JP2977198B1 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
ーストを充填、穴埋めする際の硬化による凹みの防止。 【解決手段】 表面1Aと裏面間を貫通し内側に貫通孔
2を有するスルービア導体3と、表面に配置され凹所4
を有するブラインドビア導体5を複数備える被充填基板
1の貫通孔および凹所内に樹脂ペースト11を充填して
穴埋め印刷するとともに、貫通孔および凹所の周囲に島
状樹脂ペースト12を複数、印刷形成し、樹脂ペースト
11,12を硬化させる。
Description
ルービア導体や凹所を有するブラインドビア導体を備え
る被充填基板について、これらの貫通孔や凹所に樹脂ペ
ーストを充填して穴埋めするプリント配線板の製造方法
に関し、特に、充填した樹脂ペーストを硬化させた際
に、この樹脂の表面が被充填基板の表面よりも凹むこと
を防ぐことができるプリント配線板の製造方法に関す
る。
部に形成した各配線層を接続するために、スルービア導
体やブラインドビア導体などを形成し、各々の配線層間
を接続させることが一般に行われている。このようなプ
リント配線板を製造するに際し、これらのスルービア導
体の貫通孔やブラインドビア導体の凹所内には、その上
に積層する樹脂絶縁層を平坦に形成するため、樹脂ペー
ストを充填して穴埋めする。
貫通孔やブラインドビア導体の凹所内へ充填、穴埋めす
る方法としては、例えば、図9および図10に示すよう
な方法がある。即ち、図9(a)に示すように、表面5
1Aと裏面(図示しない)間を貫通し、内側に貫通孔5
2を有するスルービア導体53、および、表面51Aに
配置され、凹所54を有するブラインドビア導体55な
どが形成され、内部に配線層56を有する被充填基板5
1を用意する。この被充填基板51の表面51Aは、配
線層が形成されていない状態で、全面を金属層57が覆
っている。そして、その表面51A上に、これらの貫通
孔52および凹所54に対応した透孔HLが開けられた
マスクMSを戴置し、その上から樹脂ペースト61を貫
通孔52と凹所54内に充填して、穴埋め印刷する。そ
の後、この穴埋め印刷した被充填基板51を加熱して、
穴埋め充填した樹脂ペースト61を硬化させ、貫通孔5
2および凹所54内に樹脂62を形成する。
に示すように、加熱硬化後、貫通孔52および凹所54
内の樹脂62の表面62Aが、貫通孔52および凹所5
4のいずれにおいても、被充填基板51の表面51Aよ
りも凹んでしまう。このように凹むのは、充填した樹脂
ペースト61のうち被充填基板表面51Aから突出した
樹脂ペースト61(図9(a)参照)が、加熱により流
動化して表面51Aに沿って濡れ拡がり、貫通孔52等
にある樹脂ペースト61の量が少なくなる、いわゆるブ
リードアウトが起こるためである。このため、このまま
樹脂硬化させると、凹みが残る。さらに、樹脂ペースト
61の硬化収縮があるときは、その硬化収縮によって凹
みが助長されるものと考えられる。
Aよりも凹んだ空間を穴埋めするために、図10(a)
に示すように、新たに樹脂ペースト63を被充填基板5
1の表面51A全面に塗布し、再度被充填基板51を加
熱して、新たに塗布した樹脂ペースト63を硬化させ、
樹脂64を形成する。その後、この被充填基板51の表
面51Aの樹脂62,64を研磨して、図10(b)に
示すように、被充填基板51の表面51Aと、凹所54
および貫通孔52内に充填した樹脂62,64の表面と
が面一になるように加工する必要があった。つまり、こ
のような製造方法では、被充填基板51に形成された貫
通孔52および凹所54を穴埋めするために、樹脂ペー
スト61,63を2度印刷し、さらに、これに伴い樹脂
硬化工程も2度行わなければならないので、作業工程が
多く、結果プリント配線基板のコストアップとなる。
であって、被充填基板51に形成した貫通孔52や凹所
54に樹脂ペースト61を充填、穴埋めする場合に、樹
脂ペースト61を印刷して加熱硬化させた際、貫通孔5
2および凹所54内の樹脂62の表面62Aが被充填基
板表面51Aよりも凹むのを防止でき、作業工程を減ら
すことにより、安価に製造できるプリント配線板の製造
方法を提供することを目的とする。
手段は、表面及び裏面を有し、上記表面と裏面間を貫通
し内側に貫通孔を有するスルービア導体および上記表面
に配置され凹所を有するブラインドビア導体の少なくと
もいずれかのビア導体を複数備える被充填基板につい
て、上記表面から上記貫通孔内および上記凹所内に樹脂
ペーストを充填して穴埋め印刷するとともに、上記表面
のうち上記貫通孔および凹所の周囲に上記樹脂ペースト
を島状に印刷した島状樹脂ペーストを複数形成する樹脂
印刷充填工程と、上記樹脂ペーストを硬化させる樹脂硬
化工程と、を含むプリント配線板の製造方法である。
て、樹脂ペーストは、本来の目的であるスルービア導体
の貫通孔やブラインドビア導体の凹所に充填されるばか
りでなく、被充填基板の表面のうちこれらの貫通孔や凹
所の周囲にも島状に複数印刷される。このため、樹脂印
刷充填工程後、樹脂ペーストを加熱硬化させても、貫通
孔や凹所内の樹脂の表面が、被充填基板の表面よりも凹
むことはない。
のは、前述したように、主にブリードアウトが原因で、
さらに、樹脂の硬化収縮も凹みを助長するものと考えら
れる。ところが、本発明では、被充填基板の表面のうち
貫通孔や凹所の周囲に予め島状に樹脂ペーストを形成し
ておくため、加熱時に、島状の樹脂ペーストも被充填基
板表面に濡れ拡がるので、貫通孔や凹所に充填された樹
脂ペーストの濡れ広がる範囲が狭くなり、結果として貫
通孔内や凹所内の樹脂ペーストの減少が抑制される。こ
のため、充填した樹脂ペーストが硬化収縮したとして
も、貫通孔内や凹所内の樹脂の表面が被充填基板の表面
よりも凹むことがない。従って、従来のように、充填し
た樹脂の表面が被充填基板の表面よりも凹んでできた空
間を補充するために、再度樹脂ペーストを塗布し直し、
再度加熱硬化させる必要がなくなる。このため、樹脂印
刷充填工程および樹脂硬化工程をそれぞれ1工程ずつ従
来よりも省略することができるため、安価にプリント配
線板を製造することができる。
を貫通し、内側に貫通孔を備えるスルービア導体、およ
び表面に配置され、凹所を有するブラインドビア導体の
うち少なくともいずれかを複数形成したものであり、従
って、絶縁層が単数層であるものの他、複数層積層して
あるものでも良い。また、この基板の表面については、
表面全体が金属層で覆われたものでも良いし、予め表面
に配線層が形成されたものでも良い。特に樹脂ペースト
は金属層上に拡がり易いため、表面全体が金属層で覆わ
れた場合に本発明を適用するのが好ましい。このスルー
ビア導体の形成方法としては、例えば、ドリルやレーザ
などで被充填基板を穿孔し、内側に貫通孔を有するよう
に、穿孔した孔の内壁にメッキを施すなどの方法が挙げ
られる。また、このブラインドビア導体の形成方法とし
ては、例えば、フォトリソグラフィ法やレーザ穴開けな
どで被充填基板表面に盲孔を穿孔し、内側に凹所を有す
るように、穿孔した盲孔の内壁にメッキを施すなどの方
法が挙げられる。
対応した穴埋め充填のための複数の透孔と、島状樹脂ペ
ーストを形成するための複数の透孔とを形成したマスク
を用意し、これを被充填基板上に戴置して、その上から
樹脂ペーストを印刷するのが好ましい。このようなマス
クを用いることで、樹脂ペーストの充填および島状樹脂
ペーストの形成が容易にできるからである。
め充填できるものであればよいが、被充填基板の熱膨張
率と同程度の熱膨張率であるものが良い。熱応力の発生
を少なくできるからである。また、前述したように樹脂
硬化工程の際、貫通孔および凹所内の樹脂の表面が、被
充填基板の表面よりも凹むのを抑制するために、熱硬化
収縮の少ないものが良く、例えば、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、BT樹脂などから適宜選択すれば良い。ま
た、これらの樹脂にシリカ、アルミナ等の無機粉末を混
入させても良く、更にはCu粉末、Ag粉末等の導電粉
末を含有させて導電性を付与したものであっても良い。
る表面を研磨して、充填した貫通孔および凹所内の樹脂
の表面と被充填基板の表面とが面一になるように加工す
る。その後、絶縁層を積層し、さらにその上に配線層を
形成するなどして、必要に応じて複数層積層してプリン
ト配線基板を製造する。なお、表面全面が金属層で覆わ
れた被充填基板を用いる場合、樹脂印刷充填工程および
樹脂硬化工程後、上記した研磨を行い、その後エッチン
グ法などによって、被充填基板表面に配線層を形成し、
また、予め表面に配線層が形成された被充填基板を用い
る場合、樹脂印刷充填工程および樹脂硬化工程後、上記
した研磨を行って、それぞれ次の絶縁層の積層工程を行
う。
えば、円形、楕円形、多角形などいずれの形状にしても
良いが、中でも略円形にすると、さらにマスクの型離れ
を良くすることができて好ましい。この場合、複数の島
状樹脂ペーストは、直径100〜500μmとすると良
い。
したように、形状、大きさ等を考慮した透孔を所定の位
置に形成したマスクを用意し、これを被充填基板上に戴
置し、この上から樹脂ペーストを印刷することによって
形成される。このとき、それぞれの島状樹脂ペーストの
印刷面積が大きすぎると、樹脂ペーストの印刷後、マス
クを剥がす際に型離れが悪くなる。このようにマスクの
型離れが悪いと、連続生産ができなくなるため、生産効
率が下がり、また、印刷不良が出るなど歩留まりが低下
する。
00μm以下、特に好ましくは300μm以下とする
と、樹脂ペーストの印刷後、マスクを剥がす際に、型離
れが良い。従って、連続生産が可能で、歩留まりも向上
させることができる。また、島状樹脂ペーストの直径を
100μm以上とした理由は、これより小さいと、樹脂
ペーストの量が少ないためにあまり濡れ拡がらないの
で、樹脂硬化工程後、貫通孔等内の樹脂の表面が被充填
基板表面よりも凹むのを防止する効果が少なくなってし
まうからである。
あって、一の前記貫通孔または凹所から間隙1mm以内
の近傍に他の前記貫通孔、前記凹所および前記島状樹脂
ペーストの少なくともいずれかが存在するように、上記
島状樹脂ペーストを配置することを特徴とするプリント
配線板の製造方法とすると良い。
の周囲、またはブラインドビア導体の凹所の周囲に、島
状樹脂ペーストを配置することで、充填した貫通孔およ
び凹所内の樹脂の表面の凹みを防止できる。しかし、貫
通孔、凹所および島状樹脂ペーストの相互の間隔が拡が
ると、充填した貫通孔および凹所の樹脂の濡れ拡がる面
積が大きくなるので、その表面に凹みが生じ易くなる。
本発明によると、一の貫通孔または凹所から間隙1mm
以内の近傍に、他の貫通孔、凹所または島状樹脂ペース
トが存在する。このため、加熱時に、これら他の貫通
孔、凹所に充填した樹脂ペーストや島状樹脂ペーストも
流動化して濡れ拡がるので、一の貫通孔または凹所の樹
脂ペーストの濡れ拡がる面積が狭くなる。従って、一の
貫通孔または凹所に充填された樹脂の量はあまり少なく
ならず、樹脂ペーストの硬化後に、その表面が被充填基
板の表面よりも凹むのを確実に防止することができる。
mm以内の近傍に他の貫通孔、凹所および島状樹脂ペー
ストが、上記一の貫通孔または凹所を取り囲むよう存在
するように、島状樹脂ペーストを配置することが好まし
い。このように取り囲むと、より確実に、貫通孔等に充
填された樹脂の表面が被充填基板表面よりも凹むのを防
ぐことができる。さらに、上記間隙を0.7mm以内と
するように、島状樹脂ペーストを配置することが好まし
い。このように間隙が狭くなるようにすると、さらに確
実に、貫通孔等に充填された樹脂の表面が被充填基板表
面よりも凹むのを防ぐことができる。
であって、前記表面から見て、前記貫通孔及び凹所相互
の間隔が密の領域では、前記島状樹脂ペーストを配置し
ないかまたは少し配置し、前記貫通孔及び凹所相互の間
隔が疎の領域では、前記島状樹脂ペーストを多く配置す
ることを特徴とするプリント配線板の製造方法とすると
良い。
隔が密の領域では、加熱時に、各貫通孔や凹所に充填し
たペーストがわずかに濡れ拡がるだけで、被充填基板表
面を樹脂ペーストが覆ってしまうので、島状樹脂ペース
トを配置しないかまたは少し配置するだけで、結果とし
て各貫通孔等に充填した樹脂ペーストはあまり少なくな
らず、樹脂ペーストの硬化後も、その表面が被充填基板
の表面よりも凹むことはない。
域では、加熱時に、各貫通孔や凹所に充填した樹脂ペー
ストの濡れ拡がる量が多くなり、各貫通孔等の樹脂ペー
ストは少なくなるので、樹脂の表面が被充填基板表面よ
りも凹み易い。本発明では、貫通孔等の相互間隔が疎の
領域に、島状樹脂ペーストを多く配置することで、加熱
時に、これらの島状樹脂ペーストが濡れ拡がるので、貫
通孔および凹所上の樹脂ペーストの濡れ拡がる範囲が狭
くなり、結果として各貫通孔等に充填した樹脂ペースト
は少なくならず、樹脂ペーストの加熱後も、その表面が
被充填基板の表面よりも凹むことはない。
1の実施形態について、図を参照しつつ説明する。平面
視略矩形状で略板形状をなす被充填基板1を表面から見
た平面図を図1(a)に示し、その部分拡大断面図を図
1(b)に示す。この被充填基板1は、表面1Aと裏面
(図示しない)間を貫通するスルービア導体3、および
表面1Aに配置されるブラインドビア導体5をそれぞれ
複数備えている。さらに、スルービア導体3はその内側
に直径φ300μmの貫通孔2を、ブラインドビア導体
5はその内側に直径φ80〜100μmの凹所4をそれ
ぞれ有している。これらの導体3,5は、被充填基板1
の所定の位置にレーザによって、貫通孔や盲孔を穿孔
し、メッキ処理を施して形成したものである。また、被
充填基板1の表面1A全面は、このメッキ処理によっ
て、金属層7で覆われている。さらに、被充填基板1の
内部には、配線層6が形成され、その一部はブラインド
ビア導体5等と接続されている。
対応した穴埋め用透孔THA、および後述する島状樹脂
ペースト12を形成するための島状ペースト形成用透孔
THBが複数形成されたステンレス製メタルマスク(厚
さ100μm)MKを用意する。そして、図2に示すよ
うに、樹脂印刷充填工程において、被充填基板1上にこ
のマスクMK戴置し、その上から、樹脂ペースト11を
印刷する。この印刷では、貫通孔2や凹所4に樹脂ペー
スト11を穴埋め充填するのと同時に、複数(図中4ヶ
所)の島状樹脂ペースト12を印刷する。
3(a)および図3(b)に示すように、貫通孔2およ
び凹所4にそれぞれ樹脂ペースト11が、その一部が被
充填基板表面1Aから突出するように充填されている。
さらに、被充填基板表面1A上には、印刷面積が直径φ
100〜300μmの略円形状で、略半球状の島状樹脂
ペースト12が複数形成されている。なお、図3(a)
は、被充填基板1の平面図を、図3(b)は図3(a)
の被充填基板1の部分拡大断面図を示している。
および凹所4の相互の間隔が密の領域(例えば、図3
(a)の左側上方の領域)には、配置しないか、あるい
は少しだけ配置する。一方、各貫通孔2および凹所4の
相互の間隔が疎の領域(例えば、図3(a)の右側下方
の領域)には、各貫通孔2および凹所4を取り囲むよう
に、多数の島状樹脂ペースト12を配置する。数値的に
は、各貫通孔2および凹所4の相互の間隔が広く、一の
貫通孔2または凹所4から間隙1mm以内の近傍に、他
の貫通孔2または凹所4が存在しないところには、その
一の貫通孔2等の近傍に島状樹脂ペースト12を配置す
る。なお、本実施形態では、被充填基板表面1Aのう
ち、貫通孔2および凹所4が存在しない領域について
も、島状樹脂ペースト12を約0.7mmの間隔の略格
子状に配置している(例えば、図3(a)の右端の領
域)。
1を120℃、20分間加熱して、貫通孔2や凹所4に
充填された樹脂ペースト11と、島状樹脂ペースト12
を硬化させる。樹脂ペースト11,12は、この加熱時
に、一旦流動化して被充填基板表面1Aに沿って濡れ拡
がろうとする。しかし、本実施形態では、貫通孔2、凹
所4および島状樹脂ペースト12の相互の間隔が密にな
るように、島状樹脂ペースト12が配置されているの
で、樹脂ペースト11,12はわずかに濡れ拡がるだけ
で、すぐに被充填基板表面1Aを覆ってしまうので、結
果として各貫通孔2や凹所4に充填した樹脂ペースト1
1はあまり少なくならない。即ち、各貫通孔2や凹所4
に充填した樹脂ペースト11は、被充填基板表面1Aよ
りも十分に突出した状態にある。従って、その後樹脂ペ
ースト11,12が硬化しても、図4に示すように、充
填した樹脂13の表面13Aが被充填基板表面1Aより
突出している。
1Aよりも凹んだ空間を穴埋めするために、再度樹脂ペ
ースト11を塗布し、再度樹脂硬化工程を行なう必要は
なくなる。従って、従来と比べ、樹脂印刷充填工程と樹
脂硬化工程とをそれぞれ1回ずつ省略することができる
ので、その分安価に製造することができる。
基板表面1A上の樹脂13を研磨して、図5に示すよう
に、被充填基板1の表面1Aと各貫通孔2および凹所4
内の樹脂13の表面とが面一になり、金属層7が全面に
露出するようにるように加工する。次に、図示しない
が、エッチング法など公知の手法によって、被充填基板
表面1Aを覆っている金属層7を加工して、所定パター
ンの配線層を形成する。その後は、必要に応じて絶縁層
を積層し、さらにその上に配線層を形成するなどして、
プリント配線基板(図示しない)を完成させる。
12の印刷面は、直径φ100〜300μmの略円状で
あるため、樹脂ペースト11の印刷後、マスクMKを剥
がす際に、型離れが非常に良い。従って、連続生産が可
能で、歩留まりが高い。
について図を参照しつつ説明する。本実施形態は、上記
実施形態1の被充填基板1の表面1Aの金属層7の部分
がが異なるのみであるので、異なる部分のみ説明し、同
様な部分の説明は省略又は簡略化する。本実施形態に用
いる被充填基板21は、図6から判るように、その表面
21Aには配線層17が予め形成されている。このた
め、被充填基板21の表面21Aには、配線層17の有
無によって凹凸がある。この配線層17は、例えば、実
施形態1で用いた被充填基板1の表面1Aを覆った金属
層7を、エッチングによって、所定のパターンに加工し
たものである。
と同様に、樹脂印刷充填と樹脂硬化を行う。樹脂印刷充
填工程後、図7に示すように、貫通孔2および凹所4に
それぞれ樹脂ペースト11が、その一部が被充填基板表
面21Aから突出するように充填され、被充填基板表面
21A上には、略半球状の島状樹脂ペースト12が複数
形成されている。また、実施形態1と同様、貫通孔2、
凹所4および島状樹脂ペースト12の相互の間隔が密に
なるように、島状樹脂ペースト12が配置されている。
示しないが、実施形態1と同様、貫通孔2および凹所4
に充填された樹脂の表面は、被充填基板表面21Aより
も突出している。このため、従来のように新たに樹脂ペ
ーストを塗布して、穴埋めしなくても良い。樹脂硬化工
程後、図8に示すように、被充填基板表面21A上の樹
脂13を研磨し、配線層17が露出するように、被充填
基板表面21Aを加工する。その後は、実施形態1と同
様、必要に応じて絶縁層を積層し、さらにその上に配線
層を形成するなどして、プリント配線基板(図示しな
い)を完成させる。
配線層の厚さ分だけ被充填基板表面1Aに凹凸が生じ
る。しかし、本実施形態において、樹脂硬化工程の際、
被充填基板表面21Aのうち配線層17のない凹んだ部
分にも樹脂が充填されるように、島状樹脂ペースト12
を配置すると、研磨後、絶縁層を積層する前の被充填基
板21の表面21Aは、各々の配線層7間に樹脂が薄く
充填され、被充填基板表面21Aが完全に面一になる
(図3(b)参照)。このため、その上に形成する絶縁
層を確実に平坦に積層することができるので好ましい。
て説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して
適用できることはいうまでもない。例えば、上記各実施
形態では、被充填基板1,21として、絶縁層および配
線層が複数層積層されたものを用いているが、単数層の
コア基板を被充填基板としても良い。また、上記各実施
形態では、被充填基板1,21に、貫通孔2を備えるス
ルービア導体3と凹所4を備えるブラインドビア導体5
がともに複数形成されているが、貫通孔2を備えるスル
ービア導体3、または凹所4を備えるブラインドビア導
体5のいずれか一方だけが形成された被充填基板を用い
ても良い。また、凹所4を有するブラインドビア導体
が、被充填基板1,21の裏面に形成されている場合
は、この裏面についても、前述したように樹脂を穴埋め
充填しても良い。
工程前の状態を示す図であり、(a)は被充填基板の平
面図であり、(b)は(a)の部分拡大断面図である。
を印刷する樹脂印刷充填工程を示す説明図である。
工程後の状態を示す図であり、(a)は被充填基板の平
面図であり、(b)は(a)の部分拡大断面図である。
後の状態を示す部分拡大断面図である。
を研磨した後の状態を示す被充填基板の部分拡大断面図
である。
工程前の状態を示す部分拡大断面図である。
工程後の状態を示す部分拡大断面図である。
を研磨した後の状態を示す被充填基板の部分拡大断面図
である。
す図であり、(a)は被充填基板上にマスクを戴置し、
樹脂ペーストを穴埋め印刷する工程を示し、(b)は樹
脂硬化工程後の被充填基板を示す説明図である。
示す図であり、(a)は図9(b)の被充填基板に再度
樹脂ペーストを塗布する工程を示し、(b)は(a)の
被充填基板の樹脂硬化工程後、被充填基板表面上の樹脂
を研磨する工程を示す説明図である。
面
Claims (3)
- 【請求項1】 表面及び裏面を有し、上記表面と裏面間
を貫通し内側に貫通孔を有するスルービア導体および上
記表面に配置され凹所を有するブラインドビア導体の少
なくともいずれかのビア導体を複数備える被充填基板に
ついて、上記表面から上記貫通孔内および上記凹所内に
樹脂ペーストを充填して穴埋め印刷するとともに、上記
表面のうち上記貫通孔および凹所の周囲に上記樹脂ペー
ストを島状に印刷した島状樹脂ペーストを複数形成する
樹脂印刷充填工程と、 上記樹脂ペーストを硬化させる樹脂硬化工程と、を含む
プリント配線板の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載のプリント配線板の製造
方法であって、 一の前記貫通孔または凹所から間隙1mm以内の近傍に
他の前記貫通孔、前記凹所および前記島状樹脂ペースト
の少なくともいずれかが存在するように、上記島状樹脂
ペーストを配置することを特徴とするプリント配線板の
製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載のプリント配線板の製造
方法であって、 前記表面から見て、前記貫通孔及び凹所相互の間隔が密
の領域では、前記島状樹脂ペーストを配置しないかまた
は少し配置し、前記貫通孔及び凹所相互の間隔が疎の領
域では、前記島状樹脂ペーストを多く配置することを特
徴とするプリント配線板の製造方法。
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