JP2008192720A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線板の高位置精度スルーホール穴明け加工において、外層に形成されるスルーホールのランド位置に対して、内層回路に形成されているランド位置とのずれが生じることを防止する。
【解決手段】 内層回路形成から寸法補正値を把握し露光マスク作成、また積層する際に内層のずれを補正し、また外層スルーホール穴明け時に、内層の伸縮及びずれを補正し、その座標値を把握し穴明け作業を行うことにより、多層プリント配線板の伸縮及びずれに対して品質向上を得る。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複数の配線パターン層が形成し積層する、マスラミ法を用いた多層プリント配線板の製造方法に関するものである。

多層プリント配線板の製造方法においては、複数の配線パターン層を順番に重ねて形成していくマスラミ法が良く知られている。この方法は銅張積層板に内層パターン層となる回路を形成し、この上に絶縁層となるプリプレグを重ねる作業を繰り返し、ハトメピン圧着作業若しくは熱電対を用い、一括にて仮止めを行う熱溶着作業を用いて積層するものである。
特開２００２−３２９９６８ 特開２００３−１９８１２４

このようなマスラミ法による多層プリント配線板の製造過程では、一般に各層の寸法変化（伸縮及びずれ）が不安定であるという問題がある。特に積層前の内層板に形成されたパターンの引き回し及び残銅率等によって、樹脂層の伸縮、またハトメピン若しくは熱溶着機を用いて行う、一括にて仮止めを行う作業においては層間同士のずれ、また内層回路形成する際に用いる露光マスクの伸縮及び露光ずれが生じる。

したがって、外層に形成されるスルーホールのランド位置に対して、内層回路に形成されているランド位置とのずれが、高多層プリント配線板になるにつれ大きく生じ、製品の品質低下を招いていた。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであって、内層回路形成時から寸法補正値を把握し、露光マスク作成若しくは内層を積層する際に、内層の伸縮及びずれを補正し、更に、外層スルーホール穴空け時に、外層のランド径中心の座標値を把握し穴明け作業を行うことにより、多層プリント板の伸縮及びずれを抑えて品質向上を図るようにした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。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の配線パターン層を有する多層プリント配線板の製造方法において、内層板の多層化接着を行なうためのガイド穴及び複数のアライメント用の穴を加工する第１工程と、予め積層後の材料収縮を考慮し、補正値が施された露光マスクを使用してアライメント用の穴を元に内層板の第１面にパターンを形成する第２工程と、この第１面に形成されたターゲットマークをカメラにて読み取る第３工程と、前記内層板の第２面のマスクとの比較を行うことでマスク補正を行う第４工程と、この寸法補正値を用いパターンを形成する第５工程と、内層板が多層板の場合、この寸法補正値を基準にし、他内層板もパターンを形成する第６工程と、両面ともパターン形成された内層板を層構成し積層を行う第７工程と、積層後、積層板内部の内層板に施された複数のターゲットマークをＸ線照射にて読み取り、マークを認識させ穴明けを行う第８工程と、その複数の位置認識用に穴明けされた穴位置をカメラにて測定し、寸法補正値を求める第９工程と、この第９ステップで出力した寸法補正値を元にとＮＣデータを比較させ、寸法補正が施されたＮＣデータを出力する第１０工程と、この第１０ステップで出力したＮＣデータを用い穴明け作業を行う第１１工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、多層プリント配線板のスルーホールを形成するために、多層プリント配線板の外層に形成されるスルーホールのランド位置に対して、内層回路に形成されているランド位置とのずれを抑え、多層プリント配線板製品の品質向上を図ることができる。

市場動向から高アスペクト比多層プリント配線板の需要が迫られており、多層プリント配線板製造工程の内層回路形成工程から外層スルーホール穴明け工程での品質向上が必須である。そのため、本発明では内層回路形成から寸法補正値を把握し、露光マスク作成、また内層を積層する際に、内層の伸縮及びずれを補正し、また外層スルーホール穴明け時に、外層のランド径中心の座標値を把握し穴明け作業を行うことにより、多層プリント配線板の伸縮及びずれを抑えて、高アスペクト比多層プリント配線板の品質向上を図るようにした。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の複数の配線パターン層を有する多層プリント配線板の製造方法を説明する多層プリント配線板製造工程フローチャート図であり、（ａ）内層板の多層化接着を行なうためのガイド穴及び複数のアライメント用の穴を加工する。（ｂ）予め積層後の材料収縮を考慮し、従来の補正値が施された露光マスクを使用し、アライメント用の穴を元に内層板の片面（第１面）にパターンを形成する。（ｃ）この片面（第１面）に形成されたターゲットマークをＣＣＤカメラにて読み取る。（ｄ）もう片面（第２面）のマスクとの比較を行いマスク補正を行う。（ｅ）この寸法補正値を用い、パターンを形成する。内層板が６層以上の多層板の場合、この寸法補正値を基準にし、他内層板も製作する。（ｆ）両面ともパターン形成された内層板を層構成し積層を行う。（ｇ）積層後、積層板内部の内層板に施された複数のターゲットマークをＸ線照射にて読み取り、マークを認識させ穴明けを行う。（ｈ）その複数の位置認識用に穴明けされた穴位置をＣＣＤカメラにて測定し、寸法補正値を求める。（ｉ）（ｈ）で出力した寸法補正値を元にとＮＣデータを比較させ、寸法補正が施されたＮＣデータを出力する。（ｊ）（ｉ）で出力したＮＣデータを用い穴明け作業を行うことを説明している。

本発明における多層プリント配線板の製造方法を図１に示す多層プリント配線板製造工程フローチャート図より説明する。

まず、内層板の多層化接着を行うためのガイド穴及び複数のアライメント用の穴を加工する工程１００を行い、内層板の回路を形成する前処理工程１０２を行い、予め積層後の材料収縮を考慮し、従来の補正値が施された露光マスクを使用し、アライメント用の穴を元に内層板の片面（第１面）を露光しパターンを形成する工程１０４を行う。

次に、片面だけパターン及びターゲットマークを形成された内層板のターゲットマーク位置を認識するＣＣＤカメラ認識／補正値測定工程１０６を行い、この工程１０６で認識／補正された補正済の露光マスクを作成する工程１０８を行い、工程１０８で作成した露光マスクを元に内層板の片面（第２面）を露光しパターンを形成する工程１１０を行う。

次に、内層板のエッチングレジスト現像／エッチング／剥離する工程１１２を行い、この工程１１２でパターンが形成された内層板の外観を検査する工程１１４を行い、工程１１４で検査済の内層板を積層する前処理（黒化、粗化処理）工程１１６を行う。

次に、積層前処理後の各層毎に、ＣＣＤカメラ認識による位置合せ工程１１８を行い、この工程１１８で位置合せされた各内層板の仮接着（ハトメ、熱溶着）を行う工程１２０を行い、この工程１２０で仮接着された内層板の表層にプリプレグ及び銅箔を層構成し、積層プレスにて多層板にする工程１２２を行う。

次に、積層後の多層板端面を切断する工程１２４を行い、内層板に施されたターゲットマーク及びＮＣ穴明け基準をＸ線認識により穴明けする工程１２６を行い、多層板のターゲットマーク穴位置を認識するＣＣＤカメラ認識、補正値測定工程１２８を行い、その補正値を元に穴明け工程のＮＣデータを補正した穴明けＮＣ補正データ作成する工程１３０を行い、最後に、この工程１３０のＮＣデータを用いて、多層板にスルーホール穴明けを行う工程１３２を行う

図２は、本発明に係る内層用パターン及びターゲットマーク形成用露光マスクの平面図であり、図３は、本発明に係る第１面内層パターン及びターゲットマークが形成されたプリント配線板の平面図であり、図４は、本発明に係る第２面内層パターン及びターゲットマークが形成されたプリント配線板の平面図である。

以下、図２、図3及び図４を参照しつつ、本発明のプリント配線板の製造方法を説明する。番号付与を省略した多層プリント配線板材料である内層板に、図１の工程１００においてガイド穴明けを行う。次に、この工程１００によってガイド穴明けを施された番号を省略した内層板に、図１の工程１０２によって内層パターンを形成するために前処理及びエッチングレジストを施す。次に、この工程１０２によってエッチングレジストを施された番号を省略した内層板は、図１の工程１０４によって予め積層後の材料収縮を考慮し、従来の補正値が施され、また、図２に示すターゲットマークエリア３２０が付与された片面（第１面）露光マスク３００を使用し、内層片面（第１面）の製品パターン３１０及びターゲットマークエリア３２０、ターゲットマーク３３０の形成露光を行う。

次に、図１の工程１０４によって、図３に示す片面（第１面）の製品パターン４１０及びターゲットマークエリア４２０、ターゲットマーク４３０がエッチングレジストで形成された状態の内層板４００を、図１の工程１０６で図７に示すＣＣＤカメラ搭載座標認識装置のＣＣＤカメラ５００を用いて画像認識させ、その画像の座標値を読み取り補正値を算出する。

次に、図１の工程１０６によって算出された補正値を考慮し、図１の工程１０８によって補正値を入力した露光マスクを作成する。次に、図１の工程１１０では工程１０８によって作成した露光マスク３００’を使用し、内層板４００のもう片面（第２面）に、図４に示す第２面用の製品パターン３１０’及びターゲットマークエリア３２０’ターゲットマーク３３０’の形成露光を行う。

内層板４００’（第２面）は予め内層板４００（第１面）に対しての補正値を考慮して作成してあるため、露光時の焼付けズレが極力抑えることが出来る。図１の工程１０４及び１１０で両面共、製品パターン３１０（３１０’）及びターゲットマークエリア３２０（３２０’）、ターゲットマーク３３０（３３０’）がエッチングレジストで形成された状態の内層板４００（４００’）を、図１の工程１１２でエッチングレジスト現像／エッチング／剥離を行い、製品パターン３１０（３１０’）及びターゲットマークエリア３２０（３２０’）、ターゲットマーク３３０（３３０’）が銅パターン状に形成された内層板４００（４００’）が作成される。この内層板４００は、多層プリント配線板の内層板のため、レイヤー２−３、４−５・・・のように、多層板にするため複数枚存在する。

次に、図１の工程１１２によって銅パターン状に形成された内層板４００を、図１の工程１１４で外観検査装置（ＡＯＩ）を使用し検査を行う。この工程１１４でチェック完了となった内層板４００（４００’）は、図１の工程１１６で積層前処理（黒化、粗化処理）が行われる。

次に、図１の工程１１８では、レイヤー２−３、４−５・・・と複数の内層材、例えば、６層板を作成する場合、内層板４００（第１面）のレイヤー２及び４とし、内層板４００’（第２面）をレイヤー３及び５とする。この内層板４００（第１面）レイヤー２に形成されているターゲットマーク３３０（３３０’）と、別の内層板４００’（第１面）レイヤー５に形成されているターゲットマーク３３０（３３０’）とをＣＣＤカメラ画像認識により位置合せを行う。その際、複数の内層材４００同士の間に番号付与を省略したプリプレグを挟め、これを複数回繰り返す。また、プリプレグにはターゲットマーク画像認識のため、予めターゲットマークより大きい逃げ穴を明けておく。これにより、位置合せ時の積層ズレが極力抑えることができる。

次に、図１の工程１１８で位置決めされた複数の内層材４００及び番号付与を省略したプリプレグを、図１の工程１２０によりハトメによるカシメ圧着若しくは熱による熱溶着機によって仮接着を行い、図示を省略した仮多層板になる。図１の工程１２２にて、仮多層板は、従来のマスラミ法によって層構成、積層プレスによって積層され、番号付与を省略した多層板が作成される。

次に、図１の工程１２４ではプリプレグ樹脂流れのダレを除去するため、シャーリング等により端面を切断し、図１の工程１２６では内層材４００に予め形成されているターゲットマーク及びＮＣ穴明け基準マークを、従来のＸ線認識搭載の穴明け装置により穴明けを行う。次に、図１の工程１２８では、穴明けが施されたターゲットマーク穴の中心をＣＣＤカメラ搭載座標認識装置により各内層板の伸縮及びズレを認識させ、補正値を算出し、図１の工程１３０では、工程１２８にて算出した補正値を元に、ＮＣ穴明け工程のデータを作成する。そして、図１の工程１３２では、工程１３０にて作成したＮＣデータを使用しスルーホール穴明け加工を行う。

以上のとおり一連の作業工程を行うことにより、複数のパターン層を有した多層プリント配線板に内層板の伸縮、露光マスクの伸縮、内層ずれ等を考慮し位置決めされ、高位置精度のスルーホール穴明け加工を行うことが出来る。

以下、内層にターゲットマークが形成されたマーク位置等を認識するためのＣＣＤカメラを搭載したＣＣＤカメラ搭載座標認識装置について説明する。

図５は、本発明に係る内層にターゲットマークが形成されたマーク位置等を認識するためのＣＣＤカメラを搭載したＣＣＤカメラ搭載座標認識装置の概略図である。

図５において、ＣＣＤカメラ搭載座標認識装置は、多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板のパターン画像を取り込むために、ある光源を照射する光源部５００と、その多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板に形成された銅箔の反射を元に、画像を取り込むためのＣＣＤカメラを搭載したＣＣＤカメラ部５１０と、多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板をセットするテーブル部５２０を備えている。

以上の構成において、多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板のパターン画像を取り込むために、テーブル部５２０に多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板をセットし、ある光源を照射する光源部５００にて、多層プリント配線板の内層板４００（４００’）及び番号付与を省略した外層板に光源をある駆動源を元に全体を照射させる。

それと同時にＣＣＤカメラ部５１０にて多層プリント配線板の内層板４００（４００’）番号付与を省略した多層板のパターンが形成された部分、及び、ターゲットマークの認識を行い、図を省略した演算機能部にて座標値を算出する。これで一連の動作が完了する。

この装置を用いることにより、図１に示す多層プリント配線板製造工程フローチャート図における、ＣＣＤカメラ認識による座標値算出を行う各工程での作業を行うことが出来る。

本発明に係る複数の配線パターン層を有する多層プリント配線板の製造方法を説明する多層プリント配線板製造工程フローチャート図である。 本発明に係る内層用パターン及びターゲットマーク形成用露光マスクの平面図である。 本発明に係る第１面内層パターン及びターゲットマークが形成されたプリント配線板の平面図である。 本発明に係る第２面内層パターン及びターゲットマークが形成されたプリント配線板の平面図である。 本発明に係る内層にターゲットマークが形成されたマーク位置等を認識するためのＣＣＤカメラを搭載したＣＣＤカメラ搭載座標認識装置の概略図である。

符号の説明

１００ ガイド穴明け工程
１０２ 回路形成／ラミネート工程
１０４ 内層片面（第１面）露光工程
１０６ 内層ターゲットマーク：ＣＣＤカメラ認識／補正値測定工程
１０８ 内層ターゲットマーク位置補正済：露光マスク作成工程
１１０ 内層片面（第２面）露光工程
１１２ ラミネート現像／エッチング／剥離工程
１１４ パターン外観検査工程
１１６ 積層前処理（黒化、粗化処理）工程
１１８ 各層毎、ＣＣＤカメラ／Ｘ線認識による位置合せ工程
１２０ 仮接着（ハトメ、熱溶着）工程
１２２ 層構成／積層工程
１２４ 配線板端面切断工程
１２６ ＮＣ基準／ターゲットマーク：Ｘ線穴明け工程
１２８ ターゲットマーク穴：ＣＣＤカメラ認識／補正値測定工程
１３０ ターゲットマーク穴位置補正済：穴明けＮＣ補正データ作成工程
１３２ スルーホール穴明け工程
３００ ターゲットマーク付与内層板片面露光マスク
３１０ ターゲットマーク付与内層板片面露光マスク製品エリア
３２０ ターゲットマーク付与内層板片面露光マスクターゲットマークエリア
３３０ ターゲットマーク付与内層板片面露光マスクターゲットマーク
４００（４００’） ターゲットマーク付与片面（第１、２面）内層板
４１０（４１０’） ターゲットマーク付与片面（第１、２面）内層板製品エリア
４２０（４２０’） ターゲットマーク付与片面（第１，２面）内層板ターゲットマークエリア
４３０（４３０’） ターゲットマーク付与片面（第１、２面）内層板ターゲットマーク
５００ ＣＣＤカメラ搭載座標認識装置：光源部
５１０ ＣＣＤカメラ搭載座標認識装置：ＣＣＤカメラ部
５２０ ＣＣＤカメラ搭載座標認識装置：テーブル部

Claims (2)

1. 複数の配線パターン層を有する多層プリント配線板の製造方法において、
   内層板の多層化接着を行なうためのガイド穴及び複数のアライメント用の穴を加工する第１工程と、
   予め積層後の材料収縮を考慮し、補正値が施された露光マスクを使用してアライメント用の穴を元に内層板の第１面にパターンを形成する第２工程と、
   この第１面に形成されたターゲットマークをカメラにて読み取る第３工程と、
   前記内層板の第２面のマスクとの比較を行うことでマスク補正を行う第４工程と、
   この寸法補正値を用いパターンを形成する第５工程と、
   内層板が多層板の場合、この寸法補正値を基準にし、他内層板もパターンを形成する第６工程と、
   両面ともパターン形成された内層板を層構成し積層を行う第７工程と、
   積層後、積層板内部の内層板に施された複数のターゲットマークをＸ線照射にて読み取り、マークを認識させ穴明けを行う第８工程と、
   その複数の位置認識用に穴明けされた穴位置をカメラにて測定し、寸法補正値を求める第９工程と、
   この第９ステップで出力した寸法補正値を元にとＮＣデータを比較させ、寸法補正が施されたＮＣデータを出力する第１０工程と、
   この第１０ステップで出力したＮＣデータを用い穴明け作業を行う第１１工程と、
   を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 前記第３工程及び第９工程で行うカメラによる座標認識において自動演算し、座標値として寸法補正値が出力され、その寸法補正値を用いて露光マスク及び穴明け作業に用いるＮＣデータが出力されるカメラ搭載座標認識装置を用いることを特徴とする請求項１の多層プリント配線板の製造方法。

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