JP3223854B2 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

多層プリント配線板の製造方法

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康弘 岩崎
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (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、貫通接続穴および
非貫通接続穴が形成された多層プリント配線板の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2はビルドアップ法による従来の多層
プリント配線板の製造方法を示す断面図である。同図に
示す多層プリント配線板は、6層の回路を備え、隣接す
る各層間が接続されているとともに、1層目の回路31
と3層目の回路37間および4層目の回路41と6層目
の回路43間が接続されたものである。同図(a)にお
いて、30は銅張積層板であって、上面に1層目の回路
31を形成し、この1層目の回路31上に感光性樹脂3
2を塗布し、写真法によって非貫通穴33を形成する。
引き続き、70℃のKMnO4 60g/l、NaOH45g
/lからなるスミア液により10分間のスミア処理とシー
ダ処理を行ったのち、無電解銅めっきによって非貫通接
続穴35を形成し、エッチングによって2層目の回路3
4を形成する。このようにして形成した2層目の回路3
4を、この後4回繰り返すことによって3層目〜6層目
の回路を形成する。1層目の回路31と3層目の回路3
7間は、非貫通接続穴35、2層目の回路34、非貫通
接続穴38を介して接続されている。また、4層目の回
路41と6層目の回路43間は、非貫通接続穴42、5
層目の回路41、非貫通接続穴44を介して接続されて
いる。
【0003】図3は従来の積層プレス法によって製造し
た多層プリント配線板の断面図である。同図に基づいて
その製造方法を説明する。先ず、3枚の銅張積層板4
8,49,50のそれぞれにドリルによって穿孔し、電
気めっきによってスルーホール銅を形成した後、エッチ
ングにより1層目ないし6層目の回路61〜66を形成
し、貫通接続穴55,56,57をそれぞれ備えた両面
板51,52,53を形成する。このとき、1層目の回
路61と2層目の回路62とは、貫通接続穴55によっ
て接続され、3層目の回路63と4層目の回路64と
は、貫通接続穴56によって接続され、5層目の回路6
5と6層目の回路66とは、貫通接続穴57によって接
続される。次に、これら両面板51,52,53間にプ
リプレグを挟み、順次重ね加熱加圧プレスによって積層
する。この後、1層目の回路61〜6層目の回路66を
貫通する貫通接続穴68,69を形成し、貫通接続穴6
8を介して、1層目の回路61と3層目の回路63を接
続し、貫通接続穴69を介して4層目の回路64と6層
目の回路66を接続する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多層プ
リント配線板の製造方法のうち、前者の場合では、各層
毎に絶縁層、非貫通穴を形成し、めっきを繰り返し行う
必要があるので、これらの工程が多くなり、このため製
造コストが嵩むといった問題があった。また、1層目の
回路31と3層目の回路37とは、直接、非貫通接続穴
で接続することができずに、2層目の回路34を介して
接続しているため、非貫通接続穴35と非貫通接続穴3
8とを平面方向にずらして位置付ける必要があり、この
ため、高密度の配線が困難となっていた。また、後者の
場合では、1層目の回路61と3層目の回路63の接続
および4層目の回路64と6層目の回路66の接続を行
うための貫通接続穴68,69をドリルによって形成す
る必要があり、ドリルでは貫通接続穴の径を小さく形成
するには限界があるので高密度の配線が困難であった。
さらに、貫通接続穴68,69は、接続には不要な部分
にまで穴明けを行うこととなるので、これによっても高
密度の配線ができないといった問題があった。また、こ
れを解消するために、貫通接続穴の替わりに非貫通接続
穴をドリルによって形成する方法もあるが、この場合に
は、ドリルの切削深さを正確にコントロールするのが困
難であるといった問題もあった。
【0005】本発明は上記した従来の問題に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、製造コストを
低減し、かつ高密度の配線を可能とした多層プリント配
線板の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る多層プリント配線板の製造方法は、表
裏面に第1の内層回路が形成された積層板にこれら第1
の内層回路間を接続する貫通接続穴を形成し、第1の内
層回路上に無電解めっき用の触媒を含みかつガラスクロ
スを含まない樹脂シートによって第1の絶縁層を形成す
るとともに、前記貫通接続穴内に樹脂シートを埋め込
み、この樹脂シートの表裏面に無電解めっきによって第
2の内層回路を形成し、この第2の内層回路上に無電解
めっき用の触媒を含みかつガラスクロスを含まない樹脂
によって第2の絶縁層を形成した後に、レーザー光によ
って前記第1および第2の絶縁層を貫通し前記第1の内
層回路にまで達する非貫通穴を形成し、スミア処理を行
った後に回路と逆パターンのめっきレジスト層を形成
し、粗化処理を行ない、しかる後に無電解めっきにより
外層回路とこの外層回路と前記第1の内層回路とを直接
電気的に接続する非貫通接続穴を形成したものである。
したがって、貫通接続穴内の穴埋めが絶縁層の形成と同
時に行われる。また、スミア処理と粗化処理によって非
貫通穴内の内層回路表面の薄い樹脂膜が除去される。絶
縁層がガラスクロスを含まないので、レーザ光による穿
孔速度が向上する。また、レーザ光による穿孔を内層回
路の表面によって止めることにより、穿孔量のコントロ
ールが容易となる。さらに、外層回路と第1の内層回路
とを電気的に接続するのに1個の非貫通接続穴で接続で
きる。
【0007】
【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は本発明に係る多層プリント配
線板の製造方法を説明するための断面図である。同図
(a)において、符号2で示すものは、無電解めっき用
の触媒入りのガラスエポキシ銅張積層板であって、これ
にドリルによって貫通穴3を穿孔し、シーダー処理を施
したのちに、無電解銅めっき処理によって貫通接続穴4
を形成する。
【0008】同図(b)に示すように、エッチングによ
って第1の内層回路5a,5b(3層目、4層目の回
路)を形成し、この内層回路5a,5b上に、無電解め
っき用の触媒を含みガラスクロスを含まない銅箔7付き
絶縁樹脂シート6を、真空ラミネーションによって積層
する。このとき、同時に貫通接続穴4内にこの絶縁樹脂
シート6が埋め込まれ、ベリードビアホール8が形成さ
れる。この後、レーザー光によって絶縁樹脂シート6に
内層回路5bまでに達する非貫通穴9を形成する。この
とき、内層回路5bに銅を用いているために、レーザー
光の穿孔はこの内層回路5bの表面で止まるので、穿孔
量のコントロールが容易となる。
【0009】また、従来におけるガラスクロス樹脂含浸
布が含まれている絶縁樹脂シートの場合には、レーザー
光の1ショットで5μmの穿孔深さであるのに対して、
本発明のガラスクロス樹脂含浸布が含まれていない絶縁
樹脂シートの場合には、レーザー光の1ショットで30
μmの穿孔深さであり、穿孔時間が1/6に短縮され
る。また、絶縁樹脂シート6がガラスクロスを含んでい
ないことにより、絶縁樹脂シート6内でのレーザー光の
散乱が低減されるので、レーザー光を短時間で高いエネ
ルギーが得られる波長の短い短パルスCO2 レーザーを
用いることができる。このため、絶縁樹脂シート6が炭
化することなく穿孔されるので、この後の非貫通穴9の
スミア処理の処理時間を短縮することができる。
【0010】同図(c)に示すように、スミア処理、シ
ーダー処理を行ったのちに、無電解銅めっきによって非
貫通接続穴10を形成し、エッチングによって第2の内
層回路11a,11b(2層目、5層目の回路)を形成
する。
【0011】次いで、同図(d)に示すように、内層回
路11a,11b上に、プライマー層13、無電解めっ
き用の触媒を含みガラスクロスを含まない絶縁樹脂層1
4、接着剤層16を形成し、レーザー光によって、5層
目の回路11bと6層目の回路25bを接続するための
非貫通穴17と、1層目の回路25aと3層目の回路5
aを接続するための非貫通穴18を形成する。
【0012】同図(e)に示すように、スミア処理、シ
ーダー処理を行ったのちに、接着剤層16上に配線と逆
パターンのめっきレジスト20を形成し、接着剤層16
の表面の粗化処理後、無電解銅めっきによって5層目の
回路11bと6層目の回路25bを接続するための非貫
通接続穴22と、1層目の回路25aと3層目の回路5
aを接続するための非貫通接続穴23および外層回路2
5a,25b(1層目、6層目の回路)を形成する。こ
のように1層目の回路25aと3層目の回路5aとを2
層目の回路11aを介さずに直接非貫通接続穴23によ
って接続したことにより、2層目の回路11aに中継用
の余分な配線を必要としないので、高密度の配線が可能
になる。
【0013】ここで、レーザー光による非貫通穴17,
18を形成する際に、内層回路11b,5aを形成する
銅箔表面に厚さの薄い樹脂膜が残る。この場合、銅箔の
表面と非貫通穴17,18の内壁面の樹脂層を浸食する
ことなく、この薄い樹脂膜を除去することが重要であっ
た。本発明者らは、実験を繰り返し行った結果、適宜の
濃度のスミア液を選択してスミア処理を行い、めっき処
理を行う前に適宜の濃度の粗化液を選択して粗化処理を
行う2段階処理で完全に除去できることを確認できた。
すなわち、スミア液として、750〜950g/l のクロ
ム酸を、また粗化液として、10〜30g/lのNaF,
CrO3と、300〜500ml/lのH2SO4との混合液
をそれぞれ選択することにより、薄い樹脂膜が除去され
ることが確認された。このため、内層回路11bと非貫
通接続穴22の間および内層回路5aと非貫通接続穴2
3の間の接続抵抗を低減することができ、品質の向上と
歩留まりの改善による生産性の向上が図られる。
【0014】表1は本発明の多層プリント配線板の製造
方法と、上述した従来の製造方法を比較したものであ
る。この表1からわかるように、本発明では、製造コス
トの低減を計ることができるとともに、配線密度を向上
させることができ、かつ層間の接続信頼性が向上するの
で品質が向上する。
【0015】
【表1】 ※:実施例の構造を実現するのに必要な工程数に基づく。ただし従来例2の1層 目の回路と3層目の回路との接続、4層目の回路と6層目の回路との接続のよう に貫通穴開けと同じ工程で穴明けを行う場合は、両者で1工程とする。 ※※:レーザーー穴径0.1mm(ランド径0.3mm)、フォトビア径0.1mm (ランド径 0.3mm)、ドリル穴径0.3mm(ランド径0.5mm) の条件で表1の構造を実現するの に必要な各層の面積の合計を示す。値が小さいほど、その構造を実現するために 要する占有面積が小さく、配線密度が高い。 ※※※:JIS C5012 付図2.1 試料L のパターンを 絶縁層厚さ 0.08mm、導体厚さ0.018mm の条件で作成し、MIL−STD−202E,107 Dの熱衝撃試験を行った。それぞれn=100で2000サイクル行った。その 基準は、品質規格MIL−P−55110Cである。2000サイクル後でIV Hの初期抵抗値に対して10%を越えたサンプルを不良品とした。
【0016】
【実施例】スミア処理は、38℃の無水クロム酸950
g/lによって、18分間行う。粗化は、NaFを10g/
l,CrO3を15g/l,H2SO4を400ml/l からなる
36℃の粗化液で5分間行う。また、レーザー光は周波
数が104〜108Hzの短パルスCO2 レーザーを使用
した。
【0017】なお、内層回路5a,5b上に絶縁樹脂シ
ート6を積層するのに、真空ラミネーションに限らず、
真空多層積層プレスによってもよい。また、粗化液とし
て、NaFおよびCrO3を10〜30g/lの範囲とし、
2SO4を300〜500ml/lの範囲としても同じ効果
が得られる。また、2層目および5層目の回路11a,
11bをエッチングによって形成するいわゆるサブトラ
クティブ法ではなく、1層目および6層目の回路25
a,25bの形成と同じアデティブ法によって形成して
もよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、貫
通接続穴の穴埋めが不要になり製造コストの低減が図ら
れる。また、スミア処理と粗化処理との2段階の処理を
行うことで、品質の向上と歩留まりの改善による生産性
の向上が図られる。さらに、レーザー光による穴明けの
際に切削性の悪いガラスクロス樹脂含浸布が含まれてい
ないため、切削時間が短縮され生産性が向上する。ま
た、レーザー光によって小径の非貫通穴の形成が可能と
なり、かつ複数の層にまたがって非貫通穴の形成が可能
となるので、配線密度を向上させることができる。さら
に、外層回路と第1の内層回路とを第2の内層回路を介
さずに直接非貫通接続穴によって接続したことにより、
第2の内層回路に中継用の余分な配線を必要としないの
で、高密度の配線が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る多層プリント配線板の製造方法
を説明するための断面図である。
【図2】 従来の多層プリント配線板の製造方法を説明
するための断面図である。
【図3】 従来の多層プリント配線板の第2の例を示す
断面図である。
【符号の説明】
2…ガラスエポキシ銅張積層板、5a,5b…第1の内
層回路、11a,11b…第2の内層回路、6…樹脂シ
ート、7…ベリードビアホール、9,17,18…非貫
通穴、10,22,23…非貫通接続穴、25a,25
b…外層回路。
フロントページの続き (72)発明者 岩崎 康弘 栃木県芳賀郡二宮町大字久下田413番地 日立エーアイシー株式会社内 (72)発明者 横山 博義 栃木県芳賀郡二宮町大字久下田413番地 日立エーアイシー株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−186456(JP,A) 特開 平6−275959(JP,A) 特開 平6−283847(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/46

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表裏面に第1の内層回路が形成された積
    層板にこれら第1の内層回路間を接続する貫通接続穴を
    形成し、第1の内層回路上に無電解めっき用の触媒を含
    みかつガラスクロスを含まない樹脂シートによって第1
    絶縁層を形成するとともに、前記貫通接続穴内に樹脂
    シートを埋め込み、この樹脂シートの表裏面に無電解め
    っきによって第2の内層回路を形成し、この第2の内層
    回路上に無電解めっき用の触媒を含みかつガラスクロス
    を含まない樹脂によって第2の絶縁層を形成した後に、
    レーザー光によって前記第1および第2の絶縁層を貫通
    し前記第1の内層回路にまで達する非貫通穴を形成し、
    スミア処理を行った後に回路と逆パターンのめっきレジ
    スト層を形成し、粗化処理を行ない、しかる後に無電解
    めっきにより外層回路とこの外層回路と前記第1の内層
    回路とを直接電気的に接続する非貫通接続穴を形成した
    ことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の多層プリント配線板の製
    造方法において、樹脂シートによる絶縁層の形成と貫通
    接続穴内への埋め込みを真空ラミネーションによって行
    い、スミア処理液を濃度が750〜950g/lのクロム
    酸とし、粗化液をNaF、CrO3、H2SO4の3成分
    系であって、NaF、CrO3を10〜15g/l,H2
    4を300〜500ml/lとしたことを特徴とする多層
    プリント配線板の製造方法。
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