JP2014033010A

JP2014033010A - 多層プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2014033010A
Application number: JP2012171234A
Authority: JP
Inventors: Munekimi Mizutani; 宗幹水谷
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-20

Abstract

【課題】生産性向上を図ることが可能な多層プリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】多層プリント配線板１の製造方法は、第１の絶縁層１１、第１の導電層１２Ａ、及び接着層１３を少なくとも有する第１の基板１０を準備する第１の工程Ｓ１１，Ｓ１２と、ドリル加工によって第１の基板１０に貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成する第２の工程Ｓ１３と、第２の絶縁層２１及び第２の導電層２２を少なくとも有する第２の基板２０を準備する第３の工程Ｓ２１〜Ｓ２４と、接着層２３と第２の導電層２２を対向させるように、第１の基板１０と第２の基板２０を接着層２３を介して貼り合わせる第４の工程Ｓ３１と、第１の導電層１２Ａと第２の導電層２２とを電気的に接続するバイアホール１４，１５を貫通孔１４Ａ，１５Ａ内に形成する第５の工程Ｓ３２〜Ｓ３３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バイアホールを有する多層プリント配線板の製造方法に関するものである。

バイアホールを有するビルトアップ多層配線板の製造方法として、回路基板、絶縁層、及び金属層を積層し、回路基板の回路導体が露出するまでレーザ光を照射し、その穴の内壁にめっき処理を行う方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−３６６６２号公報

上記の製造方法では、レーザ光を照射することで有底の穴を形成しているため、めっき処理を行う前にＣＦ_４によるプラズマや過マンガン酸塩等を用いてデスミアを行う必要があるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、生産性向上を図ることが可能な多層プリント配線板の製造方法を提供することである。

本発明に係る多層プリント配線板の製造方法は、第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の一方面に設けられた第１の導電層と、前記第１の絶縁層の他方面に設けられた接着層と、を少なくとも有する第１の基板を準備する第１の工程と、ドリル加工によって前記第１の基板に貫通孔を形成する第２の工程と、第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の一方面に設けられた第２の導電層と、を少なくとも有する第２の基板を準備する第３の工程と、前記接着層と前記第２の導電層を対向させるように、前記第１の基板と前記第２の基板を前記接着層を介して貼り合わせる第４の工程と、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する導電路を前記貫通孔内に形成する第５の工程と、を備えたことを特徴とする。

上記発明において、前記接着層は、熱硬化性接着剤から構成されていてもよい。

本発明では、第１の基板と第２の基板を貼り合わせる前に第１の基板に貫通孔を形成するので、第２の基板の第２の導電層にスミアが付着することがない。このため、デスミア工程を省略することができ、多層プリント配線板の生産性が向上する。また、バイアホールと第２の導電層との接続部分の信頼性向上を図ることもできる。

さらに、本発明では、ドリル加工を採用することで、相互に積層した第１の基板にまとめて貫通孔を形成することができるので、多層プリント配線板の生産性がさらに向上する。

図１は、本発明の実施形態における多層プリント配線板を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態における多層プリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２のステップＳ１１〜Ｓ１３における第１の基板の断面図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図２のステップＳ２１〜Ｓ２４における第２の基板の断面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、図２のステップＳ３１〜Ｓ３３における多層プリント配線板の断面図である。図６（ａ）〜図６（ｂ）は、図２のステップＳ３４〜Ｓ３５における多層プリント配線板の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、本実施形態における多層プリント配線板の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態における多層プリント配線板の断面図である。

本実施形態における多層プリント配線板１は、後述するように、接着層１３を介して２枚の基板１０，２０を積層して形成された多層フレキシブルプリント配線板である。なお、以下に説明する多層プリント配線板１の層数や配線パターンの配置等は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。

この多層プリント配線板１は、第１の絶縁層１１と、第１の配線層１２と、接着層１３と、第２の絶縁層２１と、第２の配線層２２と、第３の配線層２３と、を備えている。なお、第１の絶縁層１１と接着層１３との間に他の配線層をさらに備えてもよい。

第１の絶縁層１１は、電気絶縁性及び可撓性を有する材料から構成されている。この第１の絶縁層１１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ガラスエポキシ樹脂等を例示することができる。なお、第１の絶縁層１１を、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス、ガラス等から構成されるリジッドな絶縁層としてもよい。

この第１の絶縁層１１の上面には第１の配線層１２が形成されている。この第１の配線層１２は、後述するように、第１の絶縁層１１の上面に貼り付けられた第１の銅箔１２Ａをエッチング等することで、所定のパターン形状に形成されている。本例における第１の配線層１２は、同図に示すように、第１及び第２のランド部１２１，１２２を含んでいる。

一方、第１の絶縁層１１の下面には接着層１３が積層されている。この接着層１３は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性接着剤から構成されている。この接着層１３は、第２の導電層２２を部分的に介在させつつ第１の絶縁層１１と第２の絶縁層２１とを接着している。

第２の絶縁層２１も、上述の第１の絶縁層１１と同様に、電気絶縁性及び可撓性を有する材料から構成されている。この第２の絶縁層２１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ガラスエポキシ樹脂等を例示することができる。なお、第２の絶縁層２１をガラスエポキシ樹脂、セラミックス、ガラス等から構成されるリジッドな絶縁層としてもよい。

この第２の絶縁層２１の上面には第２の配線層２２が形成されている。この第２の配線層２２は、後述するように、第２の絶縁層２１の上面に貼り付けられた第２の銅箔２２Ａをエッチング等することで、所定のパターン形状に形成されている。本例における第２の配線層２２は、同図に示すように、第３〜第５のランド部２２１〜２２３を含んでいる。

第２の絶縁層２１の下面にも第３の配線層２３が形成されている。この第３の配線層２３も、第２の絶縁層２１の下面に貼り付けられた第３の銅箔２３Ａをエッチング等することで、所定のパターン形状に形成されている。本例における第３の配線層２３は、同図に示すように、第６及び第７のランド部２３１，２３２を含んでいる。

さらに、本実施形態では、第１の絶縁層１１と接着層１３を２つのバイアホール１４，１５が貫通している。なお、図１に示す例におけるバイアホール１４，１５の数や配置等は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。

第１のバイアホール１４は、第１の絶縁層１１と接着層１３を貫通しているが第２の絶縁層２１を貫通していないブラインドバイアホール（ＢＶＨ：Blind Via Hole）であり、最外に位置する第１の配線層１２の第１のランド部１２１と、内側に位置する第２の配線層２２の第３のランド部２２１とを接続している。

第２のバイアホール１５も、第１のバイアホール１４と同様に、第１の絶縁層１１と接着層１３を貫通しているが第２の絶縁層２１を貫通していないブラインドバイアホールであり、最外に位置する第１の配線層１２の第２のランド部１２２と、内側に位置する第２の配線層２２の第４のランド部２２２とを接続している。

また、本実施形態では、第２の絶縁層２１を２つのバイアホール２４，２５が貫通している。なお、図１に示す例におけるバイアホール２４，２５の数や配置等は一例に過ぎず、特にこれに限定されない。

第３のバイアホール２４は、第２の絶縁層２１のみを貫通しており第１の絶縁層１１及び接着層１３は貫通していないブラインドバイアホールであり、内側に位置する第２の配線層２２の第３のランド部２２１と、最外に位置する第３の配線層２３の第６のランド部２３１とを接続している。

第４のバイアホール２５も、第３のバイアホール２４と同様に、第２の絶縁層２１のみを貫通しており第１の絶縁層１１及び接着層１３は貫通していないブラインドバイアホールであり、内側に位置する第２の配線層２２の第５のランド部２２３と、最外に位置する第３の配線層２３の第７のランド部２３２とを接続している。

次に、本実施形態における多層プリント配線板１の製造方法について、図２〜図６を参照しながら説明する。図２は本実施形態における多層プリント配線板の製造方法を示すフローチャート、図３（ａ）〜図６（ｂ）は図２の各ステップにおける多層プリント配線板の断面図である。

本実施形態では、図２に示すように、第１の基板１０を形成すると共に（ステップＳ１０）、第２の基板２０を第１の基板１０とは別に形成し（ステップＳ２０）、その後に第１の基板１０と第２の基板２０とを接着層１３を介して貼り付けることで（ステップＳ３０）、多層プリント配線板１を形成する。

具体的には、先ず、図２のステップＳ１１において、図３（ａ）に示すように、第１の銅張積層板１０Ａを準備する。この第１の銅張積層板１０Ａは、第１の絶縁層１１と、その第１の絶縁層１１の上面に貼り付けられた第１の銅箔１２Ａと、を有する、いわゆる片面銅張積層板（片面ＣＣＬ）である。

次いで、図２のステップＳ１２において、図３（ｂ）に示すように、この第１の銅張積層板１０Ａの下面に接着層１３を積層して、第１の基板１０を形成する。この接着層１３は、上述のように、例えばエポキシ系接着剤等の熱硬化性接着剤から構成されており、このステップＳ１２では、接着剤が完全に硬化しきらない温度及び圧力で、シート状の接着剤を第１の銅張積層板１０Ａに熱プレスして仮貼りする。

なお、第１の絶縁層１１と接着層１３との間に他の配線層をさらに備える場合には、両面銅張積層板を用いて第１の基板を形成し、このステップＳ１２の前に、絶縁層１１の下面に貼り付けられた銅箔をエッチングする等して当該他の配線層を形成しておく。

次いで、図２のステップＳ１３において、図３（ｃ）に示すように、第１の基板１０に第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成する。この際、本実施形態では、例えばＮＣ加工装置を用いて、ドリル加工によって第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成する。

このように、本実施形態では、第１の基板１０と第２の基板２０とを貼り合わせる前に、第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成してしまうので、第２の配線層２２の第３及び第４のランド部２２１，２２２の上にスミアが付着することがない。そのため、デスミア工程を省略することができ、多層プリント配線板１の生産性が向上する。

また、第１及び第２のバイアホール１４，１５がスミアによって第３及び第４のランド部２２１，２２２から剥がれてしまうのを抑制することができるので、第１及び第２のバイアホール１４，１５と第３及び第４のランド部２２１，２２２との接続部分の信頼性も向上する。

また、ドリル加工の場合には、複数の第１の基板１０を重ねた状態で当該複数の第１の基板１０をまとめて加工することができるので、生産性がさらに向上する。

また、本実施形態では、レーザ加工装置やデスミア装置を必要としないので、多層プリント配線板１の低コスト化も図ることができる。

さらに、本実施形態では、接着層１３において第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａの内壁面を構成する部分が、ドリル加工の摩擦熱によって加熱され、接着剤１３Ａの他の部分よりも硬化が促進される。このため、後述するステップＳ３１の熱プレス時に接着層１３が、第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａにはみ出てしまうことを抑制することができる。

次いで、図２のステップＳ２１において、図４（ａ）に示すように、第２の銅張積層板２０Ａを準備する。この第２の銅張積層板２０Ａは、第２の絶縁層２１と、その第２の絶縁層２１の両面に貼り付けられた第２及び第３の銅箔２２Ａ，２３Ａと、を有する、いわゆる両面銅張積層板（両面ＣＣＬ）である。

次いで、図２のステップＳ２２において、図４（ｂ）に示すように、第２の銅張積層板２０Ａに第３及び第４の貫通孔２４Ａ，２５Ａを形成する。

なお、レーザ加工や金型を用いたパンチ加工等によってこの第３及び第４の貫通孔２４Ａ，２５Ａを形成してもよいが、複数の第２の銅張積層板２０Ａにまとめて貫通孔２４Ａ，２５Ａを形成可能であることから、この第３及び第４の貫通孔２４Ａ，２５Ａもドリル加工によって形成することが好ましい。

次いで、図２のステップＳ２３において、図４（ｃ）に示すように、第２の銅箔２２Ａの上に第１のレジスト層３１ａを形成すると共に、第３の銅箔２３Ａの上にも第１のレジスト層３１ｂを形成する。上側の第１のレジスト層３１ａは、第２の配線層２２に対応した形状を有しており、例えば、第２の銅箔２２Ａの全面にドライフィルムをラミネートし、このドライフィルムを露光及び感光させることで形成されている。これに対し、下側の第１のレジスト層３１ｂは、第３の銅箔２３Ａの全面を覆っている。

次いで、図２のステップＳ２４において、図４（ｄ）に示すように、塩化鉄エッチング液、塩化銅エッチング液、又はアルカリエッチャント等を用いて、第２の銅箔２２Ａに対してエッチング処理を行う。これにより、当該第２の銅箔２２Ａにおいて上側の第１のレジスト層３１ａから露出している部分が除去されて、第２の配線層２２が形成される。そして、強アルカリ溶液等を用いて、上側の第１のレジスト層３１ａを第２の配線層２２から剥離すると共に、下側の第１のレジスト層３１ｂを第３の銅箔２３Ａから剥離することで、第２の基板２０が完成する。

次いで、図２のステップＳ３１において、図５（ａ）に示すように、第１の基板１０と第２の基板２０とを貼り合わせる。具体的には、先ず、第１の基板１０の接着層１３と第２の基板２０の第２の配線層２２とを対向させた状態で、第１の基板１０と第２の基板２０とを積層する。次いで、接着層１３が完全に硬化する温度及び圧力で基板１０，２０を熱プレスすることで、接着層１３を介して第１の基板１０と第２の基板２０とを接着する。

この際、本実施形態では、上述のステップＳ１３において、ドリル加工の摩擦熱によって、接着層１３において第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａの内壁面を構成する部分の硬化が促進されているため、第１及び第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａ内への接着層１３のはみ出しの抑制が図られている。

次いで、図２のステップＳ３２において、図５（ｂ）に示すように、ＤＰＰ処理（Direct Plating Process）によって、第１の絶縁層１１及び接着層１３における第１〜第２の貫通孔１４Ａ，１５Ａの内壁面に導体膜１４Ｂ，１５Ｂを形成すると共に、第２の絶縁層２１における第３〜第４の貫通孔２４Ａ，２５Ａの内壁面に導体膜２４Ｂ，２５Ｂを形成する。この導体膜１４Ｂ，１５Ｂ，２４Ｂ，２５Ｂは、例えば、カーボンブラック、グラファイト、或いはパラジウム等を含有している。

なお、このステップＳ３２において、ＤＰＰ処理に代えて、無電解めっき処理、スパッタリング、真空蒸着、化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）等によって導体膜を形成してもよい。

次いで、図２のステップＳ３３において、図５（ｃ）に示すように、電解銅めっき処理によって、第１〜第４の貫通孔１４Ａ，１５Ａ，２４Ａ，２５Ａの内部に銅を充填する。これにより、第１〜第４のバイアホール１４，１５，２４，２５が形成される。

次いで、図２のステップＳ３４において、図６（ａ）に示すように、上述の第１のレジスト層３１と同様の要領で、第１の銅箔１２Ａの上に第２のレジスト層３２を形成すると共に、第３の銅箔２３Ａの上に第３のレジスト層３３を形成する。第２のレジスト層３２は、第１の配線層１２に対応した形状を有しており、第３のレジスト層３３は、第３の配線層２３に対応した形状を有している。

次いで、図２のステップＳ３５において、図６（ｂ）に示すように、上述のステップＳ２４と同様の要領で、第１及び第３の銅箔１２Ａ，２３Ａに対してエッチング処理を行う。これにより、第１の銅箔１２Ａにおいて第２のレジスト層３２から露出している部分が除去されて第１の配線層１２が形成されると共に、第３の銅箔２３Ａにおいて第３のレジスト層３３から露出している部分が除去されて第３の配線層２３が形成される。

そして、強アルカリ溶液等を用いて、第２のレジスト層３２を第１の配線層１２から剥離すると共に、第３のレジスト層３３を第３の配線層２３から剥離することで、多層プリント配線板１が完成する。なお、ステップＳ３５の後に、第１及び第３の配線層１２，２３を保護するカバーレイを積層してもよい。

本実施形態における図２のステップＳ１１，Ｓ１２が本発明における第１の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ１３が本発明における第２の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ２１〜Ｓ２４が本発明における第３の工程に相当し、本実施形態における図２のステップＳ３１が本発明における第４の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ３２〜Ｓ３３が本発明における第５の工程の一例に相当する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…多層プリント配線板
１０…第１の基板
１１…第１の絶縁層
１２…第１の配線層
１２Ａ…第１の銅箔
１２１…第１のランド部
１２２…第２のランド部
１３…接着層
１４…第１のバイアホール
１４Ａ…第１の貫通孔
１５…第２のバイアホール
１５Ａ…第２の貫通孔
２０…第２の基板
２１…第２の絶縁層
２２…第２の配線層
２２Ａ…第２の銅箔
２２１…第３のランド部
２２２…第４のランド部
２３…第３の配線層
２３Ａ…第３の銅箔

Claims

第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の一方面に設けられた第１の導電層と、前記第１の絶縁層の他方面に設けられた接着層と、を少なくとも有する第１の基板を準備する第１の工程と、
ドリル加工によって前記第１の基板に貫通孔を形成する第２の工程と、
第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層の一方面に設けられた第２の導電層と、を少なくとも有する第２の基板を準備する第３の工程と、
前記接着層と前記第２の導電層を対向させるように、前記第１の基板と前記第２の基板を前記接着層を介して貼り合わせる第４の工程と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層とを電気的に接続する導電路を前記貫通孔内に形成する第５の工程と、を備えたことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法であって、
前記接着層は、熱硬化性接着剤から構成されていることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。