JP2720865B2 - 多層印刷配線板およびその製造方法 - Google Patents

多層印刷配線板およびその製造方法

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寿郎 岡村
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外層回路および少
なくとも2つの内層回路からなる3層以上の回路と非貫
通接続穴とで形成される多層印刷配線板の製造方法に関
し、特に、非貫通接続穴と内層回路との電気的な接続方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】図9〜図11は従来の多層印刷配線板を
示すもので、図9は従来の多層印刷配線板の製造方法に
おいて、非貫通穴および貫通穴を穿孔した状態を示す断
面図、図10は非貫通接続穴および貫通接続穴を形成し
た状態を示す断面図、図11(a)は同じく要部を拡大
して示す斜視図、(b)は平面図である。図9におい
て、1a,1bは銅張積層板、2,3は第1の内層回路
であって、これら2つの内層回路2,3のうち一方の内
層回路、すなわち後述する非貫通穴13の接続導体部1
7と電気的に接続される側の内層回路2には、図11に
示すように非貫通穴13の径rより大なる径Rに形成さ
れたランド部2aが設けられている。この従来例では、
r=0.3mm、R=0.5mmに形成されている。
【0003】5は絶縁樹脂層、8,20は第2の内層回
路であって、これら第2の内層回路8,20の一方の内
層回路、すなわち非貫通穴13の接続導体部17と電気
的に接続される側の内層回路20には、図11に示すよ
うに非貫通穴13の径rより大なる径Rに形成されたラ
ンド部20aが設けられている。11はプライマー層1
0を介して積層された絶縁樹脂層、12は接着剤層、1
6aは銅張板である。
【0004】このように構成されたものにドリルによっ
て絶縁樹脂層5を穿孔し、ドリルの穿孔量を制御するこ
とによって非貫通穴13を凹設するとともに、ドリルに
よって貫通穴14を穿孔する。このとき、図11に示す
ように第2の内層回路20のランド部20aにも、非貫
通穴13が穿孔される。そして、図10に示すように、
外層回路16、導体接続部17,18を析出して非貫通
接続穴および貫通接続穴を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多層印
刷配線板においては、内層回路の高密度化にともない、
非貫通接続穴と接続される第2の内層回路20のランド
部20aの径Rを小さくすると、第1の内層回路2と外
層回路16との間にわずかな位置ずれが発生しても、接
続導体部17とランド部20aとの間に接触不良が生じ
易くなっていた。また、第2の内層回路20のランド部
20aと非貫通穴13の接続導体部17との電気的な接
続を厚みの薄いランド部20aの環状の内壁面を介して
行う構造としているので、接続導体部17とランド部2
0aの内壁面との接触面積が小さく、このため接触抵抗
が大きくなり易く、内壁面のスミア残りによって導通不
良のおそれがあった。
【0006】本発明は上記した従来の問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、導通不良を
低減させるとともに、高密度実装を可能とした多層印刷
配線板およびその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る多層印刷配線板の製造方法は、絶縁層
によって厚み方向に隔てられた外層回路および少なくと
も2つの内層回路と、これら外層回路と2つの内層回路
とを電気的に接続する非貫通接続穴とを備えた多層印刷
配線板において、前記2つの内層回路のうち外層回路側
の一方の内層回路の幅を前記非貫通接続穴の穴径よりも
小とするとともに、外層回路から離れた側の他方の内層
回路の非貫通穴の底部に対応した位置に非貫通穴の穴径
よりも大なるランド部を形成し、前記一方の内層回路を
横切るように前記非貫通穴をレーザにより穿孔したもの
である。したがって、外層回路側の内層回路に非貫通接
続穴より大なる径のランド部を形成する必要がなく、非
貫通接続穴との電気的な接続が一方の内層回路の表面で
行われる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1〜図6は本発明に係る多層印刷
配線板の製造方法を説明する断面図、図7は図6のVII-
VII 線断面図、図8(a)は同じく要部を拡大して示す
斜視図、(b)は平面図である。図1において、1はめ
っき触媒入りガラスエポキシ銅張積層板であって、先
ず、この銅張積層板1の両面にエッチングによって第1
の内層回路2,3を形成する。これら第1の内層回路
2,3のうち、上述した従来技術と同様に、一方の内層
回路、すなわち図8に示すように、非貫通穴13の接続
導体部17と電気的に接続される側の内層回路2には、
図8に示すように非貫通穴13の径rより大なる径Rに
形成されたランド部2aが設けられている。本実施の形
態においては、r=0.3mm、R=0.5mmに形成
されている。
【0009】次に、図2に示すように、第1の内層回路
2,3の粗面化処理を行った後、銅張積層板1の両面に
プライマー層4,4を介して絶縁樹脂と充填材からなる
絶縁樹脂層5,5を積層し、絶縁樹脂層5,5の表面に
接着剤6,6を塗布する。そして、図3に示すように、
スミア処理、シーダー処理後、めっきレジスト7,7を
施し、粗化して、無電解銅めっきにより第2の内層回路
8,9を形成する。このとき、一方の内層回路、すなわ
ち図8に示すように、非貫通穴13の接続導体部17と
電気的に接続される側の内層回路9には、接続導体部1
7と電気的に接続される接続部9aが設けられている。
この接続部9aは従来のようにランド部が形成されてな
く、直線状に形成されており、その幅lは非貫通穴13
の内径rよりも小に形成されている。本実施の形態にお
いては、l=0.1mmに形成されている。
【0010】さらに、図4に示すように、第2の内層回
路8,9の粗面化処理を行った後、上述した図2に示す
工程と同様に、プライマー層10,10、絶縁樹脂層1
1,11、接着層12,12を積層形成する。しかる
後、図5に示すように、短時間に高いエネルギーで絶縁
樹脂層を炭化することなく切削することができるパルス
幅10-4〜10-8秒の範囲の短パルスCO2 レーザを一
方の絶縁樹脂層11の上方から第1の内層回路2のラン
ド部2aに向かって照射する。照射された短パルスCO
2 レーザは金属、すなわち内層回路2のランド部2aを
貫通しないので、短パルスCO2 レーザによって両絶縁
樹脂層10,4のみに非貫通穴12が凹設される。
【0011】このとき、第2の内層回路9の接続部9a
の幅lが非貫通穴13の径rよりも小に形成されている
ので、図8に示すように短パルスCO2 レーザにより非
貫通穴13は接続部9aを横切るように形成される。非
貫通穴13を凹設後、ドリルによって貫通穴14を穿孔
する。最後に、図6に示すようにスミア処理、シーダ処
理を行い、めっきレジスト15,15を施し、粗化、無
電解めっきにより外層回路16,16および非貫通接続
穴および貫通接続穴の接続導体部17,18を施してス
ルーホールめっきを形成する。
【0012】このように形成された本発明の多層印刷配
線板においては、第2の内層回路9の接続部9aには、
非貫通穴13の周りに従来のようなランド部20aが形
成されないランドレス化の構造とすることがでるので、
隣接する第2の内層回路9間の間隔を狭めることがで
き、このため配線密度を高めることができる。また、非
貫通穴13の接続導体部16との電気的な接続を第2の
内層回路9の接続部9aの表面を介して行う構造とした
ので、第1の内層回路2と外層回路16とが多少の位置
ずれを生じても接触不良を起こすことがないとともに、
多少のスミア残りが発生しても、接続導体部17と接続
部9aとの接触面積が大きいので、導通不良を防止でき
る。
【0013】下表は図6に示す本発明の非貫通接続穴
と、図10に示す従来の非貫通接続穴との熱衝撃を与え
たときの比較結果である。この表から明らかなように、
第2の内層回路9の接続部9aを横切るようにして非貫
通穴13を形成した本発明の非貫通接続穴の方が信頼性
が高いことがわかる。なお、この表は、米国軍用基準で
ある「MIL−STD−202E,107D」に基づく
熱衝撃試験を2000サイクル行い、2000サイクル
後に、初期設定抵抗値に対して10%の範囲を越えたサ
ンプルをNGとして計数したものである。
【0014】また、短パルスCO2 レーザ光によって非
貫通穴13を凹設したので、非貫通穴13の壁面が極微
的に見て凹凸状の粗面に形成される。一般に、レーザ光
によって非貫通穴13を凹設するときには、内層回路2
の表面に絶縁樹脂層5の樹脂が残存し易く、このため接
続導体部17と内層回路2との密着力が低く、外部から
衝撃等が加わると、接続導体部17と内層回路2との間
に応力が発生して、接続導体部17が内層回路2から剥
離して導通不良が発生する。上述したように、非貫通穴
13の壁面が凹凸状の粗面に形成されることにより、接
続導体部17と非貫通穴13の壁面との密着性が向上し
て、接続導体部17と内層回路2との間に発生する応力
が緩和される。このため接続導体部17の内層回路2か
らの剥離による導通不良が防止される。
【0015】この場合、接続導体部17と非貫通穴13
の壁面との密着力は、壁面の凹凸の間隔に密接に関係
し、実験の結果から密着性を向上させるためには、凹凸
を4〜15μmの間隔に形成することが望ましいことが
わかった。一方、この凹凸の間隔は、短パルスCO2
ーザの発振波長に密接に関係し、発振波長の1/2の間
隔で凹凸が形成されることがわかっている。したがっ
て、密着性を向上させるための凹凸の間隔を4〜15μ
mとするためには、発振波長が8〜30μmの範囲の短
パルスCO2 レーザを使用するのが望ましく、本実施の
形態では、発振波長10.6μmのものを使用し、略
5.3μmの間隔の凹凸が形成されている。
【0016】また、第1の内層回路2と外層回路16と
の間に、レーザ光が乱反射するプリプレグとしてのガラ
スクロス樹脂含浸布が介在していないので、レーザ光に
よる非貫通穴13の形成が良好に行われ、このため非貫
通穴13の壁面には、接続導体部17と非貫通穴13の
壁面との密着性を向上させるための凹凸が形成される。
【0017】なお、本実施の形態では、第1、2の内層
回路2,9および外層回路16からなる3層構造の多層
印刷配線板としたが、第2の内層回路9を2層以上とす
る4層以上の多層印刷配線板に適用できることは勿論で
ある。
【0018】
【実施例】スミア処理は、38℃の無水クロム酸950
g/lを使用して18分間行う。粗化は、NaF10g
/l,CrO315g/l,H2SO4400ml/lの
3成分からなる36℃の粗化液を使用して5分間行う。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁層によって厚み方向に隔てられた外層回路および少な
くとも2つの内層回路と、これら外層回路と2つの内層
回路とを電気的に接続する非貫通接続穴とを備えた多層
印刷配線板であって、前記2つの内層回路のうち外層回
路側の一方の内層回路の幅を前記非貫通接続穴の穴径よ
りも小とするとともに、外層回路から離れた側の他方の
内層回路の非貫通穴の底部に対応した位置に非貫通穴の
穴径よりも大なるランド部を形成し、前記一方の内層回
路を横切るように前記非貫通穴をレーザにより穿孔した
ことにより、一方の内層回路にランド部を設ける必要が
なく、このため高密度の実装を行うことができる。ま
た、非貫通接続穴との接続を内層回路の表面で行う構造
としたので、接触不良および導通不良を低減でき、信頼
性の向上を図ることができる。
【0020】また、本発明によれば、レーザ光を短パル
スCO2 レーザとしたので、非貫通穴の壁面を微細な凹
凸に形成することができるとともに、非貫通穴の断面形
状を断面積に対して断面の外周の長さを大きくすること
ができるので、貫通穴の壁面と導体接続部との密着性が
向上し、外部からの衝撃に対しても剥離して導通不良と
なるようなことがなく、このため信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、第1の内層回路を形成した状態を示す断面図であ
る。
【図2】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、絶縁樹脂層を形成した状態を示す断面図である。
【図3】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、第2の内層回路を形成した状態を示す断面図であ
る。
【図4】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、絶縁樹脂層を形成した状態を示す断面図である。
【図5】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、非貫通穴および貫通穴を穿孔した状態を示す断面
図である。
【図6】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
いて、非貫通接続穴および貫通接続穴を形成した状態を
示す断面図である。
【図7】 図6におけるVII-VII 線断面図である。
【図8】 本発明に係る多層印刷配線板の製造方法にお
ける要部を拡大して示したもので(a)は斜視図、
(b)は平面図である。
【図9】 従来の多層印刷配線板の製造方法において、
非貫通穴および貫通穴を穿孔した状態を示す断面図であ
る。
【図10】 従来の多層印刷配線板の製造方法におい
て、非貫通接続穴および貫通接続穴を形成した状態を示
す断面図である。
【図11】 従来の多層印刷配線板の製造方法における
要部を拡大して示したもので、(a)は斜視図、(b)
は平面図である。
【符号の説明】
1…銅張積層板、2…第1の内層回路、2a…ランド
部、5,11…絶縁樹脂層、9…第2の内層回路、9a
…接続部、13…非貫通穴、14…貫通穴、16…外層
回路、17,18…接続導体部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁層によって厚み方向に隔てられた外
    層回路および少なくとも2つの内層回路と、これら外層
    回路と2つの内層回路とを電気的に接続する非貫通接続
    穴とを備えた多層印刷配線板において、前記2つの内層
    回路のうち外層回路側の一方の内層回路の幅を前記非貫
    通接続穴の穴径よりも小とするとともに、外層回路から
    離れた側の他方の内層回路の非貫通穴の底部に対応した
    位置に非貫通穴の穴径よりも大なるランド部を形成し、
    前記一方の内層回路を横切るようにレーザにより穿孔し
    た非貫通穴にスルーホールめっきを形成したことを特徴
    とする多層印刷配線板。
  2. 【請求項2】 絶縁層によって厚み方向に隔てられた外
    層回路および少なくとも2つの内層回路と、これら外層
    回路と2つの内層回路とを電気的に接続する非貫通接続
    穴とを備えた多層印刷配線板において、前記2つの内層
    回路のうち外層回路側の一方の内層回路の幅を前記非貫
    通接続穴の穴径よりも小とするとともに、外層回路から
    離れた側の他方の内層回路の非貫通穴の底部に対応した
    位置に非貫通穴の穴径よりも大なるランド部を形成し、
    前記一方の内層回路を横切るように前記非貫通穴を短パ
    ルスCO2 レーザにより穿孔したことを特徴とする多層
    印刷配線板の製造方法。
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