JP2010129723A - ビアホールの形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、パッドの上面に設けられた絶縁層に形成されるビアホールの形成方法に関し、小径化されたビアホールを形成できると共に、ビアホールの製造コストを低減することのできるビアホールの形成方法を提供することを課題とする。
【解決手段】絶縁層16の上面16Aに、印刷法により、ビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16の上面16Aを露出する開口部32を有した金属マスク31を形成し、次いで、金属マスク31の上面31Aにおいて、開口部32の直径Rよりも大きい直径Rとされたビーム径を有するレーザビーム35を、開口部32から露出された部分の絶縁層16、及び開口部32を構成する部分の金属マスク31の上面31Aに照射することにより、ビアホール18を形成する。
【選択図】図13

Description

本発明は、ビアホールの形成方法に係り、特に、パッドの上面に配置された部分の絶縁層に形成されるビアホールの形成方法に関する。
従来の配線基板(例えば、多層プリント配線基板)には、上下方向に配置されたパッド間を電気的に接続する導体として、ビアが用いられている。ビアは、パッド上に配置された部分の絶縁層(例えば、樹脂層)にレーザビームを照射することで形成されるビアホールに配設されている。ビアホールは、パッドの上面を露出するように形成されている。
近年、配線基板の小型化及び高密度化(言い換えれば、配線基板の微細化)の開発が進められている。このような配線基板の微細化に対応するために、ビアホールの小径化が望まれている。従来、小径化されたビアホールの形成方法として、コンフォーマルマスク法と呼ばれるビアホールの形成方法がある(図1〜図8参照)。
図1〜図8は、従来のビアホールの形成工程を示す図である。
図1〜図8を参照して、従来のビアホール213の形成方法について説明する。始めに、図1に示す工程では、配線基板本体201の最上部に設けられた絶縁層202の上面202Aに、配線203及びパッド204を形成する。配線基板本体201は、積層された複数の絶縁層(図示せず)と、複数の絶縁層に形成されたビアホール(図示せず)と、ビアホールに設けられたビア(図示せず)と、複数の絶縁層に形成され、ビアと電気的に接続される配線パターン(図示せず)とを有した構成とされている。
次いで、図2に示す工程では、絶縁層202の上面202Aに、配線203及びパッド204を覆う絶縁層206を形成する。絶縁層206としては、例えば、絶縁樹脂層を用いることができる。この場合、絶縁層206は、図1に示す構造体の上面に樹脂フィルムを貼り付けることで形成する。
次いで、図3に示す工程では、絶縁層206の上面206Aに、銅箔207を貼り付ける。次いで、図4に示す工程では、ビアホール213の形成位置に対応する部分の銅箔207の上面207Aを露出する開口部208Aを有したレジスト膜208を形成する。レジスト膜208は、例えば、ドライフィルムレジストを銅箔207の上面207Aに貼り付け、その後、開口部208Aに対応する部分のドライフィルムレジストを露光、現像することで形成する。
次いで、図5に示す工程では、レジスト膜208をマスクとするエッチングにより、開口部208Aに露出された部分の銅箔207に開口部207Bを形成する。
次いで、図6に示す工程では、図5に示すレジスト膜208を除去する。次いで、図7に示す工程では、開口部207Bに露出された部分の絶縁層206に、開口部207Bよりも直径の大きいレーザビーム211を照射することで、絶縁層206にパッド204の上面204Aを露出するビアホール213を形成する。
このように、開口部207Bよりも直径の大きいレーザビーム211を照射することで、レーザ加工装置から照射されるレーザビーム211の位置ずれを吸収することが可能となるため、パッド204上に小径化されたビアホール213を形成することができる。
次いで、図8に示す工程では、エッチングにより、図7に示す開口部207Bが形成された銅箔207を除去する(例えば、特許文献1参照。)。
特表2005−532677号公報
しかしながら、従来のビアホール213の形成方法では、レーザビーム211を照射する際のマスクとなる開口部207Bを有した銅箔207を形成するために、絶縁層206の上面206Aに銅箔207を貼り付けた後、銅箔207上に開口部208Aを有したレジスト膜208を形成する工程、レジスト膜208をマスクとするエッチングにより銅箔207に開口部207Bを形成する工程、及び開口部207Bを形成後にレジスト膜208を除去する工程を行う必要があった。
そのため、図1〜図8を参照して説明したコンフォーマルマスク法を用いた場合、ビアホール213の製造コストが増加してしまうという問題があった。
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、小径化されたビアホールを形成できると共に、ビアホールの製造コストを低減することのできるビアホールの形成方法を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、絶縁体上に形成されたパッドの上面に配置された部分の絶縁層に形成されるビアホールの形成方法であって、前記パッドが形成された前記絶縁体上に、前記パッドを覆う前記絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層の上面に、印刷法により、前記ビアホールの形成位置に対応する部分の前記絶縁層の上面を露出する開口部を有した金属マスクを形成する金属マスク形成工程と、前記金属マスクの上面において、前記開口部の直径よりも大きい直径とされたレーザビームを、前記開口部から露出された前記絶縁層、及び前記開口部を構成する部分の前記金属マスクの上面に照射することにより、前記開口部に露出された部分の前記絶縁層に、前記パッドの上面を露出する前記ビアホールを形成するビアホール形成工程と、前記ビアホール形成工程後に、前記金属マスクを除去する金属マスク除去工程と、を含むことを特徴とするビアホールの形成方法が提供される。
本発明によれば、絶縁層の上面に、印刷法により、ビアホールの形成位置に対応する部分の絶縁層の上面を露出する開口部を有した金属マスクを形成し、次いで、金属マスクの上面において、開口部の直径よりも大きい直径とされたレーザビームを、開口部から露出された部分の絶縁層、及び開口部を構成する部分の金属マスクの上面に照射することにより、開口部の下方に位置する部分の絶縁層に、パッドの上面を露出する小径化されたビアホールを形成することができる。
また、印刷法を用いて、ビアホールの形成位置に対応する部分の絶縁層の上面を露出する開口部を有した金属マスクを形成することにより、金属マスクを1つの工程で形成することが可能となる。これにより、従来のビアホールの形成方法で使用するマスク(レーザビームを照射する際に使用するマスク)と比較して、金属マスクを形成する際の工程数が少なくなるため、ビアホールの製造コストを低減することができる。
本発明によれば、小径化されたビアホールを形成できると共に、ビアホールの製造コストを低減することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態)
図9は、本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の断面図である。
図9を参照するに、本実施の形態に係るビアホール18の形成方法が適用された配線基板10は、配線基板本体11と、配線13と、パッド14,23と、絶縁層16と、ビアホール18と、ビア22とを有する。
配線基板本体11は、積層された複数の絶縁層(図示せず)と、複数の絶縁層に形成されたビアホール(図示せず)と、ビアホールに設けられたビア(図示せず)と、複数の絶縁層に形成され、ビアと電気的に接続される配線パターン(図示せず)とを有する。積層された複数の絶縁層(図示せず)の最上層には、絶縁体25が設けられている。絶縁体25としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層を用いることができる。絶縁体25は、パッド14が形成されるパッド形成領域Aと、パッド14が形成されない非パッド形成領域Bとを有する。
配線13は、非パッド形成領域Bに対応する部分の絶縁体25の上面25Aに設けられている。配線13は、配線基板本体11に設けられたビア及び配線パターン(共に図示せず)と電気的に接続されている。配線13の材料としては、例えば、Cuを用いることができる。
パッド14は、パッド形成領域Aに対応する部分の絶縁体25の上面25Aに設けられている。パッド14は、配線基板本体11に設けられたビア及び配線パターン(共に図示せず)と電気的に接続されている。パッド14の直径Rは、例えば、65μmとすることができる。パッド14の材料としては、例えば、Cuを用いることができる。この場合、パッド14の厚さは、例えば、18μmとすることができる。
絶縁層16は、配線13及びパッド14(但し、ビア22と接続される部分のパッド14の上面14Aを除く)を覆うように、絶縁体25の上面25Aに設けられている。絶縁層16としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層を用いることができる。この場合、パッド14の上面14Aに配置された部分の絶縁層16の厚さは、例えば、30μmとすることができる。
ビアホール18は、パッド14の上面14Aに配置された部分の絶縁層16に形成されている。ビアホール18は、パッド14の上面14Aを露出するように形成されている。パッド14の直径Rが65μmの場合、ビアホール18のボトムの直径Rは、例えば、40μmとすることができ、ビアホール18のトップの直径Rは、例えば、50μmとすることができる。ビアホール18は、配線基板10の微細化に対応する小径化されたビアホールである。
ビア22は、ビアホール18に設けられている。ビア22の下端は、パッド14と接続されている。これにより、ビア22は、パッド14を介して、配線基板本体11に設けられたビア及び配線パターン(共に図示せず)と電気的に接続されている。ビア22の上端は、パッド23と一体的に構成されている。
パッド23は、パッド形成領域Aに対応する部分の絶縁層16の上面16Aに設けられている。パッド23は、ビア22の上端と一体的に構成されている。これにより、パッド23は、ビア22を介して、パッド14と電気的に接続されている。上記構成とされたビア22及びパッド23の材料としては、例えば、Cuを用いることができる。
図10〜図15は、本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図である。図10〜15において、図9に示す配線基板10と同一構成部分には、同一符号を付す。
図10〜図15を参照して、配線基板10を製造する場合を例に挙げて、本実施の形態のビアホール18の形成方法について説明する。
始めに、図10に示す工程では、絶縁体25の上面25Aに、配線13及びパッド14を形成する。配線基板本体11は、積層された複数の絶縁層(図示せず)と、複数の絶縁層に形成されたビアホール(図示せず)と、ビアホールに設けられたビア(図示せず)と、複数の絶縁層に形成され、ビアと電気的に接続される配線パターン(図示せず)とを有する。積層された複数の絶縁層(図示せず)の最上層には、絶縁体25が設けられている。絶縁体25としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層を用いることができる。絶縁体25は、パッド14が形成されるパッド形成領域Aと、パッド14が形成されない非パッド形成領域Bとを有する。
パッド14は、パッド形成領域Aに対応する部分の絶縁体25の上面25Aに形成する。パッド14は、配線基板10の微細化に対応する小径化されたパッドである。パッド14の直径Rは、例えば、65μmとすることができる。配線13は、非パッド形成領域Bに対応する部分の絶縁体25の上面25Aに形成する。配線13及びパッド14は、例えば、セミアディティブ法により形成することができる。
次いで、図11に示す工程では、配線13及びパッド14が形成された絶縁体25の上面25Aに、配線13及びパッド14を覆う絶縁層16を形成する(絶縁層形成工程)。絶縁層16としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等からなる絶縁樹脂層を用いることができる。絶縁層16として絶縁樹脂層を用いる場合、例えば、図10に示す構造体上に樹脂フィルムを貼り付けることで絶縁層16を形成する。パッド14の上面14Aに形成された部分の絶縁層16の厚さは、例えば、30μmとすることができる。
次いで、図12に示す工程では、絶縁層16の上面16A全体に、印刷法により、ビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16の上面16Aを露出する開口部32を有した金属マスク31を形成する(金属マスク形成工程)。具体的には、例えば、インクジェット法を用いて、絶縁層16の上面16A全体に、金属マスク31の母材となる金属材料(例えば、Cu又はCu合金)を吹き付けることで、開口部32を有した金属マスク31を形成する。金属マスク31は、レーザビーム35(図13参照)をビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16のみに照射するためのマスクである。パッド14の直径Rが65μmの場合、開口部32の直径Rは、例えば、50μmとすることができる。
このように、インクジェット法を用いて、絶縁層16の上面16A全体に、レーザビーム35をビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16のみに照射するための金属マスク31を形成することにより、従来のマスクである開口部207Bを有した銅箔207を形成する際に必要であったレジスト膜208(図4及び図5参照)を用いることなく、1つの工程で、ビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16の上面16Aを露出する開口部32を有した金属マスク31を形成することが可能となる。これにより、従来のマスク(開口部207Bを有した銅箔207)と比較して、金属マスク31を形成する際の工程数が少なくなるため、ビアホール18の製造コストを低減することができる。
また、パッド14の材料と金属マスク31の材料とが同じ場合(例えば、パッド14及び金属マスク31の材料としてCuを用いた場合)、金属マスク31の厚さは、パッド14の厚さよりも薄くするとよい。具体的には、パッド14の厚さが18μmの場合、金属マスク31の厚さは、例えば、1μm〜5μmとするとよい。
このように、パッド14の材料と金属マスク31の材料とが同じ場合、金属マスク31の厚さをパッド14の厚さよりも薄くすることにより、後述する図14に示す工程(金属マスク除去工程)において、エッチングにより金属マスク31を除去する際、パッド14のエッチング量を少なくすることができる(言い換えれば、パッド14の厚さが薄くなることを防止することができる。)。
次いで、図13に示す工程では、レーザ加工装置(図示せず)により、金属マスク31の上面31Aにおいて、金属マスク31に形成された開口部32の直径Rよりも大きい直径Rとされたビーム径を有するレーザビーム35を、開口部32から露出された部分の絶縁層16、及び開口部32を構成する部分の金属マスク31の上面31Aに照射して、開口部32に露出された部分の絶縁層16に、パッド14の上面14Aを露出するビアホール18を形成する(ビアホール形成工程)。なお、開口部32を構成する部分の金属マスク31の上面31Aに照射されたレーザビーム35は、金属マスク31によりカットされる。
このように、金属マスク31に形成された開口部32の直径Rよりも大きい直径Rとされたレーザビーム35を、開口部32から露出された部分の絶縁層16、及び開口部32を構成する部分の金属マスク31の上面31Aに照射して、ビアホール18を形成することにより、開口部32よりも直径Rの大きいビーム径を有したレーザビーム35が照射されるため、レーザ加工装置(図示せず)から照射されるレーザビーム35の位置ずれを吸収することが可能となるので、パッド14上に配置された部分の絶縁層16に小径化されたビアホール18を形成することができる。
レーザビーム35としては、例えば、COレーザを用いることができる。レーザビーム35のビーム径の直径Rは、開口部32の直径Rの大きさ及びレーザ加工装置が照射するレーザビーム35の位置精度に基づいて決定するとよい。
このように、開口部32の直径Rの大きさ及びレーザ加工装置が照射するレーザビームの位置精度に基づいて、レーザビーム35のビーム径の直径Rを決定することにより、開口部32から露出された部分の絶縁層16の上面16A全体にレーザビーム35を確実に照射することができる。
開口部32の直径Rが50μm、ガルバノスキャナを用いた一般的なレーザ加工装置を用いてレーザビーム35を照射する場合、レーザビーム35の直径Rは、例えば、80μmとすることができる。
パッド14の直径Rが65μmの場合、ビアホール18のボトムの直径Rは、例えば、40μmとすることができ、ビアホール18のトップの直径Rは、例えば、50μmとすることができる。
次いで、図14に示す工程では、図13に示す金属マスク31を除去する(金属マスク除去工程)。具体的には、例えば、ウエットエッチングにより、金属マスク31をエッチングすることで、金属マスク31を除去する。
次いで、図15に示す工程では、周知の手法により、ビアホール18に配設されるビア22と、ビア22と一体的に構成され、絶縁層16の上面16Aに配設されるパッド23とを同時に形成する。これにより、配線基板10が製造される。具体的には、ビア22及びパッド23は、例えば、セミアディティブ法により形成することができる。ビア22及びパッド23の材料としては、例えば、Cuを用いることができる。
本実施の形態のビアホールの形成方法によれば、絶縁層16の上面16Aに、印刷法(例えば、インクジェット法)により、ビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16の上面16Aを露出する開口部32を有した金属マスク31を形成し、次いで、金属マスク31の上面31Aにおいて、開口部32の直径Rよりも大きい直径Rとされたレーザビーム35を、開口部32から露出された部分の絶縁層16、及び開口部32を構成する部分の金属マスク31の上面31Aに照射することにより、開口部32の下方に位置する部分の絶縁層16に、パッド14の上面14Aを露出する小径化されたビアホール18を形成することができる。
また、印刷法(例えば、インクジェット法)を用いて、ビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16の上面16Aを露出する開口部32を有した金属マスク31を形成することにより、開口部32を有した金属マスク31を1つの工程で形成することが可能となる。これにより、従来のビアホール213の形成方法(図1〜図8参照)で使用するマスク(開口部207Bが形成された銅箔207)と比較して、金属マスク31を形成する際の工程数が少なくなるため、ビアホール18の製造コストを低減することができる。
図16〜図19は、本発明の実施の形態に係るビアホールの他の形成工程を示す図である。図16〜図19において、本実施の形態の配線基板10と同一構成部分には同一符号を付す。
図16〜図19を参照して、本実施の形態に係るビアホール18の他の形成方法について説明する。始めに、先に説明した図10及び図11に示す工程(絶縁層形成工程を含む)と同様な処理を行うことで、図11に示す構造体を形成する。
次いで、図16に示す工程では、印刷法(例えば、インクジェット法)により、パッド形成領域Aに対応する部分の絶縁層16の上面16Aにのみ金属マスク41を形成する(金属マスク形成工程)。金属マスク41は、パッド形成領域Aにのみ形成すること以外は、先に説明した金属マスク31と同様な構成(具体的には、形状、材料、及び厚さ等)とされている。
このように、パッド14が形成されるパッド形成領域Aに対応する部分の絶縁層16の上面16Aのみに、レーザビーム35をビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16のみに照射するためのマスクである金属マスク41を形成することにより、金属マスク形成工程における処理時間を短縮することが可能になると共に、金属マスク31と比較して金属マスク41の面積を小さくすることが可能となるので、ビアホール18の製造コストを低減することができる。
次いで、図17に示す工程では、先に説明した図13に示す工程と同様な処理を行うことで、開口部32の下方に位置する部分の絶縁層16に、パッド14の上面14Aを露出するビアホール18を形成する(ビアホール形成工程)。
次いで、図18に示す工程では、図17に示す金属マスク41を除去する(金属マスク除去工程)。具体的には、例えば、ウエットエッチングにより、金属マスク41をエッチングすることで、金属マスク41を除去する。
本実施の形態に係るビアホールの他の形成方法によれば、パッド14が形成されるパッド形成領域Aに対応する部分の絶縁層16の上面16Aのみに、レーザビーム35をビアホール18の形成位置に対応する部分の絶縁層16のみに照射するためのマスクである金属マスク41を形成することにより、金属マスク形成工程における処理時間を短縮することが可能になると共に、金属マスク31と比較して金属マスク41の面積を小さくすることが可能となるので、ビアホール18の製造コストを低減することができる。
なお、本実施の形態に係るビアホール18の他の形成方法は、図10〜図15において説明したビアホール18の形成方法と同様な効果を得ることができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、配線基板本体11に設けられた複数の絶縁層に形成されたビアホールを形成する際に、本実施の形態のビアホールの形成方法を適用してもよい。
従来のビアホールの形成工程を示す図(その1)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その2)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その3)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その4)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その5)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その6)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その7)である。 従来のビアホールの形成工程を示す図(その8)である。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の断面図である。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その1)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その2)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その3)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その4)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その5)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの形成方法が適用された配線基板の製造工程を示す図(その6)ある。 本発明の実施の形態に係るビアホールの他の形成工程を示す図(その1)である。 本発明の実施の形態に係るビアホールの他の形成工程を示す図(その2)である。 本発明の実施の形態に係るビアホールの他の形成工程を示す図(その3)である。
符号の説明
10 配線基板
11 配線基板本体
13 配線
14,23 パッド
14A,16A,25A,31A 上面
16 絶縁層
18 ビアホール
22 ビア
25 絶縁体
31,41 金属マスク
32 開口部
35 レーザビーム
A パッド形成領域
B 非パッド形成領域
,R,R,R,R 直径

Claims (5)

  1. 絶縁体上に形成されたパッドの上面に配置された部分の絶縁層に形成されるビアホールの形成方法であって、
    前記パッドが形成された前記絶縁体上に、前記パッドを覆う前記絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
    前記絶縁層の上面に、印刷法により、前記ビアホールの形成位置に対応する部分の前記絶縁層の上面を露出する開口部を有した金属マスクを形成する金属マスク形成工程と、
    前記金属マスクの上面において、前記開口部の直径よりも大きい直径とされたレーザビームを、前記開口部から露出された前記絶縁層、及び前記開口部を構成する部分の前記金属マスクの上面に照射することにより、前記開口部に露出された部分の前記絶縁層に、前記パッドの上面を露出する前記ビアホールを形成するビアホール形成工程と、
    前記ビアホール形成工程後に、前記金属マスクを除去する金属マスク除去工程と、を含むことを特徴とするビアホールの形成方法。
  2. 前記金属マスク形成工程では、インクジェット法により前記金属マスクを形成することを特徴とする請求項1記載のビアホールの形成方法。
  3. 前記金属マスクの材料は、Cu又はCu合金であることを特徴とする請求項1または2記載のビアホールの形成方法。
  4. 前記パッドの材料と前記金属マスクの材料が同じ場合、前記金属マスクの厚さを前記パッドの厚さよりも薄くすることを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載のビアホールの形成方法。
  5. 前記絶縁体は、前記パッドが形成されるパッド形成領域と、前記パッドが形成されない非パッド形成領域と、を有しており、
    前記金属マスクは、前記パッド形成領域に対応する部分の前記絶縁層の上面にのみ形成することを特徴とする請求項1ないし4のうち、いずれか1項記載のビアホールの形成方法。
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KR101851455B1 (ko) * 2016-08-11 2018-04-24 엘지전자 주식회사 인쇄회로기판, 인쇄회로기판의 제조 방법 및 전자부품 패키지
JP2019012865A (ja) * 2018-10-30 2019-01-24 味の素株式会社 回路基板及びその製造方法
JP2021016006A (ja) * 2020-11-18 2021-02-12 味の素株式会社 回路基板及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101851455B1 (ko) * 2016-08-11 2018-04-24 엘지전자 주식회사 인쇄회로기판, 인쇄회로기판의 제조 방법 및 전자부품 패키지
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