまり導体層の接続を安定的に行うためにはプリプレグ厚みが増すに伴い、離型性フィルムの厚みも厚くする必要がある。

さらに、貫通孔径を小径化していった場合、離型性フィルムに形成される孔部のアスペクトが高くなり、導電性ペーストを充填した後にプリプレグから離型性フィルムを剥離した際に、プリプレグ側から離型性フィルムに形成される孔側に導電性ペーストがとられてしまい、圧縮に必要な導電性ペーストの厚みが確保できないという現象が発生する。これにより、導体層の接続を安定的に行うことができず、接続不良が発生する。

これらの現象により、プリプレグ厚みが厚い場合は貫通孔径を小さくしていくに伴って導体層間の接続が不安定になったり、場合によっては接続ができないという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するものであり、絶縁層間厚みが厚い製品であっても複数層の導体間を小径のインナービアホールで接続することが実施可能な多層プリント配線板の製造方法を提供するものである。

本発明は、次の事項に関する。
（１）貫通孔を有し、該貫通孔内に導電性ペーストを充填したプリプレグを所定の絶縁層厚さで、かつ貫通孔位置が同一位置になるように複数枚重ねた後、その両面に金属箔を配し、金属プレートで挟み加熱加圧して所定位置の金属箔間の層間接続を行うことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法に関する。

（２）の厚さが、８０μｍ以上５００μｍ以下である項（１）記載の多層プリント配線板の製造方法。
（３）が、レーザー光照射により形成されたものである項（１）又は（２）記載の多層プリント配線板の製造方法。

（４）の一方の開口部が、他方の開口部よりも小さく形成されたものである項（１）、（２）又は（３）記載の多層プリント配線板の製造方法。
（５）のプリプレグのうち少なくとも最外部となる２枚のプリプレグが、貫通孔の開口部が小さい方を外側に向けて重ねたものである項（１）、（２）、（３）又は（４）記載の多層プリント配線板の製造方法。

本発明の製造方法により、絶縁層厚みが厚い製品であっても複数層の導体間を小径のインナービアホールで安定的に接続することができ、高密度の要求に対応した多層プリント配線板を製造することが可能となる。

本発明において、絶縁層の厚さについては特に制限はないが、８０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上４５０μｍ以下であることがより好ましい。
プリプレグに貫通孔を形成する手段についても特に制限はないが、レーザー光照射により形成することがこのましい。

本発明における貫通孔は、一方の開口部が、他方の開口部よりも小さく形成されたものであることが好ましく、また複数枚のプリプレグのうち少なくとも最外部となる２枚のプリプレグが、貫通孔の開口部が小さい方を外側に向けて重ねたものが好ましい。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に制限するものではない。
（実施例１）
図１に示すように、厚さが４５μｍ、幅が５１８ｍｍのプリプレグ（日立化成工業株式会社製、製品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ）１の両面に厚さが１４μｍ及び幅が５２０ｍｍの離型性フィルム（株式会社麗光製、製品名：ファインピール５００ＮＣ）２をロールラミネート装置を用いてプリプレグの樹脂成分を溶融させて連続的に貼り付けた後、長さ４６２ｍｍにシャー切断機にて切断し、図１（ｂ）状態のものを作製した。

このものを、レーザー加工機でレーザー光照射面の離型性フィルム開口径が１００μｍとなる条件で所定の位置に４２，０００個の貫通孔３を形成し、図１（ｃ）状態のものを作製した。次いでレーザー光照射面を上にした状態で導電性ペースト４を全面印刷し、貫通孔内に導電性ペーストを充填した後、両面に貼り付けられた離型性フィルム２を剥離し、図１（ｅ）状態のものを作製した。

次に、このものを厚さが１２μｍで、４９７ｍｍ×５４４ｍｍの寸法の銅箔５（古河サーキットフォイル株式会社製、製品名：ＧＬＤ−１２）の上に積載し、さらにその上に同様にして作製した同一な導電性ペースト充填済プリプレグを、配置された導電性ペースト位置が下のプリプレグに配された導電性ペースト位置と一致するように積載し、その上にプリプレグ下に配置したものと同一銅箔を積載し図１（ｆ）状態のものを作製した。

これを、厚さが１ｍｍで、５３０ｍｍ×５３０ｍｍの寸法のステンレス製の金属板（太華工業株式会社製 製品名：ＤＰ−２）で挟み、これを１５段重ね、初期温度３０℃の加熱プレスの熱盤間にクッションボード（株式会社 金陽社製 製品名：Ｒ−２２５ＲＸ）を介して挿入し、真空中で温度２００℃、圧力５ＭＰａの条件で１４０分加熱加圧し、冷却後取り出し、図１（ｇ）状態のものを作製した。

その後、塩化第二鉄のエッチング装置で不要な部分の銅箔を除去し、５００個のビアがチェーン状に接続される回路パターンを形成し図１（ｈ）状態のものを作製し、導体間の接続抵抗を接続抵抗計（日置社製 製品名：３５４１ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＨｉＴＥＳＴＥＲ）で測定した。

（実施例２）
実施例１と同一材料を使用し、同一の製法でプリプレグに導電性ペーストを充填した図１（ｅ）状態のものを作製した。これを、導電性ペーストの径が小さい面を銅箔面と接触する向きににし銅箔の上に積載し、さらにその上に同様にして作製した同一な導電性ペースト充填済プリプレグを、導電性ペーストの径が大きい面を、すでに銅箔上に積載した導電性ペースト充填済プリプレグに接触する向きにし、配置された導電性ペースト位置が下のプリプレグに配された導電性ペースト位置と一致するように積載し、その上にプリプレグ下に配置したものと同一銅箔を積載し図２（ａ）状態のものを作製した。

これを、厚さが１ｍｍで、５３０ｍｍ×５３０ｍｍの寸法のステンレス製の金属板で挟み、これを１５段重ね、初期温度３０℃の加熱プレスの熱盤間にクッションボードを介し挿入し、真空中で温度２００℃、圧力５ＭＰａの条件で１４０分加熱加圧し、冷却後取り出し図２（ｂ）状態のものを作製した。その後、塩化第二鉄のエッチング装置にて不要な部分の銅箔を除去し、５００個のビアがチェーン状に接続される回路パターンを形成し図４（ｃ）状態を作製し、導体間の接続抵抗を測定した。

（比較例１）
図５に示すように、実施例１と同一材質で厚さが９０μｍ及び幅が５１８ｍｍのプリプレグ１の両面に実施例１と同一材質で厚さが２１μｍ及び幅が５２０ｍｍの離型性フィルム２を、ロールラミネート装置を用いて連続的に貼り付けた後、長さ４６２ｍｍにシャー切断機で切断し、図３（ｂ）状態のものを作製した。

これを、レーザー加工機でレーザー光照射面の離型性フィルム開口径が１００μｍとなる条件で所定の位置に４２，０００個貫通孔３を形成し、図３（ｃ）状態を作製し、実施例１と同様の方法で導電性ペーストを貫通孔内に充填後、離型性フィルムを剥離し、図３（ｅ）状態のものを作製した。

次に、このものを実施例１と同一な銅箔間に配し、さらに実施例１と同一な金属板に挟み、実施例１と同条件で加熱加圧した後、冷却後取出し図３（ｇ）状態のものを作製した。その後、実施例１と同様な方法で回路パターンを形成し、図３（ｈ）状態のものを作製した後、導体間の接続抵抗を測定した。

実施例１、実施例２及び比較例１で作製した製品各１５枚の２層板における導体間接続の断線発生率を表１に示す。

表１に示すように、実施例１及び実施例２で作製した製品は皆無であったのに対し、比較例１で得た製品は３７ｐｐｍであった。

本発明の一実施例になる２層板構造の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の他の一実施例になる２層板構造の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。 比較例の２層板構造の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。 従来の２層板構造の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。 従来の４層板構造の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１ プリプレグ
２ 離型性フィルム
３ 貫通孔
４ 導電性ペースト
５ 銅箔（金属箔）
６ ２層板（２層プリント配線板）
７ ４層シールド板
８ ４層板

Claims (5)

1. 貫通孔を有し、該貫通孔内に導電性ペーストを充填したプリプレグを所定の絶縁層厚さで、かつ貫通孔位置が同一位置になるように複数枚重ねた後、その両面に金属箔を配し、金属プレートで挟み加熱加圧して所定位置の金属箔間の層間接続を行うことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 絶縁層の厚さが、８０μｍ以上５００μｍ以下である請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
3. 貫通孔が、レーザー光照射により形成されたものである請求項１又は２記載の多層プリント配線板の製造方法。
4. 貫通孔の一方の開口部が、他方の開口部よりも小さく形成されたものである請求項１、２又は３記載の多層プリント配線板の製造方法。
5. 複数枚のプリプレグのうち少なくとも最外部となる２枚のプリプレグが、貫通孔の開口部が小さい方を外側に向けて重ねたものである請求項１、２、３又は４記載の多層プリント配線板の製造方法。

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