JP2013165158A

JP2013165158A - 多層プリント配線板の位置認識用マークおよび多層プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2013165158A
Application number: JP2012027262A
Authority: JP
Inventors: Kengo Shimamura; 健吾島村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-08-22

Abstract

【課題】回路形成時の位置合わせにおいて、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールに対してＸ線穴加工により加工した穴を位置合わせ穴としていたので、Ｘ線穴加工時の加工ズレにより、製品領域内における導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと内層導体回路または外層導体回路との位置合わせズレが生じる。
【解決手段】プリプレグシート１に加工した貫通孔に導電性ペースト７を充填してなる露光アライメント位置認識用インナーバイアホール６を形成し、プリプレグシート１の外側に銅箔８を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成し、加熱加圧された導電性ペーストを充填してなる露光アライメント位置認識用インナーバイアホール６を基準に位置合わせして導体回路を形成する工程にて、銅箔８の露光アライメント位置認識用インナーバイアホール６が位置する部分の盛り上がりを位置認識する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器等に使用される多層プリント配線板および多層プリント配線板の製造方法に関するものである。

近年、電子機器の軽薄短小化、多機能化やプリント配線板に実装される電子部品の表面実装化に伴い、多層プリント配線板においても回路構成の高密度化が要求されている。従来、多層プリント配線板の層間接続には超硬ドリルを用いたＮＣ制御加工によって貫通穴を設け、その穴壁面に銅めっきする貫通スルーホール法により行われていたが、多層プリント配線板の高密度回路構成が要求されるにつれて、層間接続を必要とされる任意の層にのみ層間接続ができるようにインナーバイアホールを設け、その穴壁面に銅めっきしたりインナーバイアホールに導電性ペーストを充填したりするインナーバイアホール法により層間接続を行い、回路構成の高密度化を実現している。

以下に従来の層間接続に導電性ペーストを用いた４層プリント配線板の製造方法について説明する。

図４は従来の多層プリント配線板の製造方法を示す工程断面図であり、図５は従来のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図である。

以下に、従来の多層プリント配線板の製造方法を説明する。

（１）まず図４（ａ）に示すように、基材に樹脂を含浸した所定サイズのプリプレグ３０にレーザー加工等の方法によって必要な位置に穴加工を行い、導電性ペーストを充填したインナーバイアホール３１とＸ線認識用インナーバイアホール３２、３３を形成した層間絶縁用接着シート４０を形成し、準備する。

（２）次に図４（ｂ）に示すように、層間絶縁用接着シート４０の両側に銅箔３４を積層し、熱プレス機によって加圧加熱し、銅箔３４と層間絶縁用接着シート４０とを接着し、両面の銅張積層板を形成する。

（３）次に図４（ｃ）に示すように、両面の銅張積層板のＸ線認識用インナーバイアホール３２の形成領域より広い範囲でＸ線認識装置を備えた穴加工機でアライメント穴３５を加工する。なお、Ｘ線認識用インナーバイアホール３２とアライメント穴３５の形成領域の関係は図５に示す通りであり、アライメント穴３５を点線で示す。

その後、この両面銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５を基準に、露光用マスクフィルムまたは直接描画法による露光機における内層導体回路形成の位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、内層導体回路３６及び位置決めパターン３７を形成して図４（ｄ）に示すような内層基板４１を準備する。

（４）次に図４（ｅ）に示すように、（１）で形成した層間絶縁用接着シート４０と同様の方法でインナーバイアホール３１と端部の所定位置にレーザー加工等の方法によって穴加工を行い、位置決め穴３９を形成した層間絶縁用接着シート４０ａを２枚準備する。

（５）次に図４（ｆ）に示すように、内層基板４１の位置決めパターン３７と層間絶縁用接着シート４０ａの位置決め穴３９を基準マークとしてＣＣＤカメラ等の認識及び位置合わせのアライメント方式により位置決めを行い、内層基板４１の外層両側に層間絶縁用接着シート４０ａを配置し、さらにその両外側に銅箔３４を載置カシメにより仮止めする。それを熱圧着等の方法で仮圧着を行った後、熱プレス機によって加圧加熱して内層導体回路３６を有する４層の銅張積層板を形成する。

（６）次に、層間絶縁用接着シート４０ａに形成されたＸ線認識用インナーバイアホール３３の位置にＸ線穴加工機で図４（ｇ）に示すようなアライメント穴３５ａを加工形成する。

（７）この４層の銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５ａを基準に露光用マスクフィルムの位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、外層に導体回路３７ａを形成し、図４（ｈ）に示すような４層の多層プリント配線板を形成し、ソルダレジストや部品配置図及び外形加工を施し多層プリント配線板を完成する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１、２が知られている。

特開２０００−２３２２６７号公報特開２００１−２２０９８号公報

しかしながら、露光工程における上記従来のアライメント方式では、Ｘ線穴加工機による露光アライメント穴３５の形成が必要であり、１ワーク毎にインナーバイアホール３１を認識することによって、露光アライメントを取ることができないため、基板間のズレ量やゆがみの影響を補正吸収できず、図４（ａ）の層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６との合わせ精度が低くなるという問題点を有している。

また内層基板４１の１ワーク毎にアライメントを取ることで、層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６および外層導体回路３７ａとの高い合致精度を実現する直接描画法による露光方式において、従来の多層プリント配線板ではインナーバイアホール３１が導体下に隠れているため、画像認識による露光アライメントが不可能、もしくはＸ線認識用インナーバイアホール３３を露出させるために事前のプリエッチング等の加工が必要であった。

さらに、上記従来のアライメントの方式ではＸ線穴加工機による露光アライメント穴３５の形成が必要であるため、Ｘ線認識用インナーバイアホール３２に対してＸ線穴加工を行う際に穴加工ズレが生じ、その結果層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６または外層導体回路３７ａとの合わせ精度が低くなるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、導電性ペーストを充填されたインナーバイアホールと内層導体回路及び外層導体回路との位置ズレ量が低減可能である多層プリント配線板を実現し、多層プリント配線板の製造工程の歩留まりを向上させる多層プリント配線板の位置認識用マークおよび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。

上記問題を解決するために本発明の多層プリント配線板の位置認識用マークおよび多層プリント配線板の製造方法は、インナーバイアホールを多点化および導電性ペースト充填量の増加により、銅箔表面を盛り上がらせたことにより露出した光沢面を使用したものであり、ＣＣＤカメラによる画像認識によりアライメントをとることを可能にすることを特徴とするものである。

また本発明の多層プリント配線板の位置認識用マークおよび多層プリント配線板の製造方法は、内層導体回路形成及び外層導体回路形成での位置合わせにおいて、銅箔表面の盛り上がりを直接認識するため、インナーバイアホールと内層導体回路または外層導体回路との位置合わせに影響することはない。

このアライメント位置認識用マークにより、基板の１枚ごとに露光アライメントをとることが可能になることで、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと内層導体回路及び外層導体回路との位置ズレ量を低減し、基板間・生産ロット間の寸法のばらつきを解消することにより多層プリント配線板の製造工程における歩留まりと多層プリント配線板の品質を向上させることができる。

また本発明の製造方法によって、露光ガイド穴加工を行う必要がなくなり、直接描画法による露光アライメントの際に、プリエッチング等により位置認識用インナーバイアホールの露出を行う必要もなくなるため工程を簡略化できる。

さらに、Ｘ線投影方式により露光アライメントを行う方法と比較して画像認識を使用するため安価であり、生産タクトの向上を図るうえでも有効である。

つまり、銅箔表面の盛り上がり部を直接認識するため、インナーバイアホールに対するＸ線穴加工を必要とせず、Ｘ線穴加工を行う際に生じる穴加工ズレがインナーバイアホールと内層導体回路または外層導体回路との位置合わせに影響することはないので当該合わせ精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図本発明の実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図従来の多層プリント配線板の製造方法を示す断面図従来の多層プリント配線板のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図

本発明の具体的な事例を以下に説明する。

図１および図２は本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図である。なお、図１に多層プリント配線板１７の全体の平面図を示し、図２(Ａ)に図１に記載された４隅のインナーバイアホール１８の拡大平面図、図２(Ｂ)にその断面図を示す。

また、図１、図２において示されたインナーバイアホール１８は、後述する図３の製造工程で示す多層の銅張積層板における位置認識用インナーバイアホール６の平面図を示したものであり、導体回路形成前の２層銅張積層板１３および４層銅張積層板１６における位置認識用インナーバイアホール６を上下面および正面から見た図である。

ここで、本発明の一実施の形態である多層プリント配線板の位置認識用インナーバイアホールが形成される過程としての多層プリント配線板の製造工程について以下に説明する。

多層プリント配線板の製造工程は少なくとも以下の（Ａ）〜（Ｈ）の工程を備えたものである。

まず従来技術と同様、図３(Ａ）の工程に示すようにプリプレグシート１の両面に離型性フィルム２をラミネートし、図３（Ｂ）の工程に示すようにレーザー加工等の方法を用いて所定の貫通孔の加工位置データに基づいて、導通用インナーバイアホール用貫通孔３と、プリプレグシート１の４隅に位置認識用インナーバイアホール用貫通孔４を多点打ちし、形成する。なお、多点打ちを行った位置認識用インナーバイアホール６の形状は、図２（Ａ）（ａ）〜（ｅ）に示すような様々な実施例が考えられる。

次に図３（Ｃ）に示すように導通用インナーバイアホール用貫通孔３および位置認識用インナーバイアホール用貫通孔４に導電性ペースト７を充填し、離型性フィルム２を両面から剥離した後、インナーバイアホール５および位置認識用インナーバイアホール６を備えた層間接着シート１２を作製する。

次に図３（Ｄ）に示すように、層間接着シート１２の両側に銅箔８を積層し、熱プレス機によって加圧加熱し、銅箔８と層間接着シート１２とを接着して、基板４隅に多点化による銅箔表面の盛り上がりにより光沢面を露出させた図２（Ｂ）のような構造をした位置認識用インナービアホール６を持つ２層銅張積層板１３を形成する。

次に、この２層銅張積層板１３上に感光性エッチングレジストを形成し、上記の多点化した位置認識用インナーバイアホール６を基準に、ＣＣＤカメラによる画像認識により露光用マスクフィルムまたは直接描画法の露光機における導体回路形成の位置決めを行う。

その後、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、図３（Ｅ）に示すような導体回路９および位置決めパターン１０を形成し、２層内層基板１４を準備する。

次に図３（Ｆ）に示すように、前述した図３（Ａ）〜（Ｃ）で形成した層間接着シート１２と同様の方法でインナーバイアホール５および位置認識用インナーバイアホール６、端部の所定位置にレーザー光等の方法によって穴加工を行い形成した位置決め穴１１をもつ層間接着シート１５を２枚準備する。

次に、図３（Ｇ）で示すように２層内層基板１４の位置決めパターン１０と層間接着シート１５の位置決め穴１１を基準マークとして、ＣＣＤカメラ等の認識及び位置合わせのアライメント方式により位置決めを行い、２層内層基板１４の外層両側に層間接着シート１５を配置し、さらにその両外側に銅箔８を載置カシメにより仮止めする。

それを熱圧着等の方法で仮圧着を行った後、熱プレス機によって加圧加熱して、２層銅張積層板１３と同様、基板４隅に図２（Ｂ）に示すような盛り上がった銅箔表面の構造をもつ４層銅張積層板１６を形成する。

その後、前述した図３（Ｅ）を形成した工程と同様の方法で、多点化した位置認識用インナーバイアホール６を基準にＣＣＤカメラによる画像認識により、露光用マスクフィルムまたは直接描画法の露光機における導体回路形成の位置決めを行い、露光・現像・エッチングを行い、図３（Ｈ）に示すような導体回路９を形成し、４層の多層プリント配線板を形成し、ソルダレジストや部品配置図及び外形加工を施し、多層プリント配線板１７を完成する。

以上が本発明の一実施形態であり、従来の層間絶縁用接着シートに導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと回路パターンとの位置ズレ量は従来の方法で最大０．１０ｍｍであったが本実施の形態では０．０２ｍｍ以内に低減することができ、品質を安定させることができた。

本発明にかかる多層プリント配線板の位置認識用マークおよび多層プリント配線板の製造方法は、インナーバイアホールと内層導体回路または外層導体回路との位置合わせ精度を向上することが可能になるので、電子機器等に使用される多層プリント配線板等として有用である。

１プリプレグシート
２離型性フィルム
３導通用インナーバイアホール貫通孔
４位置認識用インナーバイアホール貫通孔
５インナーバイアホール
６、１８位置認識用インナーバイアホール
７導電性ペースト
８銅箔
９導体回路
１０位置決めパターン
１１位置決め穴
１２層間接着シート
１３２層銅張積層板
１４２層内層基板
１５層間接着シート
１６４層銅張積層板
１７多層プリント配線板

Claims

貫通孔に導電性ペーストが充填された層間接着シートの少なくとも一方の面に銅箔を配置して積層され、前記銅箔の前記貫通孔が位置する部分の盛り上がりにより形成されたことを特徴とする多層プリント配線板の位置認識用マーク。
隣接する複数の貫通孔からなることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識用マーク。
層間接着シートに加工した貫通孔に導電性ペーストを充填してなる位置認識用インナーバイアホールを形成する工程と、前記層間接着シートの両面に銅箔を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成する工程と、加熱加圧した前記導電性ペーストを充填してなる位置認識用インナーバイアホールを基準に位置合わせすることにより、前記銅張積層板に対して導体回路を形成する工程を備え、前記加熱加圧して銅張積層板を形成する工程にて前記銅箔の前記位置認識用インナーバイアホールが位置する部分に盛り上がりを形成し、前記位置合わせは前記盛り上がりを位置認識することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
両面に導体回路を形成した内層基板を準備する工程と、層間接着シートに加工した貫通孔に導電性ペーストを充填してなる位置認識用インナーバイアホールを形成する工程と、前記内層基板の両側に前記層間接着シートを重ね合わせ更にその両側に銅箔を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成する工程と、加熱加圧した前記導電性ペーストを充填してなる位置認識用インナーバイアホールを基準に位置合わせすることにより、前記銅張積層板に対して導体回路を形成する工程を備え、前記加熱加圧して銅張積層板を形成する工程にて前記銅箔の前記位置認識用インナーバイアホールが位置する部分に盛り上がりを形成し、前記位置合わせは前記盛り上がりを位置認識することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
層間接着シートに加工された貫通孔に対して導電性ペーストの充填を前記層間接着シートの表面部分に盛り上がるように形成することにより位置認識用インナーバイアホールが位置する部分の銅箔に盛り上がりを形成することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の多層プリント配線板の製造方法。
層間接着シートに加工された貫通孔に導電性ペーストが充填された位置認識用インナーバイアホールを形成する工程は、層間接着シートの両面に離型性フィルムを貼り合わせる工程と、前記離型性フィルムを貼り合わせた前記層間接着シートに貫通孔を加工する工程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記離型性フィルムを前記層間接着シートから剥離する工程からなることを特徴とする請求項５に記載の多層プリント配線板の製造方法。