JP2020141036A - 印刷配線板及び印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料が異なる絶縁層があっても精度よく信頼性の高いビアを形成する。【解決手段】印刷配線板１は、第１導体層１１、第１絶縁層１２、第２絶縁層１４、第２導体層１５の順で積層された積層構造を有し、第１絶縁層及び第２絶縁層を貫通したホール２２に設置され、第１導体層と第２導体層とを電気的に接続する層間接続導体１６ａが設けられ、第１絶縁層を構成する絶縁材料と第２絶縁層を構成する絶縁材料とが異なり、層間接続導体が被着するホールの内面は、第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成されている。【選択図】図６

Description

本開示は、ビアを有する印刷配線板及び印刷配線板の製造方法に関するものである。

従来、印刷配線板において、絶縁層を介した異なる層の２つの導体層を電気的に接続する層間接続導体を、当該絶縁層に設けたホールに設置した層間接続構造、いわゆるビアが構成されることがよく行われている。例えば、レーザー加工により絶縁層にホールを設け、スミア(樹脂残渣)を除去するデスミア処理後、銅めっき処理を施すことで同ホールに層間接続導体を設置する。

また、２つの導体層を接続し、当該２つの導体層の間の導体層（以下「中間導体層」という）をスキップする、すなわち、中間導体層に接続せず中間導体層から絶縁されたスキップビアも利用されている。スキップビアによって互いに接続される２つの導体層を第１導体層と第２導体層とすると、これらを含めた積層構造は、次の通りである。すなわち、第１導体層、第１絶縁層、中間導体層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層する。ここで、第１導体層と中間導体層との間の絶縁層を第１絶縁層とし、第２導体層と中間導体層との間の絶縁層を第２絶縁層とする。
このような積層構造において、第１導体層と、第２導体層と接続するビアを構成するためには、第１絶縁層及び第２絶縁層を貫通するホールを設ける必要がある。
特許文献１に記載の二重構造スルーホールビアも、中間の導電性のある基材をスキップする構造がとられており、スキップビアの一例と捉えることができる。

特開２０１３−０８９９０２号公報

上述した第１絶縁層と第２絶縁層とが異なる材料で構成される場合を考える。
この場合、ビア形成工程における穿孔処理、デスミア処理（樹脂残渣除去、めっき下地処理）、めっき処理に対する特性が、第１絶縁層と第２絶縁層とで異なることが生じうる。具体的には、穿孔処理が進みやすい、進みにくい、デスミア処理が進みやすい、進みにくい、めっきが付きやすい、付きにくい等の特性の違いである。
第１絶縁層と第２絶縁層とで、それぞれ異なる処理条件を適用してビア形成工程を遂行することは非効率であるとともに、処理しない方を逐一マスクするなど著しく煩雑化し現実的でなくなる。
そのため、第１絶縁層と第２絶縁層とを一度に処理することが望ましい。
第１絶縁層及び第２絶縁層のうちの一方に最適な処理条件で第１絶縁層と第２絶縁層とを一度に処理すると、他方の絶縁材料では処理過剰又は処理不足となるから、精度よく信頼性の高いビアを形成することが困難となる。例えば、処理が進みにくい絶縁材料に合わせた処理条件で一度に第１絶縁層と第２絶縁層とを処理すると、処理が進みやすい絶縁材料によるホールの内面が過剰に処理されて粗くなりすぎ、めっきが付き廻らないという問題が生じる。処理が進みやすい絶縁材料種に合わせた処理条件で行えば、処理が進みにくい絶縁材料種の層で処理が不足し、やはり精度よく信頼性の高いビアを形成することが困難となる。
以上のように、ビアを形成するホールの内面を構成する絶縁材料が異なることによる課題があった。

本開示の１つの態様の印刷配線板は、第１導体層、第１絶縁層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有し、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通したホールに設置され、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続する層間接続導体が設けられ、前記第１絶縁層を構成する絶縁材料と前記第２絶縁層を構成する絶縁材料とが異なり、前記層間接続導体が被着する前記ホールの内面は、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成されている。

本開示の１つの態様の印刷配線板の製造方法は、第１導体層、第１絶縁層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有する印刷配線板に、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続する層間接続導体を設ける印刷配線板の製造方法であって、前記第１導体層、前記第１絶縁層までが積層された基板に対し、前記第１絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第１ホールを設け、前記第１絶縁層とは異なる絶縁材料による前記第２絶縁層を、前記第１ホールがある部位では前記第１ホールに埋めるようにして前記第１絶縁層の上層として積層し、前記第２絶縁層上に前記第２導体層を積層し、前記第２導体層の側から前記第２導体層及び前記第２絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第２ホールを、前記第１ホールの輪郭に接さずに前記第１ホール内に収まるように設けることで、当該第２ホールの内面を、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成し、前記第２ホールに前記層間接続導体を設ける。

本開示の印刷配線板によれば、スキップビア等を形成するホールの内面を構成する絶縁材料が一種の絶縁材料により構成されるから、ビア形成工程における処理条件を当該一種の絶縁材料を対象に最適化することが容易であり、その結果、精度良好で信頼性の高いビアを有することができる。

本開示の印刷配線板の製造方法によれば、スキップビア等を形成する第２ホールの内面を構成する絶縁材料を一種の絶縁材料により構成するから、ビア形成工程における処理条件を当該一種の絶縁材料を対象に容易に最適化することができ、精度よく信頼性の高いビアを形成することができる。

一つの実施の形態の印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 一つの実施の形態の印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 一つの実施の形態の印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 一つの実施の形態の印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 一つの実施の形態の印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 一つの実施の形態の印刷配線板の断面図である。

〔印刷配線板の製造方法〕
本開示の実施形態の印刷配線板の製造方法について図面を参照して説明する。
図１に示すように、中心絶縁層１０ａ、第１導体層１１、第１絶縁層１２、中間導体層１３までが積層されたコア基板１０を準備する。コア基板１０に対して次に説明する工程を実施していく。コア基板１０は、中間導体層１３を表裏の最外層とし、第１絶縁層１２を介して内部に第１導体層１１が所定の回路パターンに形成されたものである。なお、上下をいうときは、中心絶縁層１０ａ側を下とする。また、コア基板１０の両面に同様の工程を施し、同様の構造を構築する過程を図示するが、コア基板１０の片面にのみ実施してもよい。コア基板１０の表裏において同様のものは同符号を付す。コア基板１０の表裏において工程を必ずしも同時に進めることを意味するものではない。コア基板１０は、図示するものより多層に構成されたものであってもよい。

図１のコア基板１０に対し、まず、図２に示すように中間導体層１３の側から中間導体層１３及び第１絶縁層１２を貫通し、第１導体層１１を露出させる第１ホール２１を設ける。この穿孔工程は、例えば、レーザー加工により行う。第１ホール２１の底面に第１導体層１１が露出する。第１ホール２１に対しスミア(樹脂残渣)を除去するデスミア処理を行うことが良い。ここでは、レーザー加工による樹脂の炭化物除去が主目的になる。

次に、図３に示すように第１絶縁層１２とは異なる絶縁材料による第２絶縁層１４を、第１ホール２１がある部位では第１ホール２１に埋めるようにして中間導体層１３の上層として積層する。さらには、第２絶縁層１４上に第２導体層１５を積層する。
これには、第２絶縁層１４を構成するプリプレグ、第２導体層１５を構成する銅箔の順で積層し、熱プレスで加熱・加圧して、第１ホール２１に第２絶縁層１４を充填する方法を実施し得る。図３に示すように第２絶縁層１４が第１ホール２１内に埋設されるとともに、中間導体層１３と第２導体層１５との間に第２絶縁層１４が介在した積層構造を得る。

次に、図４に示すように第２導体層１５の側から第２導体層１５及び第２絶縁層１４を貫通し、第１導体層１１を露出させる第２ホール２２を、第１ホール２１の輪郭に接さずに第１ホール２１内に収まるように設ける。これにより、第２ホール２２の内面を、第２絶縁層１４を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成する。したがって、第２ホール２２の内周面においては、第２絶縁層１４を貫通しないように第２絶縁層１４の厚みを残す。この穿孔工程は、例えば、レーザー加工により行う。第２ホール２２の底面に第１導体層１１が露出する。
第２ホール２２の形成は、第１ホール２１の中心に第２ホール２２の中心を合わせ、第１ホール２１の径に対して、第２ホール２２の径を５０％以上８０％以下とすることが好ましい。５０％未満とすると、第一導体層１１における第２ホール２２の底面積が小さくなりすぎて接合力が低下するからであり、８０％を超えると、第２ホール２２のレーザー加工時の位置ズレ、第２ホール２２のホール径のバラツキにより第１絶縁層１２が第２ホール２２の内壁に露出するからである。

次に、第２ホール２２に層間接続導体１６ａを設ける。これは、例えば図５に示すように第２ホール２２内及び第２導体層１５上に電解めっき１６を施すことで行うが、先立ってスミア(樹脂残渣)を除去するデスミア処理を行う。
すなわち、レーザー加工等による穿孔処理、デスミア処理（樹脂残渣除去、めっき下地処理）、電解めっき処理の順でこれらを実施する。このとき、穿孔処理、デスミア処理の処理条件を、第２絶縁層１４を構成する同一の絶縁材料を対象に容易に最適化することができる。その処理条件としては、その後のめっき付き性を考慮した条件で設定する。
したがって、第２ホール２２内の第２絶縁層１４による内面を、めっき付き性を良好にする適度な表面粗さを有した均質な表面に形成することができる。
以上のように穿孔処理、デスミア処理を行った後、電解めっき１６を施す。電解めっき１６は、第２絶縁層１４の第２ホール２２の内周面に沿って被着するコンフォーマルめっきであっても良いし、第２ホール２２内を充填するフィルドめっきであっても良い。

電解めっき１６は、第２ホール２２の底面において第１導体層１１に被着して接続し、第２ホール２２内で上部開口まで連続して形成され、第２導体層１５上に被着して接続する。この第１導体層１１と第２導体層１５とを接続するめっき部を層間接続導体１６ａとして残すとともに、第２導体層１５とその上の電解めっき１６とからなる導体層を所望の回路パターンに形成し、印刷配線板１とする（図６）。印刷配線板１にはさらに必要に応じて積層構造をビルトアップしてもよい。そのビルトアップにおいても以上説明したスキップビアを形成することも可能である。
層間接続導体１６ａと中間導体層１３との間には、第２導体層１５が介在しているので、層間接続導体１６ａと中間導体層１３は電気的に絶縁されており、スキップビアの構成となる。
以上のようにして、層間接続導体１６ａによるスキップビアを、精度よく信頼性を高く形成することができる。

第２導体層１５とその上の電解めっき１６とからなる導体層を所望の回路パターンに形成するプロセスとしては以下を挙げることができる。
一つには、いわゆるサブトラクティブ法であって、図５に示すように第２ホール２２及び第２導体層１５の全面に電解めっき１６を施した後、第２導体層１５上の電解めっき１６上にエッチングレジストを形成し、エッチングレジストをパターン露光し、現像することで回路を形成したくない部分のエッチングレジストを除去し、エッチングレジストが形成されていない部分の第２導体層１５上及びその上の電解めっき１６をエッチングで除去し、その後、エッチングレジストを剥離する。
他の一つは、セミアディティブ法の一種であるMSAP(Modified Semi Additive Process)で、第２導体層１５上にめっきレジストを形成し、めっきレジストをパターン露光し、現像することで回路を形成したい部分のめっきレジストを除去し、めっきレジストが形成されていない部分に電解めっき（１６）を施し、めっきレジストを剥離し、めっきレジスト下に形成されていた第２導体層１５をエッチングで除去する。この場合、第２ホール２２の部位では、めっきレジストを除去し、電解めっき（１６）を施す。

〔印刷配線板〕
図６に示すように本開示の実施形態の印刷配線板１は、中心絶縁層１０ａ、第１導体層１１、第１絶縁層１２、中間導体層１３、第２絶縁層１４、第２導体層１５の順で積層された積層構造を有する。
さらに印刷配線板１は、第１絶縁層１２及び第２絶縁層１４を貫通したホール２２に設置され、第１導体層１１と第２導体層１５とを電気的に接続し中間導体層１３から電気的に絶縁された層間接続導体１６ａが設けられている。
第１絶縁層１２を構成する絶縁材料と第２絶縁層１４を構成する絶縁材料とが異なっている。
層間接続導体１６ａが被着するホール２２の内面は、第２絶縁層１４を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成されている。ホール２２の内面を形成する絶縁層は、中間導体層１３と第２導体層１５との間の絶縁層である構造である。

第１導体層１１と第２導体層１５との間の距離が１５０μｍ以上であることが好ましい。この距離が長いほど、本開示を適用しない場合の第１絶縁層１２による悪影響が大きいため、１５０μｍ以上であると、本開示の効果が顕著になる。

本開示の実施形態の印刷配線板１によれば、上述した製造方法によりスキップビアを形成することができる、すなわち、スキップビアを形成するホール２２の内面を構成する絶縁材料が一種の絶縁材料により構成されるから、ビア形成工程における処理条件を当該一種の絶縁材料を対象に最適化することが容易であり、その結果、精度良好で信頼性の高いスキップビアを有することができる。

以上本開示の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。
以上の実施形態では、スキップされる中間導体層（１３）が１層である場合につき説明したが、スキップされる中間導体層が２層以上である場合についても実施することができる。その場合、絶縁層と中間導体層の繰り返しで多層に形成された中間層を貫通するように第１ホール２１を形成すればよい。
また、以上の実施形態においては、第１導体層と第２導体層との間に中間導体層が設けられたが、第１導体層と第２導体層との間に中間導体層が設けられず、材料が異なる第１絶縁層と第２絶縁層とを介して配置された第１導体層と第２導体層とをビアで接続する場合にも有効に実施し得る。その場合図１の段階で中間導体層（１３）が無いコア基板に対して同様のプロセスを実施することで容易に実施できる。

１ 印刷配線板
１０ コア基板
１０ａ 中心絶縁層
１１ 第１導体層
１２ 第１絶縁層
１３ 中間導体層
１４ 第２絶縁層
１５ 第２導体層
１６ａ 層間接続導体
２１ 第１ホール
２２ ホール（第２ホール）

Claims (6)

1. 第１導体層、第１絶縁層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有し、
   前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通したホールに設置され、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続する層間接続導体が設けられ、
   前記第１絶縁層を構成する絶縁材料と前記第２絶縁層を構成する絶縁材料とが異なり、
   前記層間接続導体が被着する前記ホールの内面は、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成されている印刷配線板。
2. 第１導体層、第１絶縁層、中間導体層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有し、
   前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通したホールに設置され、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続し前記中間導体層から電気的に絶縁された層間接続導体が設けられ、
   前記第１絶縁層を構成する絶縁材料と前記第２絶縁層を構成する絶縁材料とが異なり、
   前記層間接続導体が被着する前記ホールの内面は、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成されている印刷配線板。
3. 前記第１導体層と前記第２導体層との間の距離が１５０μｍ以上である請求項１又は請求項２に記載の印刷配線板。
4. 第１導体層、第１絶縁層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有する印刷配線板に、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続する層間接続導体を設ける印刷配線板の製造方法であって、
   前記第１導体層、前記第１絶縁層までが積層された基板に対し、
   前記第１絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第１ホールを設け、
   前記第１絶縁層とは異なる絶縁材料による前記第２絶縁層を、前記第１ホールがある部位では前記第１ホールに埋めるようにして前記第１絶縁層の上層として積層し、
   前記第２絶縁層上に前記第２導体層を積層し、
   前記第２導体層の側から前記第２導体層及び前記第２絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第２ホールを、前記第１ホールの輪郭に接さずに前記第１ホール内に収まるように設けることで、当該第２ホールの内面を、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成し、
   前記第２ホールに前記層間接続導体を設ける印刷配線板の製造方法。
5. 第１導体層、第１絶縁層、中間導体層、第２絶縁層、第２導体層の順で積層された積層構造を有する印刷配線板に、前記第１導体層と前記第２導体層とを電気的に接続し前記中間導体層から電気的に絶縁された層間接続導体を設ける印刷配線板の製造方法であって、
   前記第１導体層、前記第１絶縁層、前記中間導体層までが積層された基板に対し、
   前記中間導体層の側から前記中間導体層及び前記第１絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第１ホールを設け、
   前記第１絶縁層とは異なる絶縁材料による前記第２絶縁層を、前記第１ホールがある部位では前記第１ホールに埋めるようにして前記中間導体層の上層として積層し、
   前記第２絶縁層上に前記第２導体層を積層し、
   前記第２導体層の側から前記第２導体層及び前記第２絶縁層を貫通し、前記第１導体層を露出させる第２ホールを、前記第１ホールの輪郭に接さずに前記第１ホール内に収まるように設けることで、当該第２ホールの内面を、前記第２絶縁層を構成する絶縁材料である同一の絶縁材料で構成し、
   前記第２ホールに前記層間接続導体を設ける印刷配線板の製造方法。
6. 前記第２ホール内及び前記第２導体層上に電解めっきを施すことで、前記層間接続導体を設ける請求項４又は請求項５に記載の印刷配線板の製造方法。

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