JP2014075456A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、インタースティシャルビアホールと導電パターンとの接続強度を容易かつ確実に向上させることができるプリント配線板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るプリント配線板は、絶縁性を有する基板、この基板の表面に積層される第1導電パターン、基板の裏面に積層される第2導電パターン、及び第1導電パターンと基板とを貫通するインタースティシャルビアホールを備えるプリント配線板であって、上記インタースティシャルビアホールが、第2導電パターンに嵌入していることを特徴とする。上記インタースティシャルビアホールの第2導電パターンへの平均嵌入深さが0.1μm以上2μm以下であることが好ましい。上記インタースティシャルビアホールが嵌入される第2導電パターン表面の凹部がハーフエッチングにより形成されていることが好ましい。
【選択図】図1
【解決手段】本発明に係るプリント配線板は、絶縁性を有する基板、この基板の表面に積層される第1導電パターン、基板の裏面に積層される第2導電パターン、及び第1導電パターンと基板とを貫通するインタースティシャルビアホールを備えるプリント配線板であって、上記インタースティシャルビアホールが、第2導電パターンに嵌入していることを特徴とする。上記インタースティシャルビアホールの第2導電パターンへの平均嵌入深さが0.1μm以上2μm以下であることが好ましい。上記インタースティシャルビアホールが嵌入される第2導電パターン表面の凹部がハーフエッチングにより形成されていることが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明は、プリント配線板及びその製造方法に関する。
プリント配線板としては、可撓性基板の表裏面に導電パターンを配設したフレキシブルプリント配線板、硬質基板を用いたリジッドプリント配線板、硬質基板と可撓性基板とを積層したリジッドフレキシブルプリント配線板等が公知である。上記フレキシブルプリント配線板101は、図4に示すように、基板102の表裏面に導電パターン103,104が積層され、この導電パターン103,104がランド部105を対向位置に有している。この基板102及び表面側のランド部105の積層体にブラインドビアホール用孔108が形成されている。そして、このブラインドビアホール用孔108に導電性ペーストを印刷によって満たし、この導電性ペーストを硬化することで、ブラインドビアホール107が形成され、表裏面のランド部105を電気的に接続している(特開昭62−120096号公報参照)。
このような従来のフレキシブルプリント配線板101等のプリント配線板にあっては、ブラインドビアホール107の裏面と裏面側のランド部105の表面とが平面的に接続されるため、接続強度が十分ではなく、プリント配線板が撓んだ時等、外力が付加された際に剥離するおそれがある。
本発明は、上記のような不都合に鑑みてなされたものであり、二層の導電パターンの接続に用いられるインタースティシャルビアホールと裏面側導電パターンとの接続強度を容易かつ確実に向上させることができるプリント配線板及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明に係るプリント配線板は、
絶縁性を有する基板、
この基板の表面に積層される第1導電パターン、
基板の裏面に積層される第2導電パターン、及び
第1導電パターンと基板とを貫通するインタースティシャルビアホール
を備えるプリント配線板であって、
上記インタースティシャルビアホールが、第2導電パターンに嵌入していることを特徴とする。
絶縁性を有する基板、
この基板の表面に積層される第1導電パターン、
基板の裏面に積層される第2導電パターン、及び
第1導電パターンと基板とを貫通するインタースティシャルビアホール
を備えるプリント配線板であって、
上記インタースティシャルビアホールが、第2導電パターンに嵌入していることを特徴とする。
当該プリント配線板は、第2導電パターンの表面にインタースティシャルビアホールが嵌入することで、インタースティシャルビアホールと第2導電パターンとが凹凸嵌合構造で接続される。その結果、インタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続強度を容易かつ確実に向上させることができる。
上記インタースティシャルビアホールの第2導電パターンへの平均嵌入深さとしては、0.1μm以上2μm以下が好ましい。このような平均嵌入深さとすることで、インタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続強度を効果的に向上させることができる。
上記平均嵌入深さの第2導電パターンの平均厚さに対する比としては、0.1以上0.5以下が好ましい。このように平均嵌入深さの第2導電パターンの平均厚さに対する比を上記範囲とすることで、第2導電パターンの強度、耐久性等の低下を抑制しつつ、上述のインタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続強度の向上効果を促進することができる。
上記インタースティシャルビアホールが嵌入される第2導電パターン表面の凹部をハーフエッチングにより形成するとよい。これにより、容易かつ確実にインタースティシャルビアホールが嵌入する凹部を第2導電パターンに形成することができる。
上記インタースティシャルビアホールが略円柱状であるとよい。このような略円柱状のインタースティシャルビアホールは容易に形成することができる。また、当該プリント配線板によれば、このような略円柱状のインタースティシャルビアホールであってもインタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続状態を強化できる。
上記第1導電パターンが第1ランド部を有し、上記第2導電パターンが上記第1ランド部に対向する第2ランド部を有し、この第1ランド部及び第2ランド部間に上記インタースティシャルビアホールが形成されており、上記第1ランド部の外形の平均径が第2ランド部の外形の平均径よりも大きいことが好ましい。このように第1ランド部と第2ランド部とをインタースティシャルビアホールで電気的に接続する場合に、第1ランド部の外形の平均径を第2ランド部の外形の平均径より大きくすることで、印刷等によるインタースティシャルビアホールの形成容易性、ランドが狭ピッチのチップへの適用容易性、インピーダンスの不整合の抑制等のメリットがあるが、当該プリント配線板は、インタースティシャルビアホールと第2ランド部とが嵌合されるため、接続強度を維持したままインタースティシャルビアホール用孔の径を従来よりも小さくできる。その結果、第2ランド部の外径をより小さくし易く、上記機能が効果的に発揮される。
当該プリント配線板は、基板が可撓性を有することが好ましい。これにより当該プリント配線板をフレキシブルプリント配線板として利用することができる。特に、当該プリント配線板は、インタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続強度が向上されるため、フレキシブルプリント配線板として用いた際に、配線板が撓んでもインタースティシャルビアホールが第2導電パターンから剥離することを防止できる。
インタースティシャルビアホールは、導電粒子を含む導電性ペーストを硬化することで形成されているとよい。このように導電性ペーストを印刷によってインタースティシャルビアホール用孔に満たし、この導電性ペーストを硬化することで、第2導電パターンに嵌入するインタースティシャルビアホールを容易かつ確実に形成することができる。
インタースティシャルビアホールは、扁平球状の導電粒子の結合体を有することが好ましい。これにより第1導電パターンと第2導電パターンとの電気的導通状態が導電粒子の結合体によって確実に維持される。
また、上記課題を解決すべくなされた別の発明は、
絶縁性を有する基板の表面に第1導電パターンを形成する工程、
上記基板の裏面に第2導電パターンを形成する工程、
上記第1導電パターンと基板とを貫通する孔を形成する工程、
上記第2導電パターン表面のうち上記貫通孔底部へのハーフエッチングによりインタースティシャルビアホール用孔を形成する工程、及び
上記インタースティシャルビアホール用孔に導電粒子を含む導電性ペーストを印刷する工程
を有するプリント配線板の製造方法である。
絶縁性を有する基板の表面に第1導電パターンを形成する工程、
上記基板の裏面に第2導電パターンを形成する工程、
上記第1導電パターンと基板とを貫通する孔を形成する工程、
上記第2導電パターン表面のうち上記貫通孔底部へのハーフエッチングによりインタースティシャルビアホール用孔を形成する工程、及び
上記インタースティシャルビアホール用孔に導電粒子を含む導電性ペーストを印刷する工程
を有するプリント配線板の製造方法である。
当該プリント配線板の製造方法は、このような貫通孔形成工程及びこの貫通孔底部へのハーフエッチングによるインタースティシャルビアホール用孔形成工程を有することで、インタースティシャルビアホールが第2導電パターンに嵌入し、インタースティシャルビアホールと第2導電パターンとの接続強度を向上させたプリント配線板を容易かつ確実に製造することができる。
なお、「インタースティシャルビアホール」とは、プリント配線板の表面及び裏面の導電パターンを導通するブラインドビアホールと、多層積層板において内層間を導通するベリードビアホールとを含む概念である。また、「表面」とは、インタースティシャルビアホールが表出する側の面を意味し、「裏面」とは表面と反対側の面を意味する。「平均嵌入深さ」とは、基板と第2導電パターンとの積層面を含む仮想平面を基準としたインタースティシャルビアホール底面までの垂直距離の平均値を意味する。「第2導電パターンの平均厚さ」とは、インタースティシャルビアホールが嵌入されていない領域における第2導電パターンの平均厚さを意味する。「略円柱状」とは、上面及び下面がそれぞれ略円形であり、上面と下面との平均半径の比が85%以上115%以内である柱状体を意味し、「略円形」とは、外縁の85%以上が円弧であり、その円弧の中心からの平均距離(平均半径)と、円弧状の各点における半径との比が85%以上115%以内であることを意味する。「外形」とは、基板と平行な平面投影形状で最大の外形を意味する。「平均径」とは、外形の最大幅と、その最大幅方向に直交方向の外形の幅との平均値を意味する。
当該プリント配線板及びその製造方法は、インタースティシャルビアホールと導電パターンとの接続強度を容易かつ確実に向上させることができる。
以下、本発明に係るプリント配線板の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
[プリント配線板]
図1のプリント配線板1は、いわゆる両面基板かつフレキシブル基板であり、絶縁性を有する基板2、この基板2の表面(以下、「印刷面」ということがある)に積層される第1導電パターン3、及び基板2の裏面(以下、「実装面」ということがある)に積層される第2導電パターン4を備えている。第1導電パターン3は複数の第1ランド部5を有し、第2導電パターン4は第1ランド部5に対向する複数の第2ランド部6を有している。また、プリント配線板1は、第1ランド部5及び基板2を貫通し、第2ランド部6に接続する複数のブラインドビアホール7(インタースティシャルビアホール)を備えている。
図1のプリント配線板1は、いわゆる両面基板かつフレキシブル基板であり、絶縁性を有する基板2、この基板2の表面(以下、「印刷面」ということがある)に積層される第1導電パターン3、及び基板2の裏面(以下、「実装面」ということがある)に積層される第2導電パターン4を備えている。第1導電パターン3は複数の第1ランド部5を有し、第2導電パターン4は第1ランド部5に対向する複数の第2ランド部6を有している。また、プリント配線板1は、第1ランド部5及び基板2を貫通し、第2ランド部6に接続する複数のブラインドビアホール7(インタースティシャルビアホール)を備えている。
(基板)
基板2は、可撓性を有するシート状部材から構成されている。この基板2としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどが好適に用いられる。
基板2は、可撓性を有するシート状部材から構成されている。この基板2としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレートなどが好適に用いられる。
基板2の平均厚みは、特に限定されるものではないが、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。基板2の平均厚みが上記下限未満であると基板2の強度が不十分となるおそれがあり、また上記上限を超えると薄型化の要請に反するおそれがある。
(第1導電パターン)
第1導電パターン3は、基板2の表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。第1導電パターン3は、導電性を有する材料で形成可能であるが、一般的には例えば銅によって形成される。
第1導電パターン3は、基板2の表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。第1導電パターン3は、導電性を有する材料で形成可能であるが、一般的には例えば銅によって形成される。
この第1導電パターン3の平均厚みは、特に限定されるものではないが、2μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上20μm以下であることがより好ましい。第1導電パターン3の平均厚みが上記下限未満であると導通性が不十分となるおそれがあり、また上記上限を超えるとフレキシブル性を損なうおそれがある。
第1導電パターン3の第1ランド部5は、外形(外周縁)が略円形に形成され、中央に平面視略円形のブラインドビアホール用孔8を構成する貫通孔8aを有しており、全体として平面視円環状に設けられている。第1ランド部5の外周縁及び内周縁は同心状に形成されている。この貫通孔8aは、上記基板2にも連続している。後述のブラインドビアホール7を囲繞するブラインドビアホール用孔8は、この貫通孔8aと、後述する第2ランド部6に形成される凹部8bとから構成される。なお、「略円形」とは、外縁の85%以上が円弧であり、その円弧の中心からの平均距離(平均半径)と、円弧状の各点における半径との比が85%以上115%以内であることを意味する。
なお、第1ランド部5の外径W2(外形の平均径)及びブラインドビアホール用孔8の径W1(ブラインドビアホール7の平均径)については後述する。
(第2導電パターン)
上記第2導電パターン4は、第1導電パターン3と同様に、基板2の裏面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。第2導電パターン4は上記第1導電パターン3と同様に例えば銅によって形成される。この第2導電パターン4の平均厚みは、特に限定されるものではないが、2μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上20μm以下であることがより好ましい。第2導電パターン4の平均厚みが上記下限未満であると導通性が不十分となるおそれがあり、また上記上限を超えるとフレキシブル性を損なうおそれがある。
上記第2導電パターン4は、第1導電パターン3と同様に、基板2の裏面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。第2導電パターン4は上記第1導電パターン3と同様に例えば銅によって形成される。この第2導電パターン4の平均厚みは、特に限定されるものではないが、2μm以上30μm以下であることが好ましく、5μm以上20μm以下であることがより好ましい。第2導電パターン4の平均厚みが上記下限未満であると導通性が不十分となるおそれがあり、また上記上限を超えるとフレキシブル性を損なうおそれがある。
第2導電パターン4の第2ランド部6は、ブラインドビアホール用孔8よりも外径が大きく、基板2の実装面側の開口を閉塞するよう配設されている。第2ランド部6は、外形が略円形に設けられ、具体的には第1ランド部5及びブラインドビアホール用孔8と同心状に配設されている。
第2ランド部6は、表面(基板2への積層面)に後述するブラインドビアホール7が嵌入される凹部8bを有する。この凹部8bは、第1ランド部5及び基板2を貫通する貫通孔8aと連続する略円柱状の形状を有し、ブラインドビアホール用孔8の底部を構成している。
上記凹部8bの深さD(ブラインドビアホール7の平均嵌入深さ)の下限としては、0.1μmが好ましく、0.2μmがより好ましい。一方、凹部8bの深さDの上限としては、2μmが好ましく、1.8μmがより好ましい。凹部8bの深さDが上記下限未満の場合、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との嵌合強度が十分でないおそれがある。逆に、凹部8bの深さDが上記上限を超える場合、第2ランド部6の強度、耐久性等が低下するおそれがある。なお、凹部8bの深さDとは、基板2と第2ランド部6との積層面を含む仮想平面Xを基準とした凹部8bまでの垂直距離の平均値を意味する。
また、第2導電パターン4の平均厚さTに対する凹部8bの深さDの比D/Tの下限としては、0.1が好ましく、0.15がより好ましい。一方、第2導電パターン4の平均厚さTに対する凹部8bの深さDの比D/Tの上限としては、0.5が好ましく、0.4がより好ましい。上記比D/Tが上記下限未満の場合、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との嵌合強度が促進されないおそれがある。逆に、上記比D/Tが上記上限を超える場合、第2ランド部6の強度、耐久性等が低下するおそれがある。なお、第2導電パターン4の平均厚さTとは、第2導電パターン4のうち、凹部8bが形成されていない(ブラインドビアホール7が嵌入されていない)領域における第2導電パターン4の平均厚さを意味する。
第2ランド部6に凹部8bを形成する方法としては、特に限定されないが、例えばハーフエッチングにより、第1ランド部5をマスクパターンとし第2ランド部6の表面を食刻して略円柱状の凹部8bを形成する方法等を挙げることができる。
なお、第2ランド部6の外径W3(外形の平均径)については後述する。
(ブラインドビアホール)
ブラインドビアホール7は、第1ランド部5及び第2ランド部6の電気的導通を図るものであり、ブラインドビアホール用孔8内に充填された導電体を有している。このブラインドビアホール7は、略円柱状であり、導電粒子を含む導電性ペーストがブラインドビアホール用孔8内に供給された後に硬化することで形成されている。具体的には、導電性ペーストは印刷面側から印刷によってブラインドビアホール用孔8内に供給される。このため、ブラインドビアホール7の底部は、凹部8bに嵌合するように結合している。つまり、ブライドビアホール7は、第2ランド部6に嵌入している。これによりブライドビアホール7と第2ランド部6とは電気的に接続される。また、ブラインドビアホール7の側壁は第1ランド部5と接し、これによりブラインドビアホール7と第1ランド部5とは電気的に接続される。なお、導電性ペーストは、ブラインドビアホール用孔8から溢れ、第1ランド部5の表面の一部を覆っている。また、「略円柱状」とは、上面及び下面がそれぞれ略円形であり、上面と下面との平均半径の比が85%以上115%以内である柱状体を意味する。
ブラインドビアホール7は、第1ランド部5及び第2ランド部6の電気的導通を図るものであり、ブラインドビアホール用孔8内に充填された導電体を有している。このブラインドビアホール7は、略円柱状であり、導電粒子を含む導電性ペーストがブラインドビアホール用孔8内に供給された後に硬化することで形成されている。具体的には、導電性ペーストは印刷面側から印刷によってブラインドビアホール用孔8内に供給される。このため、ブラインドビアホール7の底部は、凹部8bに嵌合するように結合している。つまり、ブライドビアホール7は、第2ランド部6に嵌入している。これによりブライドビアホール7と第2ランド部6とは電気的に接続される。また、ブラインドビアホール7の側壁は第1ランド部5と接し、これによりブラインドビアホール7と第1ランド部5とは電気的に接続される。なお、導電性ペーストは、ブラインドビアホール用孔8から溢れ、第1ランド部5の表面の一部を覆っている。また、「略円柱状」とは、上面及び下面がそれぞれ略円形であり、上面と下面との平均半径の比が85%以上115%以内である柱状体を意味する。
なお、上述したように上記ブラインドビアホール用孔8は、第1ランド部5及び基板2を貫通する貫通孔8aと、第2ランド部6の表面に形成された凹部8bとから構成されている。
ブラインドビアホール7は、導電性ペーストが供給された後一定時間経過後に硬化することで形成されている。供給後硬化するまでの間に導電性ペーストが流動するので、ブラインドビアホール7には、中心付近に凹み7aが形成されている。
上記導電性ペーストは、導電粒子とそのバインダ樹脂とを含んでいる。この導電粒子としては金属粒子が好適に用いられ、金属粒子の材料としては銀、銅、ニッケル等が好適に用いられる。
この導電性ペーストは、扁平球状(球を扁平させた形状)の導電粒子を含むことが好ましく、これによって導電粒子同士及び導電粒子と第2ランド部6又は第1ランド部5とが接触しやすく、導電性に優れている。なお、扁平球状の形状は、短軸及び長軸を含む断面において短軸の長さが長軸の長さの0.2倍以上1倍未満であることが好ましく、0.4倍以上0.8倍未満であることがより好ましい。短軸と長軸との長さの比が上記範囲にあることによって導電性の優れた導電体を得ることができる。なお、この扁平形状の導電粒子は、平均粒子径(長軸の長さの平均値)が0.5μm以上3μm以下のものが好適に用いられる。平均粒子径が上記範囲にあることによって導電性の優れた導電体を得ることができる。なお、導電性ペーストは、平均粒子径の異なる複数種類の導電粒子を含むことも可能である。
また、ブラインドビアホール7の硬化の際、導電性ペーストが加熱される。この導電性ペーストの加熱温度としては、導電粒子同士が結合する程度の温度が採用される。このため、導電粒子同士は接触部分で結合(溶融結合又は焼結結合)している。つまり、導電体は、導電粒子の結合体を有している。なお、上述のような結合していない導電粒子が一部に存在する場合もある。
上記バインダ樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フェノシキ樹脂等を用いることができる。なお、バインダ樹脂としては、熱硬化性樹脂が好適に用いられる。
エポキシ樹脂の種類は特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールAD等を原料とするビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることができる。また、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等を用いることができる。また、一液性のエポキシ樹脂及び二液性のエポキシ樹脂の何れも用いることが可能である。また、樹脂バインダとしては、マイクロカプセル型の硬化剤をエポキシ樹脂に分散した一液性エポキシ樹脂を用いることも可能である。なお、導電性ペーストは、マイクロカプセル型の硬化剤を均一に分散させるために溶媒としてブチルカルビトールアセテートやエチルカルビトールアセテートを用いることが可能である。
(各部材の径等について)
ブラインドビアホール7の平均径(径W1)は、特に限定されるものではないが、15μm以上150μm以下であることが好ましく、25μm以上120μm以下であることがより好ましく、35μm以上100μm以下であることがさらに好ましい。ブラインドビアホール7の径W1が上記下限未満であると、導電体を充填することが困難となるおそれや、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との接続強度が十分得られないおそれがある。逆に、ブラインドビアホール7の径W1が上記上限を超えると、ブラインドビアホール7が大きくなることで後述する第2ランド部6が大きくなり過ぎるおそれがある。なお、ブラインドビアホール7の平均径とは、基板2と第2ランド部6との積層面を含む仮想平面Xにおけるブラインドビアホール7の断面の平均径を意味する。
ブラインドビアホール7の平均径(径W1)は、特に限定されるものではないが、15μm以上150μm以下であることが好ましく、25μm以上120μm以下であることがより好ましく、35μm以上100μm以下であることがさらに好ましい。ブラインドビアホール7の径W1が上記下限未満であると、導電体を充填することが困難となるおそれや、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との接続強度が十分得られないおそれがある。逆に、ブラインドビアホール7の径W1が上記上限を超えると、ブラインドビアホール7が大きくなることで後述する第2ランド部6が大きくなり過ぎるおそれがある。なお、ブラインドビアホール7の平均径とは、基板2と第2ランド部6との積層面を含む仮想平面Xにおけるブラインドビアホール7の断面の平均径を意味する。
複数のブラインドビアホール7は、平面視一定配列で配置されており、例えば平面視一方向及び他方向に一定ピッチで格子状に配置されている。ここで、ブラインドビアホール7の配設ピッチは特に限定されるものではないが、100μm以上500μm以下とすることができる。
第1ランド部5は、内径がブラインドビアホール用孔8の外径と略同一であり、外径W2(外形の平均径)が第2ランド部6の外径W3よりも大きいことが好ましい。また、第1ランド部5の外径W2は、ブラインドビアホール7の径W1と以下の関係を有することが好ましい。つまり、第1ランド部5の外径W2は、ブラインドビアホール7の径W1の2倍以上であることが好ましく、2.3倍以上であることがより好ましく、2.5倍以上であることがさらに好ましい。これにより、導電性ペーストの印刷歩留りの向上を図ることができる。一方、第1ランド部5の外径W2は、ブラインドビアホール7の径W1の6倍以下であることが好ましく、5.5倍以下であることがより好ましく、5倍以下であることがさらに好ましい。第1ランド部5の外径W2が上記上限を超えると不必要に第1ランド部5が大きくなり過ぎ、第1導電パターン3の設計が困難となるおそれがある。なお、「外形」とは、基板と平行な平面投影形状で最大の外形を意味し、「平均径」とは、外形の最大幅と、その最大幅方向に直交方向の外形の幅との平均値を意味する。
また、第1ランド部5の径方向の幅(内周縁と外周縁との幅((W2−W1)/2))は、40μm以上150μm以下であることが好ましく、45μm以上125μm以下であることがより好ましい。第1ランド部5の径方向の幅が上記下限未満であると、導電性ペーストの印刷歩留りの向上が図れないおそれがある。また第1ランド部5の径方向の幅が上記上限を超えると、第1導電パターン3の設計が困難となるおそれがある。
なお、第1ランド部5の外径W2は、具体的には、100μm以上400μm以下であることが好ましく、130μm以上380μm以下であることがより好ましく、150μm以上350μm以下であることがさらに好ましい。第1ランド部5の外径W2が上記下限未満であると、導電性ペーストの印刷歩留りが低下するおそれがある。また第1ランド部5の外径W2が上記上限を超えると、第1導電パターン3の設計が困難となるおそれがある。
第2ランド部6の外径W3(外形の平均径)は、ブラインドビアホール7の径W1の4倍以下であることが好ましく、3倍以下であることがより好ましい。第2ランド部6の外径W3が上記上限を超えると、第2ランド部6を狭ピッチに配設することが困難となるおそれがあり、またインピーダンスの不整合を効果的に抑制することができないおそれがある。一方、第2ランド部6の外径W3は、ブラインドビアホール7の径W1の1.2倍以上であることが好ましく、1.5倍以上であることがより好ましい。第2ランド部6の外径W3が上記下限未満であると、第2ランド部6における第2導電パターン4と基板2との接着力ひいては第2ランド部6とブラインドビアホール7との導通性が不十分となるおそれがある。
また、第2ランド部6の外径W3は、第1ランド部5の外径W2の5/6以下であることが好ましく、5/7以下であることがより好ましい。一方、第2ランド部6の外径W3は、第1ランド部5の外径W2の1/6以上であることが好ましく、1/3以上であることがより好ましい。第2ランド部6の外径W3と第1ランド部5の外径W2との比を上記範囲とすることによって、導電性ペーストの印刷歩留りの向上、第2ランド部6の狭ピッチ化及びインピーダンスの不整合を効果的に抑制することができる。
なお、第2ランド部6の外径W3は、具体的には、50μm以上300μm以下であることが好ましく、70μm以上280μm以下であることがより好ましく、90μm以上250μm以下であることがさらに好ましい。第2ランド部6の外径W3が上記下限未満であると、第2ランド部6における第2導電パターン4と基板2との接着力が不十分となるおそれがあり、また第2ランド部6の外径W3が上記上限を超えると、第2ランド部6を狭ピッチに配設することが困難となり、またインピーダンスの不整合を効果的に抑制できなくなるおそれがある。
また、第1ランド部5の面積(ブラインドビアホール用孔8の開口面積を除いた円環状の平面視の面積)はブラインドビアホール7の面積(ブラインドビアホール用孔8の開口面積)の4倍以上50倍以下であることが好ましく、5倍以上25倍以下であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストの印刷歩留りの向上が図れるとともに第1導電パターン3の設計が容易となる。
また、第1ランド部5の面積(ブラインドビアホール用孔8の開口面積を除いた円環状の平面視の面積)は、第2ランド部6の面積の1.3倍以上5倍以下であることが好ましく、1.8倍以上4倍以下であることがより好ましい。これにより、導電性ペーストの印刷歩留りの向上と第2ランド部6の狭ピッチ化を両立することが可能となり、さらにはインピーダンスの不整合を効果的に抑制することができる。
また、第2ランド部6の面積(平面視の面積)は、ブラインドビアホール7の面積(ブラインドビアホール用孔8の開口面積)の2.5倍以上20倍以下であることが好ましく、2.7倍以上7倍以下であることがより好ましい。第2ランド部6の面積が上記下限未満であると、第2ランド部6における第2導電パターン4と基板2との接着力が不十分となるおそれがあり、また第2ランド部6の面積が上記上限を超えると、第2ランド部6を狭ピッチに配設することが困難となり、またインピーダンスの不整合を効果的に抑制できなくなるおそれがある。
[プリント配線板の製造方法]
次に、上記プリント配線板1を製造する方法について図2を参酌しつつ説明する。当該プリント配線板1の製造方法は、基板2の印刷面に第1ランド部5を有する第1導電パターン3を形成する第1導電パターン形成工程と、基板2の実装面に第1ランド部5に対向する第2ランド部6を有する第2導電パターン4を形成する第2導電パターン形成工程と、上記第1ランド部5と基板2とを貫通する貫通孔8aを形成する貫通孔形成工程と、上記第2ランド部6の表面のうち、上記貫通孔底部へのハーフエッチングによりブラインドビアホール用孔8を形成するブラインドビアホール用孔形成工程と、ブラインドビアホール用孔8に導電粒子を含む導電性ペーストを印刷してブラインドビアホール7を形成するブラインドビアホール形成工程とを有する。
次に、上記プリント配線板1を製造する方法について図2を参酌しつつ説明する。当該プリント配線板1の製造方法は、基板2の印刷面に第1ランド部5を有する第1導電パターン3を形成する第1導電パターン形成工程と、基板2の実装面に第1ランド部5に対向する第2ランド部6を有する第2導電パターン4を形成する第2導電パターン形成工程と、上記第1ランド部5と基板2とを貫通する貫通孔8aを形成する貫通孔形成工程と、上記第2ランド部6の表面のうち、上記貫通孔底部へのハーフエッチングによりブラインドビアホール用孔8を形成するブラインドビアホール用孔形成工程と、ブラインドビアホール用孔8に導電粒子を含む導電性ペーストを印刷してブラインドビアホール7を形成するブラインドビアホール形成工程とを有する。
(第1導電パターン形成工程及び第2導電パターン形成工程)
第1導電パターン形成工程及び第2導電パターン形成工程において、図2(a)に示すような基板2の表裏面に金属層が積層されたものを用い、図2(b)に示すように金属層を加工して第1導電パターン3及び第2導電パターン4を形成する。
第1導電パターン形成工程及び第2導電パターン形成工程において、図2(a)に示すような基板2の表裏面に金属層が積層されたものを用い、図2(b)に示すように金属層を加工して第1導電パターン3及び第2導電パターン4を形成する。
上記金属層が積層された基板2を形成する方法としては、特に限定されず、例えば金属箔を接着剤で貼り合わせる接着法、金属箔上に基板2の材料である樹脂組成物を塗布するキャスト法、スパッタリングや蒸着法で基板2上に形成した厚さ数nmの薄い導電層(シード層)の上に電解メッキで金属層を形成するスパッタ/メッキ法、金属箔を熱プレスで貼り付けるラミネート法等を用いることができる。
上記第1導電パターン3及び第2導電パターン4を形成する際に、第2導電パターン4の第2ランド部6と第1導電パターン3の第1ランド部5とを対向する位置に形成する。なお、第2ランド部6及び第1ランド部5の形状等は上述のプリント配線板1で説明した通りであるのでここでの説明を省略する。また、第1導電パターン形成工程と第2導電パターン形成工程とは、同時に行うことも可能であり、また別々に行うことも可能である。
(貫通孔形成工程)
貫通孔形成工程において、円環状の第1ランド部5をマスクパターンとして基板2にレーザ光を照射することで図2(c)のように貫通孔8aを穿設している。また、レーザ光照射の後にデスミアすることによって残渣の除去を行う。このデスミアによって、基板2の内壁の一部も除去されるが、これにより貫通孔8aの基板2に囲繞される部分の径が、第1ランド部5に囲繞される部分の径よりも大きくなるため、ブラインドビアホール7に対するアンカー効果が喚起され、ブラインドビアホール7が剥離しにくくなる。
貫通孔形成工程において、円環状の第1ランド部5をマスクパターンとして基板2にレーザ光を照射することで図2(c)のように貫通孔8aを穿設している。また、レーザ光照射の後にデスミアすることによって残渣の除去を行う。このデスミアによって、基板2の内壁の一部も除去されるが、これにより貫通孔8aの基板2に囲繞される部分の径が、第1ランド部5に囲繞される部分の径よりも大きくなるため、ブラインドビアホール7に対するアンカー効果が喚起され、ブラインドビアホール7が剥離しにくくなる。
(ブラインドビアホール用孔形成工程)
ブラインドビアホール用孔形成工程において、ハーフエッチングにより図2(d)のように第2ランド部6の貫通孔8aの底部と接触する部分に凹部8bを形成する。このハーフエッチングは、具体的には、第1ランド部5及び基板2をマスクパターンとして、エッチング液で第2ランド部6の基板2側の表出面の一部を除去する。エッチング液としては、例えば硫酸過水(硫酸と過酸化水素水との混合液)、加硫酸ソーダ等を用いることができる。特に、エッチング液として上記貫通孔形成工程におけるデスミア用のエッチング液を用いることで、デスミアと凹部8bの形成を同時に行うことができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。
ブラインドビアホール用孔形成工程において、ハーフエッチングにより図2(d)のように第2ランド部6の貫通孔8aの底部と接触する部分に凹部8bを形成する。このハーフエッチングは、具体的には、第1ランド部5及び基板2をマスクパターンとして、エッチング液で第2ランド部6の基板2側の表出面の一部を除去する。エッチング液としては、例えば硫酸過水(硫酸と過酸化水素水との混合液)、加硫酸ソーダ等を用いることができる。特に、エッチング液として上記貫通孔形成工程におけるデスミア用のエッチング液を用いることで、デスミアと凹部8bの形成を同時に行うことができる。これにより、製造工程の簡略化を図ることができる。
(ブラインドビアホール形成工程)
ブラインドビアホール形成工程は、導電粒子を含む導電性ペーストを調製する工程と、図2(e)のようにブラインドビアホール用孔8に導電性ペーストを印刷する工程と、印刷された導電性ペーストを流動させるべく一定時間放置する工程と、流動後の導電性ペーストを加熱して硬化させる工程とを有する。
ブラインドビアホール形成工程は、導電粒子を含む導電性ペーストを調製する工程と、図2(e)のようにブラインドビアホール用孔8に導電性ペーストを印刷する工程と、印刷された導電性ペーストを流動させるべく一定時間放置する工程と、流動後の導電性ペーストを加熱して硬化させる工程とを有する。
導電性ペーストを調製する工程において、導電性ペーストのチクソトロピー指数が好ましくは0.40以下、より好ましくは0.25以下となるよう調製するとよい。なお、チクソトロピー指数は、以下の式(1)で算出される値である。
チクソトロピー指数=log(η1/η2)/log(d2/d1) ・・・(1)
d1及びd2はせん断速度を意味し、d1=2s−1、d2=20s−1である。
η1は、せん断速度d1のときの導電性ペーストの粘度を意味し、η2は、せん断速度d2のときの導電性ペーストの粘度を意味する。
チクソトロピー指数=log(η1/η2)/log(d2/d1) ・・・(1)
d1及びd2はせん断速度を意味し、d1=2s−1、d2=20s−1である。
η1は、せん断速度d1のときの導電性ペーストの粘度を意味し、η2は、せん断速度d2のときの導電性ペーストの粘度を意味する。
また、η1は、20Pa・s以上300Pa・s以下であることが好ましく、40Pa・s以上150Pa・s以下であることがより好ましくい。このη1が上記範囲にあることで、容易かつ確実に導電性ペーストをブラインドビアホール用孔8に印刷し、好適なブラインドビアホール7を形成することができる。
導電性ペーストを印刷する工程の具体的な印刷法としては、従来公知の手法を採用することができ、例えばスクリーン印刷方式やインクジェット印刷方式を採用することができる。
[利点]
当該プリント配線板1は、第2ランド部6の表面にブラインドビアホール7が凹凸嵌合構造で接続される。その結果、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との接続強度を容易かつ確実に向上させることができる。
当該プリント配線板1は、第2ランド部6の表面にブラインドビアホール7が凹凸嵌合構造で接続される。その結果、ブラインドビアホール7と第2ランド部6との接続強度を容易かつ確実に向上させることができる。
特に、凹部8bをハーフエッチングで形成して、ブラインドビアホール用孔8aを形成することで、従来のプリント配線板の製造設備を用いて容易かつ確実に凹部8bを形成することができる。
また、第1ランド部5の外形の平均径を第2ランド部6の外形の平均径よりも大きくすることで、比較的広い第1ランド部5によって導電性ペーストの印刷位置の誤差を的確に吸収し、ブラインドビアホール用孔8に容易かつ確実に導電性ペーストを満たすことができ、このため導電体が容易かつ確実に形成される。また、第1ランド部5の外形の平均径よりも第2ランド部6の外形の平均径を小さくすることで、第2ランド部6を狭ピッチに設けやすく、このため例えばフリップチップのようにランドが狭ピッチで配設される場合にも対応でき、かつその場合でも上述のブラインドビアホール形成容易性の低下を効果的に抑制できる。さらに上述のように第2ランド部6が小さい場合、第2ランド部6のコンデンサ容量が従来のものに比べて小さく、インピーダンスの不整合を効果的に抑制することができる。特に、当該プリント配線板1は、ブラインドビアホール7と第2ランド部6とが嵌合されるため、接続強度を維持したままブラインドビアホール用孔8の径を従来よりも小さくできる。そのため、第2ランド部6の外径をより小さくし易く、上記機能が効果的に発揮される。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
つまり、上記実施形態においては、プリント配線板の一実施例としてフレキシブル性を有するプリント配線板を例にとり説明したが、本発明の範囲は、第1導電パターン、基板及び第2導電パターンの多層構造を有する配線板であれば、これに限定されるものではない。当該プリント配線板としては、リジッドプリント配線板を採用することも可能である。また、当該プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板とを一体化したリジッドフレキシブルプリント配線板や、多層構造のビルドアップ基板等に採用することも可能である。
また、上記実施形態においては、第1導電パターン3及び第2導電パターン4のランド部を導通するブラインドビアホール7を有するプリント配線板について説明したが、本願発明におけるインタースティシャルビアホールとしては、内層間を導通するベリードビアホール等であってもよい。また、第1導電パターン3及び第2導電パターン4のランド部が存在しない位置にインタースティシャルビアホールが形成されていてもよい。
さらに、ブラインドビアホール7は、上記実施形態のような略円柱状に限定されず、製造方法により、ブラインドビアホール7の平均径が不均一となった形状(下面から上面に向かって拡径又は縮径する形状や、くびれを有する形状)であってもよい。また、断面形状も略円形に限定されず、多角形であってもよい。
また、上記実施形態においては、貫通孔8aと凹部8bとが連続する形態について説明したが、本発明は、インタースティシャルビアホール7が第2導電パターン4に嵌入していればよく、貫通孔8aと凹部8bとが連続するものに限定されない。例えば、図3(a)に示すように凹部8bの開口部の径が貫通孔8aの底面(第2ランド6と基板2との積層面を含む仮想平面Xとの接続面)の径よりも小さいものや、逆に、図3(b)に示すように凹部8bの開口部の径が貫通孔8aの底面の径よりも大きいものも本発明の意図する範囲内である。また、凹部8bの形状は、柱状に限定されず、図3(c)に示すように半球面状であってもよい。さらに、凹部8bの開口部形状は、円形に限定されず、多角形状であってもよい。
また、上記実施形態においては、凹部8bの形成方法としてハーフエッチングについて説明したが、凹部8bの形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、凹部8bは、物理的な切削やレーザ加工によっても形成することができる。また、あらかじめ第2ランド部6(第2導電パターン4)を形成する金属箔の表面(基板2への積層面)に凹部8bを形成してから基板2に積層してもよい。さらに、基板2の裏面(第2ランド部6が積層される面)においてブラインドビアホール7が形成される個所に凸部を形成しておき、第2ランド部6の積層後にレーザ光照射によってこの凸部を除去して第2ランド部6に凹部8bを形成する方法を用いることもできる。
なお、上記実施形態においては、第1ランド部5の外形の平均径が第2ランド部6の外形の平均径よりも大きいものについて説明したが、第1ランド部5及び第2ランド部6の外形の大小は特に限定されるものではない。例えば、第1ランド部5の外径の平均径が第2ランド部6の外径の平均径よりも小さいものや、両者の外径の平均径が略同じものも本発明の意図する範囲内である。また、第1ランド部5及び第2ランド部6の外径は略円形に限定されず、外形の形状は特に限定されない。
また、本願発明のプリント配線板における「表面」は、第1ランド部が積層された側の面を意味し、当該プリント配線板の使用状態における表面を意味するものではない。
本発明は、例えばフレキシブルプリント配線板等に好適に用いることができる。
1 プリント配線板
2 基板
3 第1導電パターン
4 第2導電パターン
5 第1ランド部
6 第2ランド部
7 ブラインドビアホール
7a 凹み
8 ブラインドビアホール用孔
8a 貫通孔
8b 凹部
2 基板
3 第1導電パターン
4 第2導電パターン
5 第1ランド部
6 第2ランド部
7 ブラインドビアホール
7a 凹み
8 ブラインドビアホール用孔
8a 貫通孔
8b 凹部
Claims (10)
- 絶縁性を有する基板、
この基板の表面に積層される第1導電パターン、
基板の裏面に積層される第2導電パターン、及び
第1導電パターンと基板とを貫通するインタースティシャルビアホール
を備えるプリント配線板であって、
上記インタースティシャルビアホールが、第2導電パターンに嵌入していることを特徴とするプリント配線板。 - 上記インタースティシャルビアホールの第2導電パターンへの平均嵌入深さが0.1μm以上2μm以下である請求項1に記載のプリント配線板。
- 上記平均嵌入深さの第2導電パターンの平均厚さに対する比が0.1以上0.5以下である請求項2に記載のプリント配線板。
- 上記インタースティシャルビアホールが嵌入される第2導電パターン表面の凹部がハーフエッチングにより形成されている請求項1、請求項2又は請求項3に記載のプリント配線板。
- 上記インタースティシャルビアホールが略円柱状である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記第1導電パターンが第1ランド部を有し、
上記第2導電パターンが上記第1ランド部に対向する第2ランド部を有し、
この第1ランド部及び第2ランド部間に上記インタースティシャルビアホールが形成されており、
上記第1ランド部の外形の平均径が第2ランド部の外形の平均径よりも大きい請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 上記基板が可撓性を有する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記インタースティシャルビアホールが、導電粒子を含む導電性ペーストを硬化することで形成されている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 上記インタースティシャルビアホールが、扁平球状の導電粒子の結合体を有する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 絶縁性を有する基板の表面に第1導電パターンを形成する工程、
上記基板の裏面に第2導電パターンを形成する工程、
上記第1導電パターンと基板とを貫通する孔を形成する工程、
上記第2導電パターン表面のうち上記貫通孔底部へのハーフエッチングによりインタースティシャルビアホール用孔を形成する工程、及び
上記インタースティシャルビアホール用孔に導電粒子を含む導電性ペーストを印刷する工程
を有するプリント配線板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012221725A JP2014075456A (ja) | 2012-10-03 | 2012-10-03 | プリント配線板及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=50749412
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014075456A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2016136497A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2017-12-07 | ポリマテック・ジャパン株式会社 | 回路シートおよび回路シートの製造方法 |
WO2019003729A1 (ja) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 株式会社村田製作所 | 多層配線基板、及び、多層配線基板の製造方法 |
-
2012
- 2012-10-03 JP JP2012221725A patent/JP2014075456A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2019003729A1 (ja) * | 2017-06-26 | 2020-02-06 | 株式会社村田製作所 | 多層配線基板、及び、多層配線基板の製造方法 |
US10980112B2 (en) | 2017-06-26 | 2021-04-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer wiring board |
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