JP2010182927A - プリント配線板の製造方法及びその方法で製造されたプリント配線板 - Google Patents

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Abstract

【課題】プリント配線板の製造方法において、凹部内へのめっき液の浸漬を抑えて金属めっき処理で層間導通させることである。
【解決手段】プリント配線板10の製造方法は、第1絶縁樹脂板の一方の面に、第1導体回路と第1接続ランドとを形成して第1配線基材12aを成形する工程と、第2絶縁樹脂板の一方の面に、第2導体回路と第2接続ランドとを形成し、他方の面に接着層を形成し、孔加工して開口26を形成して第2配線基材14aを成形する工程と、第1配線基材に第2配線基材を積層して配線基材積層体60を成形する工程と、配線基材積層体に貫通電極15を形成する工程とを備え、貫通電極を形成する工程は、第2絶縁樹脂板と接着層とを貫通する貫通孔30を形成し、第2配線基材の開口を離型可能な離型シート64で覆い、貫通孔の内周面に導電層32を形成し、導電層に金属めっき層34を形成し、離型シートを除去する。
【選択図】図10

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法及びその方法で製造されたプリント配線板に関する。
近年、携帯電話やデジタルカメラ等に代表される携帯電子機器において、製品の小型化、高機能化が急速に進んでいる。それにともない、それらの電子機器に搭載される部品にも、小型化、高機能化、大容量化等が要求されている。半導体パッケージにおいても、上記の流れから、1つのパッケージにIC(Integrated Circuit)チップ等の電子チップ部品を複数個内包してシステム化するシステムインパッケージ技術が注目を浴びている。
また、パッケージの薄型化という点からは、Siウエハ薄型加工技術が発達してきた。最近では、ICを100μm厚程度まで薄肉化することが可能となったことを受け、プリント配線基板にキャビティを設けてICチップ等を配置する電子部品内蔵基板技術が注目されている。プリント配線基板に設けられたキャビティにICチップ等のチップ部品を配置することにより、従来に比べて、相対的に実装面積を増やすことができる。例えば、特許文献1には、電子部品からなる回路部品等を三次元的に配置することができるキャビティ構造を有した複合配線基板が記載されている。
特開2007−194516号公報
ところで、キャビティ等の凹部が設けられたプリント配線板は、例えば、サブトラクティブ法やアディティブ法等で導体回路を形成した配線基材に、キャビティ等の凹部を形成するための開口を設けた配線基材をビルドアップ法等で積層して積層体を形成し、積層体の積層方向に層間導通用のスルーホールやレーザビアホールを形成して製造される。
ここで、積層体にスルーホールやレーザビアホールを金属めっき処理で形成する場合には、積層体に設けられた凹部がめっき液で浸漬されるので、凹部の内側が金属めっきされる可能性がある。
そこで、本発明の目的は、凹部へのめっき液の浸漬を抑えて金属めっき処理で層間導通させるプリント配線板の製造方法及びその方法で製造されたプリント配線板を提供することである。
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、第1絶縁樹脂板の一方の面に、第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドとを形成して第1配線基材を成形する第1配線基材成形工程と、第2絶縁樹脂板の一方の面に、第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドとを形成し、前記第2絶縁樹脂板の他方の面に接着層を形成し、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを孔加工して所定位置に開口を形成して第2配線基材を成形する第2配線基材成形工程と、前記第1配線基材の第1導体回路側に前記第2配線基材の接着層側を向けて、前記第1配線基材に前記第2配線基材を積層して配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、前記配線基材積層体の積層方向に設けられ、前記第1接続ランドと前記第2接続ランドとに接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、を備え、前記貫通電極形成工程は、前記第2接続ランドに設けられ、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを積層方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第2配線基材の開口を離型可能な離型シートで覆い、前記貫通孔の内周面に導電性材料を被覆して導電層を形成し、前記導電層に金属めっき処理して金属めっき層を形成し、前記離型シートを除去することを特徴とする。
本発明に係るプリント配線板の製造方法において、前記離型シートは、前記貫通孔の孔径より大きい穴部を有し、前記穴部を前記貫通孔に位置させて、前記第2配線基材の開口を前記離型シートで覆うことが好ましい。
本発明に係るプリント配線板の製造方法において、前記離型シートは、粘着シート、熱発泡剥離シート、紫外線剥離シートまたは冷却剥離シートであることが好ましい。
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、前記第1配線基材の第1導体回路面と、前記第2配線基材における開口の内周面とにより囲まれた凹部に、チップ部品を前記第1導体回路に接続して配置するチップ部品配置工程を備えることが好ましい。
本発明に係るプリント配線板は、第1絶縁樹脂板と、前記第1絶縁樹脂板の一方の面に形成される第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドと、を有する第1配線部材と、第2絶縁樹脂板と、前記第2絶縁樹脂板の一方の面に形成される第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドと、前記第2絶縁樹脂板の他方の面に形成される接着層と、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とが貫通されて形成される所定形状の開口と、を有し、前記第1配線部材の第1導体回路側に接着層側を向けて前記第1配線部材に積層される第2配線部材と、を備え、前記第1接続ランドと前記第2接続ランドとに接続されて設けられ、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを貫通する貫通孔の内周面に導電性材料で形成された導電層と、前記導電層に金属めっき処理して形成された金属めっき層と、を有する貫通電極を含むことを特徴とする。
本発明に係るプリント配線板は、前記第2接続ランドの表面に、前記金属めっき処理で金属めっき層が形成されることが好ましい。
本発明に係るプリント配線板は、前記第1配線部材の第1導体回路面と、前記第2配線部材の開口の内周面とにより囲まれた凹部に配置され、前記第1導体回路に接続されたチップ部品を有することが好ましい。
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、第1絶縁硬質樹脂板の一方の面に、第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドとを形成し、前記第1絶縁硬質樹脂板の他方の面に第1接着層を形成し、前記第1絶縁硬質樹脂板と前記第1接着層とを孔加工して所定位置に第1開口を形成して第1硬質配線基材を成形する第1硬質配線基材成形工程と、第2絶縁硬質樹脂板の一方の面に、第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドとを形成し、前記第2絶縁硬質樹脂板の他方の面に第2接着層を形成し、前記第2絶縁硬質樹脂板と前記第2接着層とを孔加工して所定位置に第2開口を形成して第2硬質配線基材を成形する第2硬質配線基材成形工程と、可撓性を有する可撓性絶縁樹脂シートの両面に、第3導体回路と、第3導体回路に接続される第3接続ランドとを形成し、可撓性配線基材を成形する可撓性配線基材成形工程と、前記第1硬質配線基材と前記第2硬質配線基材とを、前記第1接着層と前記第2接着層とを前記可撓性配線基材に向けて前記可撓性配線基材に積層し、配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、前記配線基材積層体の積層方向に設けられ、前記第1接続ランドと前記第2接続ランドと前記第3接続ランドとに接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、を備え、前記貫通電極形成工程は、前記配線基材積層体の積層方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第1開口と前記第2開口とを離型可能な離型シートで覆い、前記貫通孔の内周面に導電性材料を被覆して導電層を形成し、前記導電層に金属めっき処理して金属めっき層を形成し、前記離型シートを除去することを特徴とする。
上記構成のプリント配線板の製造方法及びその方法で製造されたプリント配線板によれば、凹部を覆った状態で金属めっき処理して層間導通させるので、凹部内へのめっき液の浸漬が抑制される。
本発明の実施の形態において、キャビティを設けたプリント配線板の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、第2接続ランド23近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態において、第1配線基材を成形する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、第2配線基材を成形する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、配線基材積層体を成形する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の実施の形態において、コンフォーマルマスク法を用いた貫通孔の形成方法を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態において、3層で構成されたプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態において、3層で構成されたプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態において、3層で構成されたプリント配線板の製造工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、第1硬質配線基材と第2硬質配線基材と可撓性配線基材との構成を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、配線基材積層体の構成を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。 本発明の別の実施の形態において、貫通電極を形成する工程を示す断面図である。
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、キャビティを設けたプリント配線板10の構成を示す断面図である。プリント配線板10は、第1配線部材12と、第2配線部材14と、第1配線部材12と第2配線部材14とを層間導通させる貫通電極15と、を備えている。
第1配線部材12は、第1絶縁樹脂板16と、第1絶縁樹脂板16の一方の面に形成される第1導体回路18と、第1絶縁樹脂板16の一方の面に形成され、第1導体回路18と接続される第1接続ランド19と、を含んで構成される。
第1絶縁樹脂板16は、例えば、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ(LCP)等の絶縁樹脂材料で成形される。第1導体回路18は、例えば、銅材料や銀材料等で形成されたリード配線層等で構成される。第1接続ランド19は、銅等の導電性材料で形成される。第1接続ランド19を設けることにより、第1導体回路18と貫通電極15とをより確実に電気接続することができる。第1接続ランド19の形状は、略円形状が好ましいが、特に限定されることはない。第1接続ランド19の外径は、貫通電極15の外径より大きく、例えば、100μmから400μmである。
第2配線部材14は、第2絶縁樹脂板20と、第2絶縁樹脂板20の一方の面に形成される第2導体回路22と、第2絶縁樹脂板20の一方の面に形成され、第2導体回路22に接続される第2接続ランド23と、第2絶縁樹脂板20の他方の面に形成される接着層24と、を有し、第1配線部材12の第1導体回路18側に接着層24側を向けて第1配線部材12に積層される。
第2絶縁樹脂板20は、例えば、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ(LCP)等の絶縁樹脂材料で成形される。第2導体回路22は、例えば、銅材料や銀材料等で形成されたリード配線層等で構成される。第2接続ランド23は、銅等の導電性材料で形成される。第2接続ランド23の形状は、略円形状が好ましいが、特に限定されることはない。第2接続ランド23の外径は、貫通電極15の外径より大きく、例えば、100μmから400μmである。接着層24には、例えば、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂で形成された接着フィルム等が用いられる。
第2配線部材14は、第2絶縁樹脂板20と接着層24とが貫通されて形成された所定形状の開口26を有している。そして、第1配線部材12の第1導体回路18面と、第2配線部材14における開口26の内周面とにより囲まれたキャビティである凹部28が設けられる。凹部28には、第1導体回路18の電極に接続されたチップ部品(図示せず)が設けられることが好ましい。そのため、開口26は、凹部28に配置されるチップ部品より大きく形成されることが好ましい。開口26の形状は、例えば、略円形状や略矩形状に形成される。チップ部品には、ICチップ、チップ抵抗、チップコンデンサ、チップインダクタ等が用いられる。また、凹部28の底面の所定部位にソルダーレジスト層29や金(Au)めっき層を設けることが好ましい。
貫通電極15は、第1接続ランド19と第2接続ランド23とに接続されて設けられ、第2絶縁樹脂板20と接着層24とを貫通する貫通孔30の内周面に導電性材料で形成された導電層32と、導電層32に金属めっき処理で形成された金属めっき層34とを有している。貫通電極15は、第1配線部材12の第1導体回路18と、第2配線部材14の第2導体回路22とを層間導通させ、スルーホールやレーザビアホール等としての機能を有している。貫通電極15は、プリント配線板10の少なくとも1箇所に設けられる。
貫通孔30は、貫通方向に対して略直交方向の断面形状が略円形状に形成されることが好ましい。貫通孔30の外径は、例えば、100μmである。導電層32は、貫通孔30の内周面に形成され、後工程で金属めっき処理を行うために貫通孔30の内周面を導通化させる機能を有している。導電層32は、例えば、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、金、パラジウムー錫合金等の金属材料で形成されることが好ましい。導電層32は、例えば、パラジウムー錫系のコロイド溶液を用いてダイレクトプレーティングにより形成される。
金属めっき層34は、導電層32を含む面に形成される。金属めっき層34は、例えば、電解銅めっき処理によりめっきされた銅めっき層で形成される。金属めっき層34は、第2接続ランド23の表面にも形成されることが好ましい。図2は、第2接続ランド23近傍の拡大図であり、図2(a)は、第2接続ランド23近傍の平面図、図2(b)は、図2(a)におけるA−A方向の断面図である。第2接続ランド23は、貫通孔30の縁に金属めっき層34が設けられることにより、第2導体回路22の厚みよりも厚く形成された略円形状の肉厚部を含むことが好ましい。
次に、プリント配線板10の製造方法について説明する。
プリント配線板10の製造方法は、第1配線基材を成形する第1配線基材成形工程と、第2配線基材を成形する第2配線基材成形工程と、第1配線基材に第2配線基材を積層して配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、配線基材積層体の積層方向に貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、を備えている。
第1配線基材成形工程は、第1絶縁樹脂板16の一方の面に、第1導体回路18と、第1導体回路18に接続される第1接続ランド19とを形成して第1配線基材を成形する工程である。
図3は、第1配線基材12aを成形する工程を示す断面図である。第1配線基材12aの成形方法は、第1絶縁樹脂板16の一方の面に第1導体層44が設けられた第1積層板42を準備する工程と、第1積層板42の第1導体層44をエッチィングして、第1導体回路18と第1接続ランド19とを形成する工程と、を備えている。また、第1導体回路18と第1接続ランド19とを形成した後、所定部位にソルダーレジスト層29等を設ける工程を備えることが好ましい。
第1積層板42は、図3(a)に示すように、第1絶縁樹脂板16と、第1絶縁樹脂板16の一方の面に積層された第1導体層44と、を備えている。
第1絶縁樹脂板16には、例えば、ポリイミド樹脂で成形されたポリイミド樹脂フィルムが用いられる。ポリイミド樹脂フィルムには、例えば、厚みが12μmから50μmのフィルム材が用いられる。第1絶縁樹脂板16を成形する合成樹脂は、ポリイミド樹脂に限定されることなく、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。第1絶縁樹脂板16を成形する合成樹脂には、液晶ポリマ(LCP)等を用いてもよい。第1絶縁樹脂板16は、フィルム状に限定されることなく、シート状等であってもよい。また、第1導体層44は、例えば、銅層で形成され、第1絶縁樹脂板16の一方の面に、例えば、9μmから35μmの厚みで形成される。
第1積層板42には、例えば、片面銅張板(CCL:Copper Clad Laminate)が用いられる。片面銅張板には、銅箔にポリイミドワニスを塗布してワニスを硬化させる、いわゆるキャスティング法により成形された片面銅張板を用いてもよいし、ポリイミド樹脂フィルムに導電性シード層をスパッタリング法で形成し、導電性シード層に電解銅めっき法等で銅層を形成して成形した片面銅張板を用いてもよいし、圧延銅箔または電解銅箔と、ポリイミド樹脂フィルムとを接着剤で貼り合わせて成形した片面銅張板を用いてもよい。
第1導体回路18と第1接続ランド19とは、図3(b)に示すように、第1積層板42の第1導体層44をエッチングすることにより形成される。エッチングは、第1導体層44の表面にフォトリソグラフィ技術によりエッチングレジストを形成した後、エッチャントを用いて化学エッチングして行われる。なお、第1導体回路18と第1接続ランド19との形成方法は、上述したサブトラクティブ法に限定されることなく、アディティブ法等でもよい。
ソルダーレジスト層29は、第1導体回路18側の所定部位に設けられる。ソルダーレジスト層29は、第1導体回路18が形成された面にソルダーレジストをスクリーン印刷等することにより形成される。また、ソルダーレジスト層29は、フォトリソグラフィ法により形成されてもよい。ソルダーレジスト層29は、第1導体回路18が形成された面に感光性のドライフィルムソルダーレジストをラミネートした後、露光、現像等して形成される。
第2配線基材成形工程は、第2絶縁樹脂板20の一方の面に、第2導体回路22と、第2導体回路22に接続される第2接続ランド23とを形成し、第2絶縁樹脂板20の他方の面に接着層24を形成し、第2絶縁樹脂板20と接着層24とを孔加工して所定位置に開口26を形成して第2配線基材を成形する工程である。
図4は、第2配線基材14aを成形する工程を示す断面図である。第2配線基材14aの成形方法は、第2絶縁樹脂板20の一方の面に第2導体層54が設けられた第2積層板52を準備する工程と、第2積層板52の第2導体層54をエッチィングして、第2導体回路22と、第2導体回路22に接続される第2接続ランド23とを形成する工程と、第2絶縁樹脂板20の他方の面に接着層24を形成する工程と、第2絶縁樹脂板20と接着層24とを孔加工して所定位置に開口26を形成する工程と、を備えている。
第2積層板52は、図4(a)に示すように、第2絶縁樹脂板20と、第2絶縁樹脂板20の一方の面に積層された第2導体層54と、を備えている。第2積層板52には、例えば、上述した片面銅張板(CCL:Copper Clad Laminate)が用いられる。第2絶縁樹脂板20には、例えば、第1絶縁樹脂板16と同様に、ポリイミド樹脂で成形されたポリイミド樹脂フィルム等が用いられる。
第2導体回路22と第2接続ランド23とは、図4(b)に示すように、第2積層板52の第2導体層54をエッチングすることにより形成される。エッチングは、第2導体層54の表面にフォトリソグラフィ技術によりエッチングレジストを形成した後、エッチャントを用いて化学エッチングして行われる。なお、第2導体回路22と第2接続ランド23との形成方法は、サブトラクティブ法に限定されることなく、アディティブ法等でもよい。
接着層24は、図4(c)に示すように、第2積層板52の第2導体回路22と反対側の他方の面に設けられる。接着層24には、例えば、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等の熱硬化性フィルム接着剤、熱可塑性ポリイミド樹脂系フィルム接着剤等の熱可塑性フィルム接着剤等が用いられる。接着層24の厚みは、例えば、25μmである。また、接着層24は、樹脂フィルム接着剤で形成されることに限定されることなく、第2絶縁樹脂板20の表面にワニス状の樹脂液を塗布して設けられてもよい。
開口26は、図4(d)に示すように、所定部位を孔加工して形成される。開口26は、第2絶縁樹脂板20と接着層24とをドリルルータ加工、レーザ加工、金型加工等で貫通させて形成される。開口26の大きさは、キャビティである凹部28にチップ部品が配置可能なように、チップ部品より大きいサイズで形成されることが好ましい。
なお、上記では、第2絶縁樹脂板20に接着層24を設けた後に孔加工を行ったが、第2絶縁樹脂板20に孔加工した後、予め所定形状の孔を形成した接着剤を第2絶縁樹脂板20の他方の面に仮接着してもよい。例えば、接着剤の硬化時に凹部28内への接着剤の染み出しを抑えるため接着剤のフロー量を調節する場合には、接着層24に形成される孔を第2絶縁樹脂板20に形成される孔より大きく形成することにより、凹部28内への接着剤の染み出しを抑えることができる。
配線基材積層体成形工程は、第1配線基材12aの第1導体回路18側に第2配線基材14aの接着層24側を向けて、第1配線基材12aに第2配線基材14aを積層して配線基材積層体を成形する工程である。
図5は、配線基材積層体60を成形する工程を示す断面図である。配線基材積層体60は、第1配線基材12aの第1導体回路18側に第2配線基材14aの接着層24側を向けて、第1配線基材12aに第2配線基材14aを積層し、接着剤を硬化させて成形される。配線基材積層体60は、第1配線基材12aに第2配線基材14aを積層した後、例えば、加熱されて熱圧着され、第1配線基材12aと第2配線基材14aとが接着されて一体化される。そして、第2配線基材14aにおける開口26の位置に、開口26の内周面と、第1配線基材12aにおける第1導体回路18側の面とで囲まれたキャビティである凹部28が形成される。
貫通電極形成工程は、配線基材積層体60の積層方向に設けられ、第1接続ランド19と第2接続ランド23とに接続され、第1導体回路18と第2導体回路22とを層間導通させる貫通電極15を形成する工程である。
図6から図13は、貫通電極15を形成する工程を示す断面図である。貫通電極形成工程は、第2接続ランド23に設けられ、第2絶縁樹脂板20と接着層24とを貫通する貫通孔30を形成する工程と、第2配線基材14aの開口26を離型可能な離型シート64で覆う工程と、貫通孔30の内周面に導電性材料を被覆して導電層32を形成する工程と、離型シート64の表面に絶縁性材料でメッキレジスト層66を形成する工程と、導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成する工程と、離型シート64を除去する工程と、を有している。
貫通孔30を形成する工程は、図6に示すように、配線基材積層体60の積層方向に第2絶縁樹脂板20と接着層24とを貫通する貫通孔30を形成する工程である。貫通孔30は、例えば、炭酸ガスレーザ加工、UV−YAGレーザ加工、エキシマレーザ加工等のレーザ加工で形成される。
離型シート64で覆う工程は、図7に示すように、第2配線基材14aの開口26を離型シート64で覆う工程である。第2配線基材14aの開口26を離型シート64で覆うことにより、後工程の金属めっき処理時におけるめっき液の凹部28内への進入を防止することができる。
離型シート64には、樹脂シートの一方の面に再剥離可能な粘着材を塗布等したシート材を用いることが好ましい。粘着材には、粘着性が低く再剥離可能な微粘着材や、UV照射により再剥離可能なUV硬化型粘着材、加熱により再剥離可能な加熱発泡粘着材等が用いられる。このような粘着材が設けられた樹脂シートとして、例えば、ソマール株式会社で製造されている商品名ソマタックWA等の微粘着型の粘着シート、商品名ソマタックUV等の紫外線剥離型の紫外線剥離シート、商品名ソマタックTE等の熱発泡剥離型の熱発泡剥離シート等が用いられる。また、離型シート64には、冷却されることにより剥離する冷却剥離シートを用いてもよい。
離型シート64は、貫通孔30の孔径より大きい口径の穴部65を有し、この穴部65を貫通孔30に位置させて配線基材積層体60の凹部28を覆うように設けられる。第2配線基材14aの第2接続ランド23は離型シート64で覆われていないため、後工程の金属めっき処理時に、第2接続ランド23の表面に金属めっき層34が形成される。
導電層32を形成する工程は、図8に示すように、貫通孔30の内周面に導電性材料を被覆して導電性を付与する工程である。導電性材料には、例えば、ニッケル、銅、アルミニウム、銀、パラジウムー錫合金等の金属材料が用いられる。導電性材料は、例えば、スパッタリング、無電解めっき、ダイレクトプレーティング等で貫通孔30の内周面に被覆される。ダイレクトプレーティングで導電層32を形成する場合には、例えば、パラジウムー錫系のコロイド溶液を用いて貫通孔30の内周面にパラジウムー錫合金層が被覆される。なお、第2配線基材14aの第2導体回路22は、離型シート64で覆われているので、第2導体回路22のリード配線層間の絶縁が確保される。
メッキレジスト層66を形成する工程は、図9に示すように、導電層32が被覆された離型シート64の表面にメッキレジスト層66を形成する工程である。離型シート64に金属めっき層34が形成されると、金属めっき処理後に離型シート64を離型することが難しくなるからである。メッキレジスト層66は、離型シート64の縁と貫通孔30との間にメッキレジスト層66の端部が設けられることが好ましい。メッキレジスト層66は、例えば、感光性メッキレジスト等を用いてフォトリソグラフィにより形成される。
金属めっき層34を形成する工程は、図10に示すように、貫通孔30の内周面に形成された導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成する工程である。貫通孔30の内周面に金属めっき層34が形成されることにより貫通電極15が形成され、第1接続ランド19と第2接続ランド23とが貫通電極15に接続されて、第1導体回路18と第2導体回路22とが導通接続される。
金属めっき処理には、例えば、電解銅めっき処理等を用いることができる。電解銅めっき処理には、例えば、硫酸銅めっき浴が使用される。硫酸銅めっき浴は、硫酸銅と硫酸を主成分として含み、更に、塩素イオンと、めっき添加剤と、を含んでいる。めっき添加剤には、界面活性剤等が用いられる。勿論、金属めっき処理は、電解銅めっき処理に限定されることなく、他の金属めっき処理を用いることができる。配線基材積層体60に設けられた凹部28は、離型シート64で覆われているので凹部28内へのめっき液の浸漬を抑えることができる。そして、金属めっき処理が終了した後、図11に示すように、メッキレジスト層66が除去される。
離型シート64を剥離する工程は、図12に示すように、配線基材積層体60から離型シート64を除去する工程である。このように、貫通電極15が形成された配線基材積層体60から離型シート64を剥離して、キャビティである凹部28が設けられたプリント配線板10の製造が完了する。なお、図13に示すように、必要に応じて所定部位にソルダーレジスト層29を形成してもよい。
なお、上記のプリント配線板10の製造方法では、配線基材積層体60に貫通孔30を形成した後、貫通孔30の孔径より大きい口径の穴部65を有する離型シート64を用いて、この穴部65を貫通孔30に位置させて配線基材積層体60の凹部28を覆って貫通電極15を形成したが、コンフォーマルマスク法を用いて貫通孔30を形成してもよい。
図14は、コンフォーマルマスク法を用いた貫通孔30の形成方法を示す断面図である。まず、図7(a)に示すように、配線基材積層体60の凹部28を含む第2配線回路側を離型シート64で覆う。次に、図7(b)に示すように、離型シート64の上方から貫通孔30を形成する部位に、第2導体回路22や第2接続ランド23を通さないレーザ強度で炭酸ガスレーザによりレーザ照射する。これにより、図7(c)に示すように、貫通孔30を形成する部位及びその近傍の離型シート64はレーザ光によって除去され、第2導体回路22や第2接続ランド23はレーザ光を反射するため残留する。貫通孔30を形成する部位は、レーザ光によって第1導体回路18や第1接続ランド19に到達するまで除去される。このようにして貫通電極15を形成するための貫通孔30が形成される。
コンフォーマルマスク法により貫通孔30を形成した後は、同様にして、貫通孔30の内周面に導電性材料を被覆して導電層32を形成し、離型シート64に絶縁性材料でメッキレジスト層66を形成し、貫通孔30の内周面に形成された導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成し、離型シート64を除去して貫通電極15が形成される。コンフォーマルマスク法によれば、離型シート64と第2絶縁樹脂板20と接着層24との孔加工を略同時に行うことができるので、上述した穴部65を形成する工程と、穴部65と貫通孔30との位置合わせの工程とを簡略化することができる。
以上、上記構成によれば、キャビティを構成する凹部を離型シートで覆って金属めっき処理により貫通電極を形成するので、凹部内への金属めっき液の浸漬を抑制することができる。それにより、凹部内に設けられた導体回路等の損傷を抑えることができる。
上記構成によれば、キャビティを構成する凹部を離型シートで覆って金属めっき処理により貫通電極を形成するので、例えば、段差を有することにより露光量の調節が必要な感光性メッキレジストを用いて凹部の内周面と底面を覆って金属めっき処理するよりも、より簡易に貫通電極を形成することができる。
上記構成によれば、キャビティを構成する凹部を離型シートで覆って金属めっき処理により貫通電極を形成するので、凹部の形状に依存することなく貫通電極を形成することができる。それにより、プリント配線板における設計自由度がより向上する。
上記構成によれば、貫通電極を金属めっき処理により形成できるので、例えば、貫通孔のアスペクト比が大きくなると形成が難しくなるペースト電極よりも層間接続の信頼性がより向上する。
次に、他のプリント配線板の製造方法について説明する。なお、同様な要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
プリント配線板10の製造方法では、第1配線基材12aと第2配線基材14aとを積層した2層のプリント配線板10について説明したが、上述した製造方法は、2層に限定されず3層、4層、5層等の多層プリント配線板の製造方法に対しても適用することができる。
図15から図17は、3層で構成されたプリント配線板の製造工程を示す断面図である。図15に示すように、プリント配線板は、第1配線基材80aと、第2配線基材82aと、第3配線基材84aとを積層して製造される。第1配線基材80aと、第2配線基材82aと、第3配線基材84aとは、上述したプリント配線板10の製造方法における第1配線基材12aまたは第2配線基材14aと同様にして成形され、絶縁樹脂板の少なくとも一方の面に導体回路と接続ランドとが形成されている。第2配線基材82aと第3配線基材84aとには、所定位置に開口86、88が各々形成され、例えば、第3配線基材84の開口88は、第2配線基材82の開口86より大きく形成される。第1配線基材80aと、第2配線基材8aと、第3配線基材84aとを積層することにより配線基材積層体90が成形され、第2配線基材82aの開口86と、第3配線基材84aの開口88とが連通して、配線基材積層体90にキャビティである凹部92が設けられる。
配線基材積層体90の積層方向に貫通孔93を形成した後、離型シート64で配線基材積層体90に設けられた凹部92を覆う。そして、上述したプリント配線板10の製造方法と同様にして、図16に示すように、貫通孔93の内周面に導電性材料を被覆して導電層32を形成し、離型シート64に絶縁性材料でメッキレジスト層を形成し、導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成し、離型シート64を除去することにより貫通電極15が形成されてプリント配線板94の製造が完了する。プリント配線板94は、第1配線部材80と、第2配線部材82、第3配線部材84と、少なくとも1つの貫通電極15と、を含んで構成される。なお、図17に示すように、プリント配線板94の所定位置にソルダーレジスト層96を設けてもよい。
このように、2層のプリント配線板の製造方法だけでなく、3層等の多層プリント配線板の製造方法においても、離型シート64を用いることによりキャビティ内への金属めっき液の浸漬を抑えて金属めっき処理により貫通電極15を形成することができる。
次に、別なプリント配線板の製造方法について説明する。なお、同様な要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
リジッドフレックス型のプリント配線板の製造方法は、第1硬質配線基材を成形する第1硬質配線基材成形工程と、第2硬質配線基材を成形する第2硬質配線基材成形工程と、可撓性配線基材を成形する可撓性配線基材成形工程と、第1硬質配線基材と第2硬質配線基材と可撓性配線基材とを積層して配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、を備えている。図18は、第1硬質配線基材100と、第2硬質配線基材102と、可撓性配線基材104との構成を示す断面図である。
第1硬質配線基材成形工程は、第1絶縁硬質樹脂板106の一方の面に、第1導体回路108と、第1導体回路108に接続される第1接続ランド110とを形成し、第1絶縁硬質樹脂板106の他方の面に第1接着層112を形成し、第1絶縁硬質樹脂板106と第1接着層112とを孔加工して所定位置に第1開口114を形成して第1硬質配線基材100を成形する工程である。
図9に示すように、第1絶縁硬質樹脂板106には、例えば、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ(LCP)等の絶縁樹脂材料で成形された硬質樹脂板材等が用いられる。第1導体回路108と第1接続ランド110とは、例えば、銅材料や銀材料等で形成されたリード配線層やランド等で構成される。第1導体回路108と第1接続ランド110とは、例えば、片面銅張板等を用いてサブトラクティブ法やアディティブ法等で形成される。第1接着層112は、第1絶縁硬質樹脂板106の他方の面に積層されて形成される。第1接着層112は、例えば、熱硬化性フィルム接着剤や熱可塑性フィルム接着剤等で形成される。第1開口114は、第1絶縁硬質樹脂板106と第1接着層112とを孔加工して所定位置に形成される。孔加工には、ドリルルータ加工、レーザ加工等が用いられる。
第2硬質配線基材成形工程は、第2絶縁硬質樹脂板116の一方の面に、第2導体回路118と、第2導体回路118に接続される第2接続ランド120とを形成し、第2絶縁硬質樹脂板116の他方の面に第2接着層122を形成し、第2絶縁硬質樹脂板116と第2接着層122とを孔加工して所定位置に第2開口124を形成して第2硬質配線基材102を成形する工程である。
図9に示すように、第2絶縁硬質樹脂板116には、第1絶縁硬質樹脂板106と同様に、例えば、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ(LCP)等で成形された硬質樹脂板材等が用いられる。第2導体回路118と第2接続ランド120とは、例えば、銅材料や銀材料等で形成されたリード配線層やランド等で構成される。第2導体回路118と第2接続ランド120とは、例えば、片面銅張板等を用いてサブトラクティブ法やアディティブ法等で形成される。第2接着層122は、第2絶縁硬質樹脂板116の他方の面に積層されて形成される。第2接着層122は、例えば、熱硬化性フィルム接着剤や熱可塑性フィルム接着剤等で形成される。第2開口124は、第2絶縁硬質樹脂板116と第2接着層122とを孔加工して所定位置に形成される。孔加工には、ドリルルータ加工、レーザ加工等が用いられる。
可撓性配線基材成形工程は、可撓性を有する可撓性絶縁樹脂シート126の両面に、第3導体回路128a、128bと、第3導体回路128a、128bに接続される第3接続ランド130a、130bとを形成し、可撓性配線基材104を成形する工程である。
図9に示すように、可撓性絶縁樹脂シート126には、ポリイミド樹脂、液晶ポリマ(LCP)等で成形され、柔軟で可撓性を有する絶縁樹脂シートが用いられる。なお、可撓性絶縁樹脂シート126には、シート状に限定されることなく、フィルム状に成形された絶縁樹脂フィルムも含まれる。第3導体回路128a、128bと第3接続ランド130a、130bとは、例えば、銅材料や銀材料等で形成されたリード配線層やランド等で構成される。第3導体回路128a、128bと、第3接続ランド130a、130bとは、例えば、両面銅張板等を用いてサブトラクティブ法やアディティブ法等で形成される。
配線基材積層体成形工程は、第1硬質配線基材100と第2硬質配線基材102とを、第1接着層112と第2接着層122とを可撓性配線基材104に向けて可撓性配線基材104に積層し、配線基材積層体を成形する工程である。
図19は、配線基材積層体132の構成を示す断面図である。配線基材積層体132は、第1硬質配線基材100と第2硬質配線基材102と可撓性配線基材104とを積層して成形される。第1硬質配線基材100は、第1接着層側を可撓性配線基材104に向けて積層される。第2硬質配線基材102は、第2接着層側を可撓性配線基材104に向けて積層される。そして、第1接着層112と第2接着層122とを構成する樹脂フィルム接着剤等を加熱等により硬化させて配線基材積層体132が成形される。
貫通電極形成工程は、配線基材積層体132に設けられ、第1接続ランド110と第2接続ランド120と第3接続ランド130a、130bとに接続される貫通電極15を形成する工程である。図20から図26は、貫通電極15を形成する工程を示す断面図である。
貫通電極形成工程は、配線基材積層体132を貫通する貫通孔134を形成する工程と、第1開口114と第2開口124とを離型可能な離型シート64で覆う工程と、貫通孔134の内周面に導電性材料を被覆して導電層32を形成する工程と、導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成する工程と、離型シート64を除去する工程とを備えている。
貫通孔134を形成する工程は、図20に示すように、配線基材積層体132の積層方向に、第1硬質配線基材100と第2硬質配線基材102と可撓性配線基材104とを貫通する貫通孔134を形成する工程である。貫通孔134は、例えば、炭酸ガスレーザ加工、UV−YAGレーザ加工、エキシマレーザ加工等のレーザ加工で形成される。なお、貫通孔134は、上述したコンフォーマルマスク法により形成されてもよい。
離型シート64で覆う工程は、図21に示すように、第1開口114と第2開口124とを離型可能な離型シート64で覆う工程である。第1開口114と第2開口124とを各々離型シート64で覆うことにより、後工程の金属めっき処理時におけるめっき液第1開口内及び第2開口内への進入を防止することができる。また、離型シート64は、第1硬質配線基材100の第1導体回路側と、第2配線基材の第2導体回路側とを覆うことにより、後工程のダイレクトプレーティング時におけるリード配線層間の絶縁を保護することができる。
離型シート64は、貫通孔134の孔径より大きい口径の開口を有し、この開口を貫通孔134に位置させて第1開口114と第2開口124とを覆うように設けられる。第1硬質配線基材100の第1接続ランド110と、第2硬質配線基材102の第2接続ランド120とは、離型シート64で覆われていないため、後工程で行われる金属めっき処理時に第1接続ランド110と第2接続ランド120との表面に金属めっき層34が形成される。
導電層32を形成する工程は、図22に示すように、貫通孔134の内周面に導電性材料を被覆して導電性を付与する工程である。導電性材料には、例えば、ニッケル、銅、アルミニウム、銀等の金属材料が用いられる。導電性材料は、例えば、スパッタリングや無電解めっき等のダイレクトプレーティングで貫通孔134の内周面に被覆される。
メッキレジスト層66を形成する工程は、図23に示すように、離型シート64にメッキレジスト層66を形成する工程である。離型シート64に金属めっき層34が形成されると、金属めっき処理後に離型シート64を除去することが難しくなるからである。メッキレジスト層66は、離型シート64の縁と貫通孔134との間にメッキレジスト層66の端部が設けられることが好ましい。メッキレジスト層66は、感光性メッキレジスト等を用いてフォトリソグラフィにより形成されることが好ましい。
金属めっき層34を形成する工程は、図24に示すように、貫通孔134の内周面に形成された導電層32に金属めっき処理して金属めっき層34を形成する工程である。貫通孔134の内周面に金属めっき層34が形成されることにより貫通電極15が形成されて、第1接続ランド110と第2接続ランド120と第3接続ランド130a、130bとが貫通電極15に接続される。それにより、第1導体回路108と第2導体回路118と第3導体回路128a、128bとが、層間導通接続される。
金属めっき処理には、例えば、電解銅めっき処理等を用いることができる。電解銅めっき処理には、例えば、硫酸銅めっき浴が使用される。第1開口114の内周面と、可撓性配線基材104の第3導体回路128aとで囲まれた第1凹部144と、第2開口124の内周面と、可撓性配線基材104の第3導体回路128bとで囲まれた第2凹部146とは、離型シート64で覆われているので、第1凹部内及び第2凹部内へのめっき液の浸漬を抑えることができる。そして、金属めっき処理が終了した後、メッキレジスト層66が除去される。
離型シート64を剥離する工程は、図25に示すように、配線基材積層体132から離型シート64を除去する工程である。このように、貫通電極15が形成された配線基材積層体132から離型シート64を剥離して、プリント配線板150の製造が完了する。製造されたプリント配線板150は、リジッド部152とフレキシブル部154と、少なくとも1つの貫通電極15とを含んで構成される。なお、図26に示すように、プリント配線板150の所定部位に、必要に応じてソルダーレジスト層156を設けてもよい。
このように、リジッドフレックス型のプリント配線板150の製造方法においても、離型シート64を用いることにより、ヒンジ部位であるフレキシブル部154のめっきを防止することができる。
である。
10、94、150 プリント配線板
12、80 第1配線部材
12a、80a 第1配線基材
14、82 第2配線部材
14a、82a 第2配線基材
15 貫通電極
16 第1絶縁樹脂板
18、108 第1導体回路
19、110 第1接続ランド
20 第2絶縁樹脂板
22、118 第2導体回路
23、120 第2接続ランド
24 接着層
26、86、88 開口
28、92 凹部
29、96、156 ソルダーレジスト層
30、93、134 貫通孔
32 導電層
34 金属めっき層
42 第1積層板
44 第1導体層
52 第2積層板
54 第2導体層
60、90、132 配線基材積層体
64 離型シート
65 穴部
66 メッキレジスト層
84 第3配線基材
84a 第3配線基材
100 第1硬質配線基材
102 第2硬質配線基材
104 可撓性配線基材
106 第1絶縁硬質樹脂板
112 第1接着層
114 第1開口
116 第2絶縁硬質樹脂板
122 第2接着層
124 第2開口
126 可撓性絶縁樹脂シート
128a、128b 第3導体回路
130a、130b 第3接続ランド
144 第1凹部
146 第2凹部
152 リジッド部
154 フレキシブル部

Claims (8)

  1. プリント配線板の製造方法であって、
    第1絶縁樹脂板の一方の面に、第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドとを形成して第1配線基材を成形する第1配線基材成形工程と、
    第2絶縁樹脂板の一方の面に、第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドとを形成し、前記第2絶縁樹脂板の他方の面に接着層を形成し、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを孔加工して所定位置に開口を形成して第2配線基材を成形する第2配線基材成形工程と、
    前記第1配線基材の第1導体回路側に前記第2配線基材の接着層側を向けて、前記第1配線基材に前記第2配線基材を積層して配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、
    前記配線基材積層体の積層方向に設けられ、前記第1接続ランドと前記第2接続ランドとに接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
    を備え、
    前記貫通電極形成工程は、前記第2接続ランドに設けられ、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを積層方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第2配線基材の開口を離型可能な離型シートで覆い、前記貫通孔の内周面に導電性材料を被覆して導電層を形成し、前記導電層に金属めっき処理して金属めっき層を形成し、前記離型シートを除去することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  2. 請求項1に記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記離型シートは、前記貫通孔の孔径より大きい穴部を有し、
    前記穴部を前記貫通孔に位置させて、前記第2配線基材の開口を前記離型シートで覆うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  3. 請求項1または2に記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記離型シートは、粘着シート、熱発泡剥離シート、紫外線剥離シートまたは冷却剥離シートであることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載のプリント配線板の製造方法であって、
    前記第1配線基材の第1導体回路面と、前記第2配線基材における開口の内周面とにより囲まれた凹部に、チップ部品を前記第1導体回路に接続して配置するチップ部品配置工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  5. プリント配線板であって、
    第1絶縁樹脂板と、前記第1絶縁樹脂板の一方の面に形成される第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドと、を有する第1配線部材と、
    第2絶縁樹脂板と、前記第2絶縁樹脂板の一方の面に形成される第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドと、前記第2絶縁樹脂板の他方の面に形成される接着層と、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とが貫通されて形成される所定形状の開口と、を有し、前記第1配線部材の第1導体回路側に接着層側を向けて前記第1配線部材に積層される第2配線部材と、
    を備え、
    前記第1接続ランドと前記第2接続ランドとに接続されて設けられ、前記第2絶縁樹脂板と前記接着層とを貫通する貫通孔の内周面に導電性材料で形成された導電層と、前記導電層に金属めっき処理して形成された金属めっき層と、を有する貫通電極を含むことを特徴とするプリント配線板。
  6. 請求項5に記載のプリント配線板であって、
    前記第2接続ランドの表面に、前記金属めっき処理で金属めっき層が形成されることを特徴とするプリント配線板。
  7. 請求項5または6に記載のプリント配線板であって、
    前記第1配線部材の第1導体回路面と、前記第2配線部材の開口の内周面とにより囲まれた凹部に配置され、前記第1導体回路に接続されたチップ部品を有することを特徴とするプリント配線板。
  8. プリント配線板の製造方法であって、
    第1絶縁硬質樹脂板の一方の面に、第1導体回路と、前記第1導体回路に接続される第1接続ランドとを形成し、前記第1絶縁硬質樹脂板の他方の面に第1接着層を形成し、前記第1絶縁硬質樹脂板と前記第1接着層とを孔加工して所定位置に第1開口を形成して第1硬質配線基材を成形する第1硬質配線基材成形工程と、
    第2絶縁硬質樹脂板の一方の面に、第2導体回路と、前記第2導体回路に接続される第2接続ランドとを形成し、前記第2絶縁硬質樹脂板の他方の面に第2接着層を形成し、前記第2絶縁硬質樹脂板と前記第2接着層とを孔加工して所定位置に第2開口を形成して第2硬質配線基材を成形する第2硬質配線基材成形工程と、
    可撓性を有する可撓性絶縁樹脂シートの両面に、第3導体回路と、第3導体回路に接続される第3接続ランドとを形成し、可撓性配線基材を成形する可撓性配線基材成形工程と、
    前記第1硬質配線基材と前記第2硬質配線基材とを、前記第1接着層と前記第2接着層とを前記可撓性配線基材に向けて前記可撓性配線基材に積層し、配線基材積層体を成形する配線基材積層体成形工程と、
    前記配線基材積層体の積層方向に設けられ、前記第1接続ランドと前記第2接続ランドと前記第3接続ランドとに接続される貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
    を備え、
    前記貫通電極形成工程は、前記配線基材積層体の積層方向に貫通する貫通孔を形成し、前記第1開口と前記第2開口とを離型可能な離型シートで覆い、前記貫通孔の内周面に導電性材料を被覆して導電層を形成し、前記導電層に金属めっき処理して金属めっき層を形成し、前記離型シートを除去することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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