JP2023020516A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023020516000001
【課題】低密度領域の電解めっき膜と高密度領域の電解めっき膜との膜厚の差をなくし、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】両面銅張積層板を準備することと、両面銅張積層板に貫通孔の高密度領域と貫通孔の低密度領域とが形成されるように複数の貫通孔を形成することと、高密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と高密度領域内の貫通孔の内部と低密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と低密度領域内の貫通孔の内部とに電解めっき膜を形成することと、高密度領域の電解めっき膜上をマスキングレジストでマスキングすることと、マスキングレジストから露出している低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することと、高密度領域の電解めっき膜上から前記マスキングレジストを剥離することと、高密度領域内及び前記低密度領域内に銅箔と電解めっき膜とを含む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。
【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、複数の貫通孔を有するプリント配線板において、貫通孔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、従来の複数の貫通孔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とからなる両面銅張積層板５３にドリルで貫通孔５４を形成し、銅箔５２上と貫通孔５４の内部に電解めっき膜５５を形成する（図３（ａ））。次に、貫通孔５４の内部に形成された電解めっき膜５５の空洞内に充填樹脂５６を充填し、貫通孔５４からはみ出した充填樹脂５６を研磨して除去する（図３（ｂ））。次に、充填樹脂５６が充填された貫通孔５４を塞ぐように、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、貫通孔の密度に偏りがあると、電解めっき形成時に、貫通孔密度が高い箇所では電解めっき膜５５の膜厚が薄く、貫通孔密度が低い箇所では電解めっき膜５５の膜厚が厚くなる。そのため、貫通孔５４内壁及び銅箔５２上の電解めっき膜５５の膜厚に差が生じる問題がある。電解めっき膜の膜厚の差が大きいと、サブトラクティブ工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ることがある。
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、貫通孔の低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することにより、低密度領域の電解めっき膜と高密度領域の電解めっき膜との膜厚の差をなくし、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、
両面銅張積層板を準備することと、
前記両面銅張積層板に貫通孔の高密度領域と貫通孔の低密度領域とが形成されるように複数の貫通孔を形成することと、
前記高密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と、前記高密度領域内の貫通孔の内部と、前記低密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と、前記低密度領域内の貫通孔の内部とに電解めっき膜を形成することと、
前記高密度領域の電解めっき膜上をマスキングレジストでマスキングすることと、
前記マスキングレジストから露出している前記低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することと、
前記高密度領域の電解めっき膜上から前記マスキングレジストを剥離することと、
前記高密度領域内及び前記低密度領域内に前記銅箔と前記電解めっき膜とを含む導体回路を形成することと、を含む。
本発明によれば、低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することにより、低密度領域の電解めっき膜と高密度領域の電解めっき膜との膜厚の差をなくし、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。
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。 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。 （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１Ｍ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１Ｍ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１Ｍ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１Ｋ～図１Ｌについては、それぞれ、サブトラクティブ工法に従って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上及び第２面１－２上に積層されている銅箔２とで形成されている両面銅張積層板３を準備する。次に、図１Ｂに示すように、両面銅張積層板３に複数の貫通孔４を形成する。図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、複数の貫通孔４は、貫通孔の高密度領域に形成されている貫通孔４－１と、貫通孔の低密度領域に形成されている貫通孔４－２に分けられる。例えば、高密度領域に形成されている貫通孔４－１は、等間隔（ピッチＰ１）で形成され、上記貫通孔４－１と低密度領域に形成されている貫通孔４－２は、等間隔（ピッチＰ２）で形成され、上記貫通孔４－２は、等間隔（ピッチＰ３）で形成されていてもよい。
なお、高密度領域に形成されている貫通孔４－１と他の貫通孔４－１との間隔（ピッチＰ１）は、両面銅張積層板３の大きさとの関係で適宜設定することができるが、好ましくは３００μｍ以上であることが好ましい。
高密度領域に形成されている貫通孔４－１と低密度領域に形成されている貫通孔４－２とが形成されている間隔（ピッチＰ２）は、両面銅張積層板３の大きさとの関係で適宜設定することができるが、好ましくは６００μｍ以上であることが好ましい。
高密度領域に形成されている貫通孔４－２と他の貫通孔４－２との間隔（ピッチＰ３）は、両面銅張積層板３の大きさとの関係で適宜設定することができるが、好ましくは６００μｍ以上であることが好ましい。
さらに、図１Ｄに示すように、高密度領域内の両面銅張積層板３の銅箔２の上と、高密度領域内の貫通孔４－１の内部と、低密度領域内の両面銅張積層板３の銅箔２の上と、低密度領域内の貫通孔４－２の内部とに電解めっき膜５を形成する。ここで、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－１と、低密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－２とは、膜厚が異なる。低密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－２は、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－１に比較して、より厚く形成される。このため、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－１と、低密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－２とで、めっき膜厚に差が生じる。高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５－１と、低密度領域内の貫通孔４－２の内部に形成された電解めっき膜５－２とは、膜厚が異なる。低密度領域内の貫通孔４－２の内部に形成された電解めっき膜５－２は、高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５－１に比較して、より厚く形成される。このため、高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５－１と、低密度領域内の貫通孔４－２の内部に形成された電解めっき膜５－２とで、めっき膜厚に差が生じる。
ここで、両面銅張積層板３としては、市販の両面銅張積層板（ＣＣＬ）を用いることができる。貫通孔４－１及び貫通孔４－２の形成は、両面銅張積層板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（ＣＯ２、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、貫通孔４－１及び貫通孔４－２の形成後、電解めっき膜５を形成する前に、銅箔２の上、貫通孔４－１の内部、貫通孔４－２の内部に貫通孔の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ＣＦ４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、電解めっき膜５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面の高密度領域の電解めっき膜５－１上をマスキングレジスト６によりマスキングする。マスキングレジスト６は、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５―１と、高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５―１と、貫通孔４－１とをマスキングする。第１面の高密度領域がマスキングレジスト６によりマスキングされることによって、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５―１の膜厚と、高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５―１の膜厚をそのまま保持することができる。さらに、第１面と同様に、第２面の高密度領域をマスキングレジスト６によりマスキングする。
次に、図１Ｆに示すように、マスキングレジスト６から露出している低密度領域に形成されている電解めっき膜５－２をエッチングすることにより減膜する。低密度領域に形成されている電解めっき膜５－２のエッチングは、低密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－２を減膜する。これにより、低密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－２の膜厚が、高密度領域内の銅箔２の上に形成された電解めっき膜５－１の膜厚とほぼ等しくなる。さらに、低密度領域に形成されている電解めっき膜５－２のエッチングは、低密度領域内の貫通孔４－２の内部に形成された電解めっき膜５―２を減膜する。これにより、低密度領域内の貫通孔４－２の内部に形成された電解めっき膜５―２の膜厚が、高密度領域内の貫通孔４－１の内部に形成された電解めっき膜５―１の膜厚とほぼ等しくなる。
次に、図１Ｇに示すように、低密度領域に形成された電解めっき膜５－２を減膜した後、マスキングレジスト６を高密度領域の電解めっき膜５－１上から剥離する。
次に、図１Ｈに示すように、高密度領域内及び低密度領域内のそれぞれの貫通孔４－１、４－２の内部に形成された電解めっき膜５－１、５－２の空洞内に充填材７を充填する。その後、図１Ｉ及び図１Ｊに示すように、高密度領域内及び低密度領域内の銅箔２上の電解めっき膜５－１、５－２の表面を研磨により平坦化する。これにより、高密度領域に形成された電解めっき膜５－１の膜厚と、低密度領域に形成された電解めっき膜５－２の膜厚とが平坦化される。さらに、高密度領域内及び低密度領域内の銅箔２上の電解めっき膜５－１、５－２の表面と、貫通孔４－１、４－２からはみ出した充填材７の表面とが平坦化される。そして、図１Ｋに示すように、高密度領域内及び低密度領域内のそれぞれの充填材７が充填された貫通孔４－１、４－２を塞ぐように蓋めっき導体８を形成する。
ここで、充填材７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、貫通孔４－１及び貫通孔４－２への充填材７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、電解めっき膜５－１、５－２、充填材７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。
充填材７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。充填材７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、蓋めっき導体８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１Ｌに示すように、高密度領域内及び低密度領域内に形成された蓋めっき導体８の表面上において、導体回路１０を形成する位置に、エッチングレジスト９を形成する。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１Ｍに示すように、エッチングレジスト９から露出する蓋めっき導体８と、電解めっき膜５－１、５－２と、銅箔２とをエッチングにより除去する。その後、エッチングレジスト９を除去して、高密度領域内及び低密度領域内に銅箔２と電解めっき膜５－１、５－２とを含む導体回路１０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導体回路１０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。
以下、導体回路１０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によるプリント配線板の製造方法について説明する。以下、図２Ａ～図２Ｄを参照して、セミアディティブ工法によるプリント配線板の製造方法について説明する。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導体回路１０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、高密度領域内及び低密度領域内の銅箔２上の電解めっき膜５－１、５－２の表面を研磨により平坦化（図１Ｉに対応）した後、導体回路１０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の存在しない充填材７の表面及び第１めっき膜５－１、５－２の表面に蓋めっき導体８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、エッチングにより、蓋めっき導体８を形成していない部分の電解めっき膜５－１、５－２及び銅箔２を除去して、高密度領域内及び低密度領域内に銅箔２と電解めっき膜５－１、５－２とを含む導体回路１０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、セミアディディブ工法は、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。
なお、上述した本発明のプリント配線板の製造方法において、隣接している貫通孔４は等間隔であってもよく、その間隔（ピッチ）は３００μｍ以上であってもよい。隣接している複数の貫通孔の間を等間隔とすることにより、全体の貫通孔密度が均一となり、高密度領域に形成された電解めっき膜と、低密度領域に形成された電解めっき膜とに生じた膜厚の差を小さくすることができるため好ましい。また、複数の貫通孔４の内壁の電解めっき膜５の膜厚は、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。さらに、複数の貫通孔４の孔径は、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。複数の貫通孔４の内壁の電解めっき膜５の膜厚を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、上記電解めっき膜５の膜厚を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。
上述した本発明のプリント配線板によれば、低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することにより、貫通孔密度の偏りがある場合であっても、低密度領域の電解めっき膜と高密度領域の電解めっき膜との膜厚の差をなくし、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。
１ 絶縁基板
１－１ 第１面
１－２ 第２面
２ 銅箔
３ 両面銅張積層板
４ 貫通孔
４－１ 貫通孔（高密度領域）
４－２ 貫通孔（低密度領域）
５ 電解めっき膜
５－１ 高密度領域の電解めっき膜
５－２ 低密度領域の電解めっき膜
６ 高密度スルーホール領域用マスキングレジスト
７ 充填材
８ 蓋めっき導体
９ エッチングレジスト
１０ 導体回路

Claims (8)

  1. 両面銅張積層板を準備することと、
    前記両面銅張積層板に貫通孔の高密度領域と貫通孔の低密度領域とが形成されるように複数の貫通孔を形成することと、
    前記高密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と、前記高密度領域内の貫通孔の内部と、前記低密度領域内の両面銅張積層板の銅箔の上と、前記低密度領域内の貫通孔の内部とに電解めっき膜を形成することと、
    前記高密度領域の電解めっき膜上をマスキングレジストでマスキングすることと、
    前記マスキングレジストから露出している前記低密度領域の電解めっき膜をエッチングで減膜することと、
    前記高密度領域の電解めっき膜上から前記マスキングレジストを剥離することと、
    前記高密度領域内及び前記低密度領域内に前記銅箔と前記電解めっき膜とを含む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。
  2. 請求項１のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記エッチングで減膜することは、前記低密度領域内の貫通孔の内部の電解めっき膜を減膜することを含む。
  3. 請求項１のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記高密度領域内及び前記低密度領域内のそれぞれの貫通孔の内部に形成された電解めっき膜の空洞内に充填材を充填することを含む。
  4. 請求項３のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記充填材を充填することの後に、前記高密度領域内及び前記低密度領域内の銅箔上の電解めっき膜の表面を研磨により平坦化することを含む。
  5. 請求項４のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記研磨により平坦化することは、前記高密度領域内及び前記低密度領域内の銅箔上の電解めっき膜の表面と、前記貫通孔からはみ出した充填材の表面とを平坦化することを含む。
  6. 請求項３のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記高密度領域内及び前記低密度領域内のそれぞれの充填材が充填された貫通孔を塞ぐように蓋めっき導体を形成することを含む。
  7. 請求項３～６のいずれか１項のプリント配線板の製造方法であって、
    さらに前記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ことを含む。
  8. 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、
    さらに前記高密度領域内及び前記低密度領域内に前記銅箔と前記電解めっき膜とを含む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ことを含む。
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