JP2008218874A - 回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性が高く、ビア接続安定性に優れた回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】上ＰＥＴシート２ａと下ＰＥＴシート２ｂでプリプレグ１を挟持しラミネートなどの方法で加熱加圧することで前記上ＰＥＴシート２ａと下ＰＥＴシート２ｂを前記プリプレグ１の両面に張り付ける工程において、プリプレグ１の上側に張り付ける上ＰＥＴシート２ａは穴径制御層を有しており、下側は穴径制御層を形成していない下ＰＥＴシート２ｂである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数層の回路パターンを接続してなる回路基板の製造方法と製造の際に用いる回路基板の製造用材料に関するものである。

近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても回路基板が強く要望されるようになってきた。特に回路基板の高機能化が進み、より複数層の微細な回路パターンや内層接続手段を用いて接続されており、その接続信頼性は重要となっている。

以下に従来の両面および多層の回路基板の製造方法について説明する。

まず、多層の回路基板のベースともなる両面の回路基板の製造方法を説明する。

図９は従来の両面回路基板の製造方法の工程断面図である。

まず、図９（ａ）に示す５１は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であるプリプレグであり、縦、横、厚みのサイズが５００ｍｍ×５００ｍｍ×０．１ｍｍである。

また、５２は導電性ペースト充填時のマスクフィルムとなる厚さ約１９μｍのプラスチックフィルムであり、片面に熱硬化性樹脂層を有しその反対面にシリコンなどを塗布した離型層を有した構造のもので、その材質は例えばポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴシートと称する）が用いられる。

図９（ｂ）に示す工程は、ＰＥＴシート５２でプリプレグ５１を挟持しラミネートなどの方法で加熱加圧することで前記ＰＥＴシート５２を前記プリプレグ５１の両面に張り付ける工程であり、ＰＥＴシート５２の離型層とプリプレグ５１が接触するように張り付けることで、後の剥離する工程で容易にＰＥＴシート５２を剥がすことが出来る。

なお、図１０に、プリプレグ５１の両面にＰＥＴシート５２がラミネートされた構成を示す。図中の１０１はＰＥＴ基材、１０２は熱硬化性樹脂層、１０３は離型層を示す。

そして、次に図９（ｃ）に示すように両面にＰＥＴシート５２が接着されたプリプレグ５１の所定の箇所にレーザー加工にて貫通穴５３を形成する。

この時、ＰＥＴシートはレーザーの熱により融点に達すると溶融し、溶融時の表面張力によりレーザー加工点を中心として穴が拡大する方向に作用するが、レーザーの熱で焼けきれることにより穴径が拡大するのを防ぐことができる。そのため、ＰＥＴシート５２が接している部分のプリプレグ５１に形成された穴とほぼ同径の貫通穴を形成することが出来る。

形成された貫通穴は、図１１に示すように、両面にＰＥＴシート５２が接着されたプリプレグ５１の表側から（集光レンズ３１で集光された）レーザー光３２を照射して形成する。この際、ＰＥＴシート５２、プリプレグ５１を通過していくにしたがってレーザー光３２の加工エネルギーが減衰し、レーザー光３２の表側（入射側）の穴径ｄ１に比べレーザー光３２が抜けていく側（出射側／裏側）の穴径ｄ２は小さく仕上がることになる。

一方、高密度の配線を実現させるために、表側の穴径（ｄ１）を出来るだけ小さく設計して形成することにより、それだけ回路パターンの配置配線が有利となる。そのため高密度が要求されるほど穴径は小さくする傾向がある。

次に図９（ｄ）に示すように、印刷機（図示せず）を用いてスキージ５５でＰＥＴシート５２の表側から貫通穴５３に導電性ペースト５６を充填することにより導通穴５７を形成する。このとき、表面のＰＥＴシート５２は印刷マスクの役割を果たしている。

次に図９（ｅ）に示すように、プリプレグ５１の両面からＰＥＴシート５２を剥離することで導電ペースト充填済みのプリプレグ５８が形成される。

この剥離する工程により、ＰＥＴシート５２に形成された穴に充填されていた導電性ペーストがＰＥＴシート５２の厚みに相当する分だけ凸状の鋲の形態で残り、これにより、後述する加熱加圧する工程において、圧縮効果をもたらし導通穴の電気的接続の安定に寄与することになる。

次に図９（ｆ）に示すように、導電ペースト充填済みのプリプレグ５８の両面に銅はく等の金属箔５９を重ね熱プレスで加熱加圧することにより、金属箔５９がプリプレグ５８と接着し、図９（ｇ）に示す両面の銅張積層板６０が形成される。

両面の金属箔５９は所定位置に設けた導通穴５７内の導電性ペーストにより電気的に接続されている。そして、図９（ｈ）に示すように両面の金属箔５９を選択的にエッチングして回路パターン６１が形成されて両面回路基板６２が得られる。

次に、図１２を用いて従来の多層回路基板の製造方法を説明する。

図１２は、従来の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、４層基板を例として示したものである。

まず図１２（ａ）に示すように、前述の図９（ａ）〜（ｈ）によって製造された両面の回路基板６２と図９（ａ）〜（ｅ）で製造された貫通穴５３に導電ペースト５４を充填し導通穴５７を形成した上積層用の導電ペースト充填済みのプリプレグ５８ａと下積層用の導電ペースト充填済みのプリプレグ５８ｂが準備される。

次に、図１２（ｂ）に示す工程は、積層ステージ（図示せず）上に金属箔５９を乗せ、その上にプリプレグ５８ｂを画像認識などで基準穴位置を認識位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板６２を同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上にプリプレグ５８ａを同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上に金属箔５９を積層するアライメント積層工程である。

次に図１２（ｃ）に示すように、金属箔５９で挟持されたプリプレグ５８ａ、５８ｂ、両面回路基板６２を熱プレスで加熱加圧することで４層の銅張積層基板６３を得る。

上記の工程により、最外層の金属箔５９は導通穴内の導電性ペーストを介して内層用の両面回路基板６２の接続用の円形のパターン６５によって電気的に接続される。

次に図１２（ｄ）に示すように、両面の金属箔５９を選択的にエッチングして回路パターン６１を形成することで４層回路基板６４が得られる。

ここでは４層の多層基板について説明したが、４層以上の多層基板、例えば６層基板については製造方法で得られた４層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法｛図１２（ａ）〜｝を繰り返せばよい。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献資料としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特開平９−２４６７１８号公報 特開２００１−２５７４６８号公報

上記の多層基板の場合において、内層用の両面回路基板６２の接続用の円形のパターン６５の大きさに対して導通穴５７の穴径が小径であるほどクリアランスを確保することができ、積層の際の位置決めや積層における両面回路基板６２とプリプレグ５８ａ、５８ｂとの位置ズレに対して有利である。

また、製品の高精度微細化が進み設計値としての穴径が小さくなってくると照射するレーザー光の光径も小径に設定する必要がある。

しかしながら、上記従来の製造方法においては、出射側の穴径はレーザー光の加工エネルギーが減衰するため入射側の穴径よりさらに小さくなる。

このように、入射側の穴径が小さくなると出射側の穴径はさらに小さくなることから、図１３に示すような問題が生じる。

すなわち、導電性ペーストを充填した後に、プリプレグ５１からＰＥＴシート５２ａ、５２ｂを剥離する場合、裏側（図の下側）のＰＥＴシート５２ｂ内に充填された導電性ペーストが剥離する際に、ＰＥＴシート５２ｂとともに取られる現象３４が発生し、ＰＥＴシート５２の厚み分の凸状の鋲効果が得られないという問題があった。

また、プリプレグ５１の界面から導電性ペーストが取られる現象３４のみならずプリプレグ５１の導通穴５７から導電性ペーストが抜けて欠点となる現象３３もあり、導通穴５７を介する層間の電気的接続が不安定になる等の問題点を有していた。

これらの現象は、ＰＥＴシートの厚みが一定であればＰＥＴシートに加工形成された貫通穴の穴径が小径に仕上がった場合は、大径に仕上がった場合と比較して、導電性ペーストがＰＥＴシートの穴内壁に接触する面積の穴径に対する比率（ＰＥＴシート穴内壁面積比率）が大きくなる。これにより、ＰＥＴシートに形成された穴に充填され穴内壁に接している導電ペーストがＰＥＴシートに保持された状態となり、ＰＥＴシートの剥離の際に、導電ペーストがＰＥＴシートに追従して一緒に取られてしまうことに起因する。

そのため、形成される貫通穴の穴径が小径になるほど、貫通穴に充填された導電ペーストの全てをプリプレグ側に残した状態でＰＥＴシートだけを剥離することは困難となり、その結果、前述したような問題が生じるのである。

本来であれば、導通穴の表側の穴径（ｄ１）を大きくし、それに応じて裏側の穴径（ｄ２）を大きくすることで、導通穴の接続抵抗値の安定を図ることが可能である。しかしながら、要求される回路基板の製品としての設計仕様や積層工程における位置決め精度との兼ね合いから、一概に前記の対応を採用することも難しい。

本発明は、上記従来の問題点を解決するものであって、レーザー光の出射側のＰＥＴシートに形成される貫通穴の穴径を入射側のＰＥＴシートに形成される貫通穴の穴径と同等にし、ＰＥＴシートの剥離の際に生じる導電性ペーストの取られ現象や欠点等の現象を防止し、導通穴を介する層間の接続の信頼性を高めることのできる回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の回路基板の製造方法は、プリプレグの表裏に離型性を有したプラスチックシートを張り付ける工程と、プラスチックシートを張り付けたプリプレグの表側から裏側にかけてレーザー光を照射することにより貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、前記プラスチックシートを前記プリプレグより剥離する工程とを備え、前記プリプレグの表裏に張り付けられたプラスチックシートのうち表側に張り付けられたプラスチックシートのみは、前記プリプレグに接触しない面に穴径制御層を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の回路基板の製造用材料は、表裏に離型性を有したプラスチックシートが張り付けられたプリプレグと、前記プラスチックシートとプリプレグにレーザー加工により形成された貫通穴と、前記貫通穴に充填された導電性ペーストとを備え、前記レーザー加工はレーザー光が表側に張り付けられたプラスチックシート、プリプレグ、裏側に張り付けられたプラスチックシートへと照射貫通するものであって、前記プリプレグの表裏に張り付けられたプラスチックシートのうち表側に張り付けられたプラスチックシートのみは、前記プリプレグに接触しない面に穴径制御層を備えていることを特徴とするものである。

本発明における回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料によれば、レーザー加工後の表側プラスチックシートの穴径と表側プラスチックシートの穴径をほぼ同径とすることができる。これにより従来の課題を解決し、導電ペーストの貫通穴への充填を安定化させることができ、導通穴を介する回路基板の層間接続の信頼性を高めることができる。

また、本発明の回路基板の製造用材料は、プラスチックシートがＢステージ状態のプリプレグを保護する役割を備えているため、この状態で保管、あるいは搬送することも可能である。

特に、プリプレグの両面に有するプラスチックシートの存在により、充填された導電性ペーストが貫通穴から脱落することもなく保管、搬送することができ、回路基板の導通孔の接続安定性を高めるという上記の効果に加えて、回路基板製造における生産性の向上をも図ることができる。

また、表側に張り付けられたプラスチックシートに構成される穴径制御層は、融点を持たない熱硬化性樹脂を主成分とした樹脂で形成される層であることが望ましい。

この穴径制御膜の存在により、レーザー加工時におけるプラスチックシートの基材の溶融による穴の拡大を停止させることができ、穴径が拡大するのを防ぐことができる。これにより、プラスチックシートに形成される穴径を、プリプレグに形成される穴径とほぼ同径に形成することができる。

また、前記穴径制御層の膜厚は、０．３μｍ〜２μｍの範囲であることが望ましい。穴径制御層の膜厚が０．３μｍ〜２μｍの範囲であれば、任意に穴径を制御することが可能であり導通穴を介する回路基板の層間接続の信頼性を安定的に維持することができる。

また、レーザー光を照射することにより形成される貫通穴のプリプレグ裏側の穴径は、７０μｍ以下であることが望ましい。これにより、高い配線収容性を備えた高密度実装に適した回路基板を提供することができる。

特に、本発明によれば、加工穴の穴径が７０μｍ以下であっても、裏側のＰＥＴシートに導電ペーストを取られることなく剥離することができ、従来法では実現が困難な穴径を有する導通穴を形成することができる。

また、本発明の請求項１における前記プラスチックシートを前記プリプレグより剥離する工程の後、前記プリプレグの両面に金属箔を加熱加圧することで接着する工程と、前記金属箔を回路形成する工程を備えることにより、プリプレグに形成された貫通穴への導電ペーストの充填を安定化させることができ、表裏回路の接続信頼性が高い両面の回路基板を提供することができる。

また、本発明の回路基板の製造用材料を用いて、金属箔もしくは表層に回路を有する回路基板および請求項６に記載の回路基板の製造用材料を準備する工程と、前記回路基板用の製造用材料の表裏に張り付けられたプラスチックシートを剥離して導電性ペーストが充填されたプリプレグを準備する工程と、前記表層に回路を有する回路基板と前記プリプレグとを交互にかつ前記金属箔を最外層に積層し加熱加圧する工程と、前記金属箔に回路を形成することを特徴とする回路基板の製造方法とすることもできる。これにより、プリプレグに形成された貫通穴への導電ペーストの充填を安定化させることができ層間の接続信頼性が高い多層の回路基板の製造方法を提供することができる。

また、本発明の回路基板の製造用材料を用いて、表層に回路を有する回路基板および請求項６に記載の回路基板の製造用材料を準備する工程と、前記回路基板用の製造用材料の表裏に張り付けられたプラスチックシートを剥離して導電性ペーストが充填されたプリプレグを準備する工程と、前記表層に回路を有する両面または多層の回路基板と前記プリプレグとを交互にかつ前記回路基板を最外層に積層し加熱加圧する工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法とすることもできる。

これにより、プリプレグに形成された貫通穴への導電ペーストの充填を安定化させることができ、表層に回路を有する両面または多層の回路基板を前記プリプレグを介して接続することができ、接続信頼性の高い多層の回路基板の製造方法を提供することができる。

また、裏側のプラスチックシートの厚みを表側のプラスチックシートの厚みよりも薄くすることで、裏側のプラスチックシートの穴内径部と導電ペーストの接触面積を減らし、剥離しやすくすることもできる。この場合、裏側のプラスチックシートの厚みは表側のプラスチックシートの厚みの１００〜４０％の範囲にすることが望ましい。

仮に、裏側のプラスチックシートに穴径制御層を設ける場合であっても、表側のプラスチックシートより薄い膜厚の膜厚制御層にすることで表側に形成される穴径に近くなり、裏側のプラスチックシートの穴内径部と導電ペーストの接触面積を減らし、剥離しやすくすることもできる。この場合、膜厚と穴径には相関があるため、膜厚制御層を０．３〜１μｍに膜厚を調整すれば、望みの穴径が得られるという利点がある。いずれの場合であっても、前記範囲であれば、プラスチックシートをプリプレグから剥離したときに形成されるプラスチックシートの厚み分に相当する凸状の鋲効果が得られ、層間接続に必要な導電性ペーストの充填量を確保することができる。

本発明は、上記構成を有する回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料により、レーザー加工後の表側（入射側）のプラスチックシートに形成された穴の穴径と表側（出射側）のプラスチックシートに形成された穴の穴径をほぼ同径とすることができるため、導電性ペースト充填後のＰＥＴシートの剥離工程における導電性ペーストの取られ現象や抜け・欠点等の現象を抑止することができる。これにより、導電ペーストの貫通穴への充填を安定させることができ、層間の接続信頼性が高い回路基板を提供することができるという効果を奏するものである。

また、本発明の構成を採用することにより、回路基板の配線の収容性を高めることが可能となり、さらに多層構成の回路基板における積層の位置決めを有利にすることもできるという副次的な効果をも有するものである。

さらに、本発明の回路基板の製造用材料は、プラスチックシートがＢステージ状態のプリプレグを保護する役割を備えているため、この状態で保管、あるいは搬送することも可能であり、回路基板製造における生産性の向上をも図ることができる。

（実施の形態１）
以下に本発明の回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料について説明する。

本実施の形態においては、両面および多層の回路基板について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示す工程断面図である。

まず、図１（ａ）におけるプリプレグ１は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であり、縦、横、厚みのサイズが５００ｍｍ×５００ｍｍ×０．１ｍｍである。

また、プラスチックシート（以下ＰＥＴシートと称す）２ａは、表側（図面の上側）、すなわち後述するレーザー加工において入射側のマスクフィルムとなる厚さ約１９μｍのプラスチックフィルムである。

図２に示すように、前記ＰＥＴシート２ａは、プラスチックフィルム１０１の表層に融点を有しない熱硬化性樹脂からなる厚さ約１．２μｍの穴径制御層１０２を備え、その反対面であるプリプレグ１と接する面に、例えばシリコンなどを塗布した離型層１０３を有した構造のものである。

また、ＰＥＴシート２ｂは、裏側（図面の下側）、すなわち後述するレーザー加工において出射側のマスクフィルムとなる厚さ約１９μｍのプラスチックフィルム１０１であり、プリプレグ１と接する面にシリコンなどを塗布した離型層１０３を有した構造のものであり、ＰＥＴシート２ａとは異なり、表層に穴径制御層は備えていない。

なお、ＰＥＴシート２ａ、２ｂの基材としては、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられる。尚、２ａ、２ｂの基材としてＰＥＮやＰＰＳを用いても問題はない。

また、上記の説明において、ＰＥＴシート２ａ、２ｂは、表側（図面の上側）、あるいは裏側（図面の下側）と表現したが、以降の説明もこの例による。

次に図１（ｂ）に示すように、表側のＰＥＴシート２ａと裏側のＰＥＴシート２ｂでプリプレグ１を挟持し、ラミネートなどの方法で加熱加圧することによりＰＥＴシート２ａ、ＰＥＴシート２ｂをプリプレグ１の両面に張り付ける。なお、既述のとおり、表側のＰＥＴシート２ａは穴径制御層を備えており、裏側のＰＥＴシート２ｂは穴径制御層を備えていない。

次に図１（ｃ）に示すように、両面にＰＥＴシート２ａ、２ｂが接着されたプリプレグ１の所定の箇所にレーザー加工法を利用して貫通穴３を形成する。

次に図１（ｄ）に示すように、印刷機（図示せず）を用いてスキージ５でＰＥＴシート２ａの上から貫通穴３に導電性ペースト６を充填し、導通穴７を形成する。

この工程において、表側のＰＥＴシート２ａは印刷マスクの役割を果たしており、ＰＥＴシートに穿設された穴４ａ、４ｂの穴径が回路基板の層間の接続信頼性や多層積層工程における合致性に寄与する。

次に図１（ｅ）に示すように、プリプレグ１の両面からＰＥＴシート２ａ、２ｂを剥離すると導電性ペースト充填済みのプリプレグ８が形成される。

プリプレグ１からＰＥＴシート２ａ、２ｂを剥離しても裏側のＰＥＴシート２ｂも表側のＰＥＴシート２ａと同等の穴径が確保されているのでＰＥＴシートに導電ペーストを取られることなく剥離することができる。

次に図１（ｆ）に示すように、プリプレグ８の両面に銅はく等の金属箔９を重ね熱プレスで加熱加圧することにより、図１（ｇ）に示す両面の銅張積層板１０が形成される。両面の金属箔９は所定位置に設けた導通穴７の導電性ペーストを介して電気的に接続されている。

そして、図１（ｈ）に示すように両面の金属箔９を選択的にエッチングして回路パターン１１を形成して両面の回路基板１２を得る。

上記の図１（ｃ）の工程において形成された貫通穴３は、図３に示すように、プリプレグ１に穿設される貫通穴３ｃとＰＥＴシート２ａ、２ｂに穿設される穴４ａ、４ｂからなる。

ＰＥＴシート２ａの穴径制御層１０２は、熱硬化性樹脂のうち融点を有しない樹脂を主成分とし、かつ難燃性の高いものが望ましい。その理由は以下の通りである。

すなわち、ＰＥＴシート２ａの基材としてのプラスチックフィルム１０１の材料であるポリエチレンテレフタレートは、前記のレーザー加工の際、ＰＥＴシート２ａに入射したレーザー光の熱により融点に達すると溶融し、溶融した基材の表面張力により引けが発生し、レーザー光の入射点を中心にして穴が拡大していく。

これに対し、ＰＥＴシート２ａの表層に形成された穴径制御層１０２は、融点を有しないことから、溶けることなく焼け切れてしまう。

このことから、ＰＥＴシート２ａの穴径制御層１０２の存在により、ＰＥＴシート２ａの基材の溶融による穴の拡大を停止させることができ、穴径が拡大するのを防ぐことができる。その結果、ＰＥＴシート２ａに形成される穴４ａの穴径は、プリプレグ１に形成される穴の穴径とほぼ同径に形成することができる。

実際には、表側のＰＥＴシート２ａの穴径制御層１０２の厚みが１μｍ程度ある場合、ＰＥＴシート２ａに形成された穴４ａの穴径は、プリプレグ１に形成された貫通穴３ｃの上側の穴径より１０〜２０μｍ程度大きく仕上がる。

一方、穴径制御層を備えていないＰＥＴシート２ｂに形成された穴４ｂの穴径は、プリプレグ１に形成された貫通穴３ｃの下側の穴径より４０〜５０μｍ程度大きくなる。

その結果、裏側のＰＥＴシート２ｂに形成された穴４ｂの穴径は、穴径制御層１０２を有する表側のＰＥＴシート２ａに形成された穴４ａの穴径より数μｍ〜１０μｍ程度小さめではあるものの、前記穴３ａの穴径とほぼ同等の穴径に形成することができる。

なお、穴径制御層１０２に用いられる融点を有しない熱硬化性樹脂としては、エポキシやメラミン、アルキドなどがあり、特に電気特性が安定していることやＰＥＴシートへの接着強度が強いなどの理由から、エポキシとメラミンを混合させた樹脂を用いることが望ましい。

また、本発明ではＰＥＴシートへの接着強度を上げるために僅かであるが熱可塑樹脂を添加している。

本願発明者の実験によると、従来の回路基板の製造方法においては、図４に示すように、裏側のＰＥＴシート２ｂに形成された穴４ｂの穴径が７０μｍ以下になると、裏側のＰＥＴシート２ｂを剥がす際に、穴４ｂ内の導電性ペーストが剥離されたＰＥＴシート２ｂに導電性ペーストが取られる現象３４（図１３に示す）が発生していた。

これに対し、本発明における回路基板の製造方法においては、裏側のＰＥＴシート２ｂに導電ペーストを取られることなく剥離できることが確認された。

特に、プリプレグの加工穴の穴径が７０μｍ以下の場合において、本発明は、従来法に比較して顕著な効果を有することが実証でき、従来では実現が困難であった高い配線収容性を備え、かつ高密度実装に適した回路基板を形成することが可能となった。

ここで、図１（ｃ）に示した工程の裏付けとして、本願発明者が実験により確認した穴径制御層１０２の膜厚とレーザー加工により穿設される穴径との関係を以下に説明する。

実験の結果を図５に示す。図中の「上ＰＥＴ径」とは、レーザー加工における入射側のＰＥＴシートに穿設される穴径を示し、「下ＰＥＴ径」とは、レーザー加工における出射側のＰＥＴシートに穿設される穴径を示すものである。

また、「上穴径」とはレーザー加工における入射側のプリプレグに穿設される穴径を示し、「下穴径」とはレーザー加工における出射側のプリプレグに穿設される穴径を示すものである。

また、この実験で用いたＰＥＴシートは、種々の厚みを有する穴径制御層を備えたもので、本実施の形態のＰＥＴシート２ａに相当するものであり、穴径制御層の膜厚が０μｍの場合は、穴径制御層を備えていないもので本実施の形態のＰＥＴシート２ｂに相当するものである。

図５に示す結果から、例えば、入射側のＰＥＴシートに形成された穴径制御層の膜厚が１μｍで、出射側のＰＥＴシートには穴径制御層を備えていない（膜厚＝０μｍ）場合は、「上ＰＥＴ径」及び「下ＰＥＴ径」はともに約１５０μｍであることを示している。

すなわち、プリプレグの「下穴径」（約１００μｍ）は、レーザー光の加工エネルギーが減衰するため、「上穴径」（約１３０μｍ）より小さくなるものの、「上ＰＥＴ径」及び「下ＰＥＴ径」については、ほぼ同径とすることができ、前述した本実施の形態における事例を実験により確認したものである。

なお、上記の実験により穴径制御層の膜厚を変えると穴径の制御が可能なことが確認できたとともに、穴径制御層の膜厚が０．３μｍ〜２μｍの範囲であれば、導通孔の接続信頼性を維持できることも信頼性試験の結果、確認することができた。

なお、穴径制御層の膜厚が０．３μｍ以下の場合は、図５に示すように膜厚に対する穴径の立ち上がりが急激で穴径の制御が困難でかつ膜厚制御も困難という問題があり、穴径制御層の膜厚が２μｍ以上の場合は、塗布膜厚の応力でＰＥＴシート自体が大きくカールするという問題があるため、穴径制御層の膜厚を０．３μｍ〜２μｍの範囲で形成することにより、品質、コストの観点からも望ましい。

なお、図６は本実施の形態における回路基板の製造用材料１００を示すものであって、上記の図１（ｄ）に示す工程が終了した時点のものである。

回路基板の製造用材料１００は、プリプレグ１とＰＥＴシート２ａ、２ｂに貫通孔を設け、それに導電性ペーストを充填した状態の製造用材料１００は、ＰＥＴシート２ａ、２ｂの存在により、充填された導電性ペーストが貫通穴から脱落することもなく保管、搬送することができる。また、ＰＥＴシート２ａ、２ｂは、Ｂステージ状態のプリプレグを保護する役割を備えているため、この状態で搬送することが可能となり、とりわけ多層の回路基板の製造に用いる製造用材料として有効である。

製造用材料１００を搬送する場合、互いに接触しないように専用の保管箱あるいは搬送箱等を用いて保管、あるいは搬送することが望ましく、これにより、多数の製造用材料１００を一時に保管、搬送することができる。

従って、この本発明の回路基板の製造用材料１００は、回路基板の導通孔の接続安定性を高めるという効果に加えて、回路基板製造における生産性の向上をも図ることができ、産業上の利用可能性は大きいものである。

次に、図７を用いて本発明の多層の回路基板の製造方法を説明する。

図７は、本発明の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、４層基板を例として示したものである。

まず図７（ａ）に示すように、前述の図１（ａ）〜（ｈ）によって製造された両面の回路基板１２と図１（ａ）〜（ｅ）で製造された貫通穴３に導電ペースト４を充填し導通穴７を形成した上積層用の導電性ペースト充填済みのプリプレグ８ａと下積層用のペースト充填済みのプリプレグ８ｂが準備される。

次に図７（ｂ）に示す工程は、積層ステージ（図示せず）上に金属箔９を乗せ、その上にプリプレグ８ｂを画像認識などで基準穴位置を認識位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板１２を同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上にプリプレグ８ａを同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上に金属箔９を積層するアライメント積層工程である。

次に図７（ｃ）に示すように、金属箔９で挟持されたプリプレグ８ａ、８ｂ、両面回路基板１２を熱プレスで加熱加圧することで４層の銅張積層基板１３を得る。

上記の工程により、最外層の金属箔９は導通穴内の導電性ペーストを介して内層用の両面回路基板１２の接続用の円形のパターン１５によって電気的に接続される。

次に図７（ｄ）に示すように、両面の金属箔９を選択的にエッチングして回路パターン１１を形成することで４層の回路基板１４が得られる。

なお、本実施の形態においては４層の多層基板について説明したが、４層以上の多層基板、例えば６層基板については製造方法で得られた４層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法｛図１（ａ）〜｝を繰り返せばよい。

以下に、本発明により製造した回路基板の信頼性の評価結果を以下に説明する。

図８は、５００個の導通孔２０２をチェーン状に接続した導通穴（ビア）の接続評価用の回路基板２００を模式的に示した断面図である。

プリプレグが加熱加圧されて硬化した状態の基材２０１に導通穴２０２を５００個設け、層間の接続が出来る状態にして表裏それぞれの層の金属箔を選択的に回路形成することで導通穴どうしを接続し、導通穴の接続抵抗が測定できるパターン２０３を設けたものである。

このような評価パターンを含んだ回路基板２００を、従来の回路基板の製造方法と本発明の回路基板の製造方法で製作し、それらを比較した評価結果を表１に示す。

まず、上（表）側及び下（裏）側のＰＥＴシートにレーザー加工により穿設された貫通穴の穴径を比べると、設計値の穴径φ１５０μｍに対して、従来の製造方法では上側のＰＥＴシートに穿設された穴径の平均値は１５０μｍであり、下側のそれは平均１１５μｍであった。

これに対し、本発明の製造方法においては、上側のＰＥＴシートに穿設された穴径の平均値は１５０μｍであり、下側のそれは平均値１４０μｍとなり、下側のＰＥＴシートに穿設された穴径だけが従来法に比較して大きくなっていることがわかる。

このことから、従来法を用いた回路基板に比較して、本発明の製造方法を用いた回路基板においては、導通穴と金属箔との接触面積は拡大するものといえる。

接続評価用の回路基板２００における接続抵抗値の比較において、従来の製造方法の場合では平均値１．５３Ω、ばらつき（Ｒ）が０．４３Ωであるのに対し、本発明の回路基板の製造方法においては平均値１．３８Ω、でばらつき（Ｒ）が０．２７Ωとなり、導通穴（ビア）の接続抵抗値が良化し安定していることからも確認することができた。

従来の製造方法においては、プリプレグに表側（レーザー入射側）及び裏側（レーザー出射側）に同構成のＰＥＴシートを張り付け、レーザー加工により貫通孔を形成していた。このような場合、レーザーのパワーがＰＥＴシートとプリプレグによって減衰するため表側より裏側の穴径が小さくなっていた。

特に、高密度を要求される回路基板では貫通穴を小さく設計する必要があるため、裏側の穴径はさらに小さくなり、裏側のＰＥＴシートに導電ペーストが取られる可能性が高く、導通孔の接続抵抗がばらつくという課題があり、なかでも加工穴の穴径が７０μｍ以下の場合は、回路基板を提供することが困難であった。

これに対し、本発明の回路基板の製造方法では、ＰＥＴシートの構成をプリプレグに張り付ける表側と裏側で変えることで、貫通穴の加工時のレーザー光の加工エネルギーが減衰しても裏側のＰＥＴシートに穿設される穴が表側のＰＥＴシートに穿設される穴とその穴径が同等となるため、貫通穴へ導電性ペーストを充填した後にＰＥＴシートを剥離しても裏側のＰＥＴシート側に導電性ペーストが取られることがなくなり、かつ裏側のＰＥＴシートに穿設された穴の穴径が大きくなった分に相当する分の導電性ペーストの充填量も増加することから接続抵抗値はさらに安定する。

さらに、本発明の回路基板の製造方法で使用する表側のＰＥＴシートは、穴径制御層を形成しないので１工程削減できるため安価に生産することが可能であり、同様に制御層の膜厚を薄くしたり、ＰＥＴシートのＰＥＴ基材自体を薄くしたものも使用材料が削減されるため安価に生産できる。

なお、本実施の形態においては、表側のＰＥＴシートのみに穴径制御層を設け、裏側のＰＥＴシートに穴径制御層を設けないＰＥＴシートを用いた場合についての回路基板の製造方法を説明した。

それに換わる事例としては、表側のＰＥＴシートと同様に、裏側のＰＥＴシートにも穴径制御層を設けることも考えられる。この場合、裏側のＰＥＴシートの穴径制御層の膜厚を、裏側のＰＥＴシートの穴径制御層の膜厚に比較して、極力薄くして穴径をコントロールするか、あるいは、裏側のＰＥＴシートの基材そのものを表側のＰＥＴシートの基材に比較して薄くすることによって、ＰＥＴシートの穴内径部と導電ペーストの接触面積を減らし、剥離しやすくすることを前提とする。このような構成のＰＥＴシートを用いても本発明と同様の効果が得られることは言うまでもない。この事例において特に注意することは、裏側のＰＥＴシートの基材を薄くする場合、プリプレグから剥離したときに形成されるＰＥＴシートの厚み分に相当する凸状の鋲効果が得られるようにＰＥＴシートの厚みを設定することである。本願発明者の確認では、表側のＰＥＴシートの基材の厚みの９０〜４０％の範囲で裏側のＰＥＴシートの基材を薄くすればよいことがわかった。

なお、本発明の構成である、表側のＰＥＴシートのみに穴径制御層を設け、裏側のＰＥＴシートに穴径制御層を設けない場合にあっては、表側のＰＥＴシートの基材の厚みの１００〜４０％の範囲で裏側のＰＥＴシートの基材を薄くすればよい。前記の範囲において、下限値４０％以下の場合は、充填された導電性ペーストによる凸状の鋲効果が得られない可能性がある。従って、前記範囲、望ましくは１００〜５０％の範囲に設定した方がよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の回路基板の製造用材料を用いて両面または多層の回路基板の製造方法について以下に説明する。

まず、一時的に保管または他工程（工場含む）で製造された上記の実施の形態１における図６に示す本発明の回路基板の製造用材料１００を少なくとも２枚準備する。

製造用材料１００を準備するに当たっては、専用の保管箱あるいは搬送箱等を用いて搬送することが望ましい。

また、製造用材料１００の一時保管や搬送過程においては、保冷庫等を用いて温湿度を一定（例：１０℃以下、又は２３±２℃、５５±５％ＲＨ）に保った状態を維持することが望ましく、これにより製造用材料１００中のプリプレグや導電性ペーストの性能を安定させることができる。

次に、銅はく等の金属箔９を２枚と表層に回路を有する回路基板を少なくとも１枚準備する。

なお、前記回路基板は、表層に回路を有するものであれば両面の回路基板に限定されるものではなく、多層の回路基板（例えば図７の４層の回路基板１４）であってもよい。本実施の形態においては、説明を容易にするため、実施の形態１の図１（ｈ）に示された両面の回路基板１２とする。

次に、図１（ｅ）の工程と同様に、製造用材料１００の表裏に張り付けられたＰＥＴシート２ａ、２ｂを剥離することにより、導電性ペーストが充填されたプリプレグを少なくとも２枚準備し、これをプリプレグ８ａ、８ｂとする。

次に、実施の形態１の図７（ｂ）の工程と同様に、両面の回路基板１２とプリプレグ８ａ、８ｂとを交互にかつ２枚の金属箔９を最外層に積層し、図７（ｃ）の工程と同様に、熱プレスで加熱加圧する。

次に、図７（ｄ）の工程と同様に、両面の金属箔９を選択的にエッチングして回路パターン１１を形成することで４層の回路基板１４を得る。

なお、上記の説明において１枚の回路基板１２と２枚のプリプレグ８ａ、８ｂとを交互に積層するとの表現を用いたが、この場合の交互とは回路基板とプリプレグとが互いに接する状態を示すものである。その状態であれば複数の回路基板１２とそれ以上の複数のプリプレグとを互いに交互に積層し、最外層の金属箔にプリプレグが接するように積層することも可能であり、本発明の回路基板の製造用材料を用いれば容易に高多層の回路基板を実現することができる。

なお、本発明の回路基板の製造用材料１００を用いて両面の回路基板を製造する場合は、実施の形態１の図１（ｅ）〜図１（ｈ）と同様に行えばよい。

次に、本発明の回路基板の製造用材料を用いて多層の回路基板の製造方法の他の事例について以下に説明する。

まず、一時的に保管または他工程（工場含む）で製造された上記の実施の形態１における図６に示す本発明の回路基板の製造用材料１００を少なくとも１枚準備する。

また、表層に回路を有する回路基板を少なくとも２枚準備する。

なお、前記回路基板は、表層に回路を有するものであれば両面の回路基板に限定されるものではなく、多層の回路基板（例えば図７の４層の回路基板１４）を複数であってもよく、あるいは、両面の回路基板（例えば図１の両面の回路基板１２）と多層の回路基板とで複数準備してもよい。本実施の形態においては、説明を容易にするため、４層の回路基板１４を２枚準備する。

次に、図１（ｅ）の工程と同様に、製造用材料１００の表裏に張り付けられたＰＥＴシート２ａ、２ｂを剥離することにより、導電性ペーストが充填されたプリプレグ８を準備する。

次に、４層の回路基板１４とプリプレグ８とを交互にかつ２枚の回路基板１４を最外層に積層し、その両表面に離型シートを配置して熱プレスで加熱加圧する。

これにより、８層の層間が電気的に接続された多層の回路基板を得る。

なお、上記の説明において２枚の回路基板１４と１枚のプリプレグ８とを交互に積層するとしたが、複数のプリプレグとそれ以上の複数の多層の回路基板１４あるいは両面の回路基板１２とを互いに交互に積層し、最外層が回路基板１４（または回路基板１２）となるように積層することも可能であり、本発明の回路基板の製造用材料を用いれば容易に高多層の回路基板を実現することができる。

本発明の回路基板の製造用材料を用いて両面または多層の回路基板の製造することにおける利点は、実施の形態１における層間の接続信頼性が高い回路基板を提供することに加えて、回路基板の製造過程における生産性の向上を図ることができる。

つまり、回路基板の製造用材料を用いれば、製造工程において使用する主な製造装置は、ＰＥＴシートの剥離機や位置決め積層を行うためのアライメント積層機および熱プレス機であり、ＰＥＴシートのラミネート機やレーザー加工機、導電性ペーストの充填機等は不要となる。このことから、回路基板の生産効率を高めることができるとともに、最少必要な生産設備で、高多層の回路基板を容易に実現することができるため、本発明の技術を採用することは容易であり、本発明の技術を普及させることも容易に行うことができる。

以上述べたように、本発明の回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料を用いると、表側ＰＥＴシートに穴径制御層の無いＰＥＴシートを用いるので、まずＰＥＴシートの製造工程が１工程削減されることで安価な材料を用いることが出来、さらにＰＥＴシート剥離の際にペーストの取られ現象や抜け・欠点等の現象を防止できるのでペースト充填量が安定しビア接続信頼性が高く経済的な回路基板の製造方法を提供することができ、本発明の産業上の利用可能性は大であるといえる。

本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示す工程断面図 同実施の形態における回路基板の製造方法の一過程の要部を示す断面図 同実施の形態における回路基板の製造方法の一過程の要部を示す断面図 同実施の形態における回路基板の製造方法を説明するための図 同実施の形態における回路基板の製造方法を説明するための図 同実施の形態における回路基板の製造用材料を示す断面図 同実施の形態における回路基板の製造方法を示す工程断面図 同実施の形態における接続評価用の回路基板を示す断面図 従来の回路基板の製造方法を示す工程断面図 従来の回路基板の製造方法の一過程の要部を示す断面図 従来の回路基板の製造方法の一過程の要部を示す断面図 従来の回路基板の製造方法を示す工程断面図 従来の回路基板の製造方法における課題を示す断面図

符号の説明

１、５１ プリプレグ
２ａ、２ｂ、５２ ＰＥＴシート
３、３ｃ、５３ 貫通穴
４ａ、４ｂ ＰＥＴに穿設された穴
５、５５ スキージ
６、５６ 導電性ペースト
７、５７ 導通穴
８、８ａ、８ｂ、５８ａ、５８ｂ 導電性ペースト充填済みプリプレグ
９、５９ 金属箔
１０、６０ 両面の銅張積層板
１１、６１ 回路パターン
１２、６２ 両面回路基板
１３、６３ ４層の銅張積層板
１４、６４ ４層の回路基板
３１ 集光レンズ
３２ レーザー光
３３ 導電性ペーストが抜けて欠点となる現象
３４ 導電性ペーストが取られる現象
１００ 回路基板の製造用材料
１０１ ＰＥＴ基材
１０２ 穴径制御層
１０３ 離型層
２００ 接続評価用の回路基板
２０１ 基材
２０２ 導通穴（ビア）
２０３ パターン
２０４ 抵抗計

Claims (10)

1. プリプレグの表裏に離型性を有したプラスチックシートを張り付ける工程と、プラスチックシートを張り付けたプリプレグの表側から裏側にかけてレーザー光を照射することにより貫通穴を形成する工程と、
   前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、前記プラスチックシートを前記プリプレグより剥離する工程とを備え、
   前記プリプレグの表裏に張り付けられたプラスチックシートのうち表側に張り付けられたプラスチックシートのみは、前記プリプレグに接触しない面に穴径制御層を備えていることを特徴とする回路基板の製造方法。
2. 穴径制御層は、融点を持たない熱硬化性樹脂を主成分とした樹脂で形成される層であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
3. 穴径制御層の膜厚は、０．３μｍ〜２μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
4. レーザー光を照射することにより形成される貫通穴のプリプレグの穴径は７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
5. 前記プラスチックシートを前記プリプレグより剥離する工程の後、
   前記プリプレグの両面に金属箔を加熱加圧することで接着する工程と、前記金属箔を回路形成する工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
6. 表裏に離型性を有したプラスチックシートが張り付けられたプリプレグと、前記プラスチックシートとプリプレグにレーザー加工により形成された貫通穴と、前記貫通穴に充填された導電性ペーストとを備え、
   前記レーザー加工はレーザー光が表側に張り付けられたプラスチックシート、プリプレグ、裏側に張り付けられたプラスチックシートへと照射貫通するものであって、
   前記プリプレグの表裏に張り付けられたプラスチックシートのうち表側に張り付けられたプラスチックシートのみは、前記プリプレグに接触しない面に穴径制御層を備えていることを特徴とする回路基板の製造用材料。
7. 金属箔もしくは表層に回路を有する回路基板および請求項６に記載の回路基板の製造用材料を準備する工程と、
   前記回路基板用の製造用材料の表裏に張り付けられたプラスチックシートを剥離して導電性ペーストが充填されたプリプレグを準備する工程と、
   前記表層に回路を有する回路基板と前記プリプレグとを交互にかつ前記金属箔を最外層に積層し加熱加圧する工程と、前記金属箔に回路を形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
8. 表層に回路を有する回路基板および請求項６に記載の回路基板の製造用材料を準備する工程と、前記回路基板用の製造用材料の表裏に張り付けられたプラスチックシートを剥離して導電性ペーストが充填されたプリプレグを準備する工程と、前記表層に回路を有する両面または多層の回路基板と前記プリプレグとを交互にかつ前記回路基板を最外層に積層し加熱加圧する工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
9. 裏側のプラスチックシートの厚みは表側のプラスチックシートの厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
10. 裏側のプラスチックシートの厚みは表側のプラスチックシートの厚みの１００〜４０％の範囲であることを特徴とする請求項９に記載の回路基板の製造方法。

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