JP2022113243A

JP2022113243A - プリント配線板の製造方法

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Publication number: JP2022113243A
Application number: JP2021009329A
Authority: JP
Inventors: 貴秀長谷川; Takahide Hasegawa
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-08-04

Abstract

【課題】スルーホール密度の偏りをなくし、均一なめっき厚を有するプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】両面銅貼積層板３に複数の第１貫通孔４－１と複数の第２貫通孔４－２とを全て等間隔で形成し、複数の第１貫通孔及び複数の第２貫通孔の内壁にスルーホール導体５－３を形成し、複数の第１貫通孔に第１充填材を６－１充填し、複数の第２貫通孔に第２充填材６－２を充填し、研磨により銅箔とスルーホール導体と第１充填材と第２充填材とを面一にし、両面銅貼積層板の表面と複数の第１貫通孔及び複数の第２貫通孔の表面に第３めっき膜及び第４めっき膜を形成し、第３めっき膜及び第４めっき膜から第１導体回路及び第２導体回路を形成することを含むプリント配線板の製造方法であって、第１面及び第２面から露出する第２貫通孔の内壁に形成されたスルーホール導体の少なくとも一方が、第１導体回路及び第２導体回路と電気接続されない。【選択図】図１Ｆ

Description

本発明は、貫通孔を有するプリント配線板の製造方法に関する。

従来、多孔スルーホールを有するプリント配線板において、スルーホール配置の高密度化が求められている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－７２４５４号公報

図３（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、従来の多孔スルーホールを有するプリント配線板の製造方法を示す図である。まず、絶縁基板５１とその両表面に形成された銅箔５２とからなる両面銅貼積層板５３にドリルで貫通孔５４を形成し、露出する絶縁基板５１上に筒状のスルーホール導体５５と、銅箔５２上にめっき膜５９とを形成する（図３（ａ））。次に、スルーホール導体５５内に充填樹脂５６を充填し、充填樹脂５６をスルーホール導体５５及びめっき膜５９と面一になるように研磨する（図３（ｂ））。次に、充填樹脂５６とスルーホール導体５５とめっき膜５９とが面一となる両表面に、めっき膜５７を形成する（図３（ｃ））。さらに、めっき膜５７に対し、例えばサブトラクティブ工法を適用して、導体回路５８を形成している（図３（ｄ））。

上述したプリント配線板の製造方法で製造したプリント配線板においては、スルーホール配置の密度に偏りがあると、めっき形成時に、スルーホール密度が高い箇所ではスルーホール導体５５及びめっき膜５９のめっき厚が減少し、スルーホール密度が低い箇所ではスルーホール導体５５及びめっき膜５９のめっき厚が厚くなる。そのため、貫通孔５４内壁のスルーホール導体５５及び絶縁基板５１表面のめっき膜５９のめっき厚にバラつきが生じる問題がある。その場合、めっき厚のバラつきにより、サブトラクティブ法での配線形成の工程能力が低下したり、配線形成そのものの障壁となったりしている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スルーホール密度の偏りをなくすことにより、めっき厚のバラつきがなく、均一なめっき厚を有するプリント配線板の製造方法の提供を目的としている。

上記課題を有利に解決する本発明に係るプリント配線板の製造方法は、第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１面上に積層されている第１銅箔と、前記第２面上に積層されている第２銅箔で形成されている両面銅貼積層板を準備することと、前記両面銅貼積層板に複数の第１貫通孔と複数の第２貫通孔とを全て等間隔で形成することと、前記複数の第１貫通孔の内壁及び前記複数の第２貫通孔の内壁にスルーホール導体を形成することと、前記第１銅箔上に第１めっき膜を形成することと、前記第２銅箔上に第２めっき膜を形成することと、前記複数の第１貫通孔に第１充填材を充填することと、前記複数の第２貫通孔に第２充填材を充填することと、前記第１面から露出する前記第１めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することで、前記第１面側に前記第１銅箔と前記スルーホール導体と前記第１充填材と前記第２充填材で形成される第１平面を形成することと、前記第２面から露出する前記第２めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することで、前記第２面側に前記第２銅箔と前記スルーホール導体と前記第１充填材と前記第２充填材で形成される第２平面を形成することと、前記第１面から露出する前記第１銅箔上と前記スルーホール導体上と前記第１充填材上と前記第２充填材上に第３めっき膜を形成することと、前記第２面から露出する前記第２銅箔上と前記スルーホール導体上と前記第１充填材上と前記第２充填材上に第４めっき膜を形成することと、前記第３めっき膜から第１導体回路を形成することと、前記第４めっき膜から第２導体回路を形成することと、を含むプリント配線板の製造方法であって、前記第１面及び前記第２面から露出する前記第２貫通孔の内壁に形成されたスルーホール導体の少なくとも一方が、前記第１導体回路及び前記第２導体回路と電気接続されないことを含む。

本発明によれば、複数の第１貫通孔と複数の第２貫通孔とを全て等間隔で形成することにより、スルーホール密度の偏りをなくすことができ、めっき厚のバラつきがなく、均一なめっき厚を有するプリント配線板を製造することができる。また、本発明によれば、第２貫通孔に充填する充填材を適宜選択することにより、プリント配線板の剛性の調整、基板反りの緩和、電気信号ノイズの抑制、誘電率等の調整が可能となる。

本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における一工程を説明するための図である。第３めっき膜及び第４めっき膜から第１導体回路及び第２導体回路を形成するセミアディティブ工法を説明するための図である。第３めっき膜及び第４めっき膜から第１導体回路及び第２導体回路を形成するセミアディティブ工法を説明するための図である。第３めっき膜及び第４めっき膜から第１導体回路及び第２導体回路を形成するセミアディティブ工法を説明するための図である。第３めっき膜及び第４めっき膜から第１導体回路及び第２導体回路を形成するセミアディティブ工法を説明するための図である。（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、従来のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を説明するための図である。

図１Ａ～図１Ｊは、それぞれ、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を説明するための図である。なお、図１Ａ～図１Ｊに示す例において、各部材の寸法については、本発明の特徴をより良く理解できるようにするために、実施の寸法とは異なる寸法で記載している。以下、図１Ａ～図１Ｊを参照して、本発明のプリント配線板の製造方法の一実施形態を説明する。図１Ｈ～図１Ｊについては、それぞれ、サブトラクティブ工法に従って第１導体回路及び第２導体回路を形成する一実施形態の工程を示す図である。

まず、図１Ａに示すように、第１面１－１と、第１面１－１と反対側の第２面１－２を有する絶縁基板１と、絶縁基板１の第１面１－１上に積層されている第１銅箔２－１と、第２面１－２上に積層されている第２銅箔２－２で形成されている両面銅貼積層板３を準備する。次に、図１Ｂに示すように、両面銅貼積層板３に複数の第１貫通孔４－１を形成する。同様に、両面銅貼積層板３に複数の第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）を形成する。図１Ｃに示すように、複数の第１貫通孔４－１と、複数の第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）とをすべて等間隔（ピッチＰ１）で形成する。さらに、図１Ｄに示すように、第１銅箔２－１上に第１めっき膜５－１と、第２銅箔２－２上に第２めっき膜５－２と、第１貫通孔４－１の内壁及び第２貫通孔４－２の内壁に筒状のスルーホール導体５－３を形成する。このように、本発明のプリント配線板の製造方法は、第１貫通孔４－１と第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）とを形成する点に技術的特徴を有する。第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）は、スルーホール密度の偏りをなくすことにより、めっき厚を均一にする役割を有する。なお、複数の第１貫通孔４－１と複数の第２貫通孔４－２とが形成されている間隔（ピッチ）は、両面銅貼積層板３の大きさとの関係で適宜設定することができるが、３００μｍ以上であることが好ましい。

ここで、両面銅貼積層板３としては、市販の両面銅貼積層板（ＣＣＬ）を用いることができる。第１貫通孔４－１及び第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の形成は、両面銅貼積層板３に、従来から知られている方法、例えば、ドリル加工やレーザ（ＣＯ_２、ＵＶ－ＹＡＧ、エキシマなど）加工を施すことで行うことができる。また、第１貫通孔４－１及び第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の形成後、第１貫通孔４－１の内壁及び第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の内壁にスルーホール導体５－３を形成する前に、絶縁基板１の第１銅箔２－１の表面、第２銅箔２－２の表面、第１貫通孔４－１の内壁、第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の内壁に貫通孔形成時に発生した残渣を除去することが好ましい。残渣の除去は、例えば、過マンガン酸＋水酸化ナトリウムを用いるデスミア処理やＣＦ_４を用いたプラズマを用いるデスミア処理等により行うことができる。ここで、第１めっき膜５－１、第２めっき膜５－２、第１貫通孔４－１及び第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）のスルーホール導体５－３は、無電解銅めっきとその後の電解銅めっきにより形成される。

次に、図１Ｅに示すように、第１貫通孔４－１の内部に第１充填材６－１を充填する。同様に、第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の内部に第２充填材６－２を充填する。その後、図１Ｆ及び図１Ｇに示すように、研磨により、第１面１－１から露出する第１めっき膜５－１とスルーホール導体５－３の一部と第１充填材６－１の一部と第２充填材６－２の一部を除去することで、第１面１－１側に第１銅箔２－１とスルーホール導体５－３と第１充填材６－１と第２充填材６－２で形成される第１平面１０－１を形成する。同様に、研磨により、第２面１－２から露出する第２めっき膜５－２とスルーホール導体５－３の一部と第１充填材６－１の一部と第２充填材６－２の一部を除去することで、第２面１－２側に第２銅箔２－２とスルーホール導体５－３と第１充填材６－１と第２充填材６－２で形成される第２平面１０－２を形成する。そして、図１Ｈに示すように、第１平面１０－１に露出する第１銅箔２－１上とスルーホール導体５－３上と第１充填材６－１上と第２充填材６－２上に第３めっき膜７－１と、第２平面１０－２に露出する第２銅箔２－２上とスルーホール導体５－３上と第１充填材６－１上と第２充填材６－２上に第４めっき膜７－２とを形成する。

ここで、第１充填材６－１は、従来から知られているように、例えば熱硬化型のエポキシ樹脂組成物を用いることができる。また、第１貫通孔４－１への第１充填材６－１の充填は、従来から知られているように、印刷法や真空印刷法などを用いることができる。また、両面銅貼積層板３の第１面１－１及び第２面１－２の研磨方法としては、従来から知られているように、バフ研磨、ベルト研磨、平面研磨などの方法を用いることができ、製品の仕様により研磨方法を使い分ける。

第２充填材６－２は、エポキシ樹脂、磁性体、無機フィラーから選ばれる少なくとも一つを用いることができる。第２充填材６－２の種類を適宜選択することによって、プリント配線板の剛性、基板反りの緩和、電気信号ノイズの抑制、誘電率の調整をすることができる。磁性体としては、強磁性体、反磁性体、常磁性体であってもよく、例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト、非酸化金属磁性を挙げることができる。無機フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、フェライト、グラファイト、炭酸カルシウム等を挙げることができる。また、第３めっき膜７－１及び第４めっき膜７－２は、無電解銅めっきとその後の電解銅めっきにより形成される。

次に、図１Ｉに示すように、第１貫通孔４－１のスルーホール導体５－３及び第１充填材６－１の表面に形成された第３めっき膜７－１及び第４めっき膜７－２を覆い、かつ、第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）のスルーホール導体５－３及び第２充填材６－２の表面に形成された第３めっき膜７－１及び第４めっき膜７－２の少なくとも一方を露出するようにエッチングレジスト９を形成する。第１貫通孔４－１上に形成されたエッチングレジスト９は、両面銅貼積層板３の第１面１－１の第３めっき膜７－１及び第２面１－２の第４めっき膜７－２の両方を覆うように形成されている。一方、第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）上に形成されたエッチングレジスト９は、両面銅貼積層板３の第１面１－１の第３めっき膜７－１及び第２面１－２の第４めっき膜７－２の両方、又は両面銅貼積層板３の第１面１－１の第３めっき膜７－１及び第２面１－２の第４めっき膜７－２のいずれか一方が露出されるように形成されている。なお、エッチングレジスト９の形成は、従来から知られているように、耐アルカリ、耐酸性等の印刷法や真空印刷法などを用いることができる。

次に、図１Ｊに示すように、エッチングレジスト９を形成した両面銅貼積層板３に対しエッチングを行い、エッチングレジスト９から露出する第３めっき膜７－１、第４めっき膜７－２と第１銅箔２－１、第２銅箔２－２とを除去した後、エッチングレジスト９を除去して、第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２を形成する。エッチング、エッチングレジスト９の除去は、いずれも公知の方法をとることができる。その後、形成した表裏両面のパターン化した第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２上に層間絶縁層を形成し、その上に所定の層数だけ導体層および層間絶縁層を形成することで、ビルドアップ構造を所定の層だけ形成することができる。

本発明のプリント配線板の製造方法において、第１貫通孔４－１の内壁に形成されたスルーホール導体５－３は第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２と電気接続されてもよい。また、第１貫通孔４－１の内壁に形成されたスルーホール導体５－３が両面銅貼積層板３の第１面１－１及び第２面１－２の表裏で導通が取られていてもよい。第１貫通孔４－１の内壁に形成されたスルーホール導体５－３が第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２と電気接続されることにより、両面銅貼積層板３の第１面１－１及び第２面１－２の表裏で導通を取ることができ、スルーホール導体５－３を電源用導体及び信号用導体とすることができる。

さらに、本発明のプリント配線板の製造方法において、第１面１－１及び第２面１－２から露出する少なくとも一方の第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の内壁に形成されたスルーホール導体５－３が第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２と電気接続されなくてもよい。また、第２貫通孔４－２の内壁に形成されたスルーホール導体５－３が両面銅貼積層板３の第１面１－１及び第２面１－２の表裏で導通が取られていなくてもよい。

以下、第３めっき膜７－１及び第４めっき膜７－２から第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２を形成する際使用する加工方法として、セミアディティブ工法を、図２ａ～図２ｄを参照して説明する。図２ａ～図２ｄに示す例において、図１Ａ～図１Ｉに示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２ａ～図２ｄは、それぞれ、セミアディティブ工法に従って第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２を形成する一実施形態の工程を示す図である。まず、図２ａに示すように、両面銅貼積層板３（図１Ｆに対応）の表面上において、第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２を形成しない位置にエッチングレジスト９を形成する。次に、図２ｂに示すように、エッチングレジスト９の存在しない両面銅貼積層板３の第１充填材６－１の表面およびスルーホール導体５－３の表面、及び少なくとも一方の第２充填材６－２の表面およびスルーホール導体５－３の表面に第３めっき膜７－１及び第４めっき膜７－２を形成する。次に、図２ｃに示すようにエッチングレジスト９を除去する。最後に、図２ｄに示すように、両面銅貼積層板３の表面をエッチングして、第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２の部分以外の絶縁基板１上の第１銅箔２－１および第２銅箔２－２を除去して、絶縁基板１を露出させて、最終的な第１導体回路８－１及び第２導体回路８－２を形成する。本例においても、エッチングレジスト９の形成、エッチング、エッチングレジスト９の除去は、いずれも公知の方法をとることができる。なお、セミアディティブ工法は、サブトラクティブ工法と比較して、狭ピッチの導体パターンの形成に向いている。

上述した本発明のプリント配線板の製造方法において、第１貫通孔４－１と第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）とは等間隔であり、その間隔（ピッチ）は３００μｍ以上であることが好ましい。第１貫通孔４－１と第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）を等間隔とすることにより、全体のスルーホール密度が均一となり、第１めっき膜５－１、第２めっき膜５－２、スルーホール導体５－３のめっき厚を均一にすることができる。また、第１貫通孔４－１の内壁のスルーホール導体５－３の厚みと第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の内壁のスルーホール導体５－３の厚みは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。さらに、第１貫通孔４－１の孔径と第２貫通孔４－２（ダミー貫通孔）の孔径は、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。第１貫通孔４－１の内壁のスルーホール導体５－３の厚みを２０μｍ以上とすることにより、電源用導体とすることができる。また、上記スルーホール導体５－３の厚みを１０μｍ程度とすることにより、信号用導体とすることができる。

本発明において、スルーホール導体５－３、第１めっき膜５－１、第２めっき膜５－２の形成順序は、特に限定しないが、スルーホール導体５－３を形成することと第１めっき膜５－１を形成することと第２めっき膜５－２を形成することとは同時に行われることが好ましい。同様に、第３めっき膜７－１、第４めっき膜７－２の形成順序は特に限定しないが、第３めっき膜７－１を形成することと第４めっき膜７－２を形成することとは同時に行われることが好ましい。

上述した本発明のプリント配線板によれば、複数の第１貫通孔と複数の第２貫通孔とを全て等間隔で形成することにより、スルーホール密度の偏りをなくすことができ、めっき厚のバラつきがなく、均一なめっき厚を有するプリント配線板を製造することが可能となる。また、第２貫通孔に充填する充填材を変化させることにより、プリント配線板の剛性の調整、基板反りの緩和、電気信号ノイズの抑制、誘電率等の調整が可能となる。

なお、実施形態のプリント配線板の製造方法においては、第１貫通孔４－１の内壁のスルーホール導体５－３と第２貫通孔４－２の内壁のスルーホール導体５－３の形成を同時に行っているが、これらの形成を別々に分けてスルーホール形成を行った場合でも、本発明と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。

１絶縁基板
１－１第１面
１－２第２面
２－１第１銅箔
２－２第２銅箔
３両面銅貼積層板
４－１第１貫通孔
４－２第２貫通孔（ダミー貫通孔）
５－１第１めっき膜
５－２第２めっき膜
５－３スルーホール導体
６－１第１充填材
６－２第２充填材
７－１第３めっき膜
７－２第４めっき膜
８－１第１導体回路
８－２第２導体回路
９エッチングレジスト
１０－１第１平面
１０－２第２平面

Claims

第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１面上に積層されている第１銅箔と、前記第２面上に積層されている第２銅箔で形成されている両面銅貼積層板を準備することと、
前記両面銅貼積層板に複数の第１貫通孔と複数の第２貫通孔とを全て等間隔で形成することと、
前記複数の第１貫通孔の内壁及び前記複数の第２貫通孔の内壁にスルーホール導体を形成することと、
前記第１銅箔上に第１めっき膜を形成することと、
前記第２銅箔上に第２めっき膜を形成することと、
前記複数の第１貫通孔に第１充填材を充填することと、
前記複数の第２貫通孔に第２充填材を充填することと、
前記第１面から露出する前記第１めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することで、前記第１面側に前記第１銅箔と前記スルーホール導体と前記第１充填材と前記第２充填材で形成される第１平面を形成することと、
前記第２面から露出する前記第２めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することで、前記第２面側に前記第２銅箔と前記スルーホール導体と前記第１充填材と前記第２充填材で形成される第２平面を形成することと、
前記第１面から露出する前記第１銅箔上と前記スルーホール導体上と前記第１充填材上と前記第２充填材上に第３めっき膜を形成することと、
前記第２面から露出する前記第２銅箔上と前記スルーホール導体上と前記第１充填材上と前記第２充填材上に第４めっき膜を形成することと、
前記第３めっき膜から第１導体回路を形成することと、
前記第４めっき膜から第２導体回路を形成することと、
を含むプリント配線板の製造方法であって、
前記第１面及び前記第２面から露出する前記第２貫通孔の内壁に形成されたスルーホール導体の少なくとも一方が、前記第１導体回路および前記第２導体回路と電気接続されない。
請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記スルーホール導体を形成することと前記第１めっき膜を形成することと前記第２めっき膜を形成することは同時に行われ、前記第３めっき膜を形成することと前記第４めっき膜を形成することは同時に行われる。
請求項１または２のプリント配線板の製造方法であって、前記第１めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することと、前記第２めっき膜と前記スルーホール導体の一部と前記第１充填材の一部と前記第２充填材の一部を除去することは、研磨により行われる。
請求項１～３のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第３めっき膜から前記第１導体回路を形成すること及び前記第４めっき膜から前記第２導体回路を形成することは、サブトラクティブ工法またはセミアディティブ工法により行う。
請求項１～４のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第１貫通孔の内壁に形成された前記スルーホール導体は、前記第１導体回路及び前記第２導体回路と電気接続される。
請求項１～５のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第１貫通孔の内壁に形成された前記スルーホール導体は、前記両面銅貼積層板の表裏で導通が取られている。
請求項１～６のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第２貫通孔の内壁に形成された前記スルーホール導体は、前記両面銅貼積層板の表裏で導通が取られていない。
請求項１～７のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第１充填材がエポキシ樹脂である。
請求項１～８のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、前記第２充填材がエポキシ樹脂、磁性体、無機フィラーから選ばれる少なくとも一つである。