JP3665036B2 - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に電子機器等に用いられ、絶縁基板の両面に形成された導体パターンを要所で層間接続させたプリント配線板の製造方法及びプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、プリント配線板は、生産性の向上、量産品質の確保、信頼性の向上等を目的として、テレビ等の量産機器からロケット等の高い信頼性を要求される機器まで、あらゆる電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化が進み、それに伴いプリント配線板の高精度化及び高密度化が要求されている。
一般に、このプリント配線板は、絶縁基板の両面に形成された導体パターンを要所で層間接続させた構成をなし、該配線板の一端側には、例えばマザーボードとハンダ接合するためのボールパッド部が設けられている。このボールパッド部は、ハンダ接合される際、２００°以上熱せられることから、熱ひずみが発生し、これにより、該パッド部の上記絶縁基板からの剥離が発生する虞があるため、ボールパッド部の絶縁基板への接着強度は高い方が望ましい。
従来から、この種のプリント配線板の製造方法としては、サブトラクティブ法とアディティブ法とが知られている。
【０００３】
サブトラクティブ法とは、絶縁基板表面に銅箔が被着された積層板において、上記銅箔の不要部分を、例えばエッチングなどにより、選択的に除去し、導体パターンを形成するプリント配線板の製造方法を言う。
ここで、上記積層板は、絶縁基板表面に上記銅箔を熱プレスにより圧着し、形成されるものであり、該絶縁基板が熱せられた際の軟化と、上記銅箔表面の微細な凹凸形状とに起因して、上記銅箔表面の凹凸部が絶縁基板表面に食込んだ構成となっている。そのため、上記銅箔と上記絶縁基板との接着強度は強く、ピール強度は１．０ｋＮ／ｍ以上になる。
【０００４】
図２にサブトラクティブ法によるプリント配線板の製造方法を示す。以下、高精密、高密度パターン形成に適用される写真法について説明する。
まず、絶縁基板１表面に銅箔２が貼着された積層板３０の表面に、形成される導体パターンを層間接続させるための貫通孔３を穿設し、その後、積層板３０表面及び貫通孔３内周面に、後述する無電解銅鍍金の付着性を向上させるための触媒１１を塗布する（図２（Ａ））。
【０００５】
その後、積層板３０表面及び貫通孔３内周面上に無電解銅鍍金を施し、該各面上に銅鍍金層１２を形成した後、その表面に感光レジスト層４を形成し、さらにその表面に、要求する導体パターンと対応した穴５が形成されたドライフィルム６を載置する。そして、ドライフィルム６の外部から紫外線７を照射して、ドライフィルム６の穴５に相当する部分の感光レジスト層４を露光、硬化させる（図２（Ｂ））。
【０００６】
その後、現像処理を行い、露光されない部分、すなわちドライフィルム６に覆われた部分の感光レジスト層４を除去し、露光され硬化した感光レジスト層４を残す。その後、エッチング液８を噴射し（図２（Ｃ））、導体パターン部以外の露出不要銅箔２及び銅鍍金層１２を溶解除去することで、導体パターン１３が形成されるとともに、貫通孔３内周面に銅鍍金層１２が析出したバイアホール３ａが形成される（図２（Ｄ））。これにより、要求する導体パターン１３と、該導体パターン１３を層間接続するバイアホール３ａとを備えたプリント配線板が形成される。ここで、導体パターン１３の一部が、上述したボールパッド部として使用される。
【０００７】
アディティブ法とは、絶縁基板上に導電性材料を、例えば無電解銅鍍金などを施し、選択的に析出させて、導体パターンを形成するプリント配線板の製造方法を言う。図３にアディティブ法によるプリント配線板の製造方法を示す。
【０００８】
まず、絶縁基板１表面に形成される導体パターンを層間接続させるための貫通孔３を穿設した後、絶縁基板１表面及び貫通孔３内周面に、上記触媒１１を塗布する（図３（Ａ））。その後、要求する導体パターン以外の個所に印刷法等適宜方法により鍍金レジストパターン９を形成した後（図３（Ｂ））、絶縁基板１表面に無電解銅鍍金を施す。この際、無電解銅鍍金は、鍍金レジストパターン９には付着しないため、導体パターン部、すなわち絶縁基板１表面において鍍金レジストパターン９の導体同士の間に銅鍍金層が析出し、これが導体パターン１２となり、貫通孔３内周面に銅鍍金層が析出したバイアホール３ａとなる（図３（Ｃ））。以上により、要求する導体パターン１２と、導体パターン１２を層間接続するバイアホール３ａとを備えたプリント配線板が形成される。ここで、導体パターン１２の一部が上記ボールパッド部として使用される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に示す上記従来のサブトラクティブ法によるプリント配線板の製造方法によれば、導体パターン１３の断面形状が、その突端部から絶縁基板１表面に向かうに従い漸次その幅が大となる関係を有し形成される。この場合、導体パターン１３の導体同士の間隔を狭く形成できないばかりか、導体を幅広に形成できないため、電子機器の小型化及び電力の大容量化への対応が困難である問題がある。その反面、上記ボールパッド部と、絶縁基板１との接着強度が高い（ピール強度１．０ｋＮ／ｍ以上）という利点がある。
【００１０】
また、図３に示す上記従来のアディティブ法によるプリント配線板の製造方法によれば、上記サブトラクティブ法により生じる不具合、すなわち導体パターン１２の突端部から絶縁基板１に向かうに従い漸次その幅が大となる関係を有し形成されるという問題が解消される反面、導体パターン１２が無電解鍍金により形成されるため、上記ボールパッド部と、絶縁基板１との接着強度が低い（ピール強度０．６ｋＮ／ｍ以下）という問題がある。
【００１１】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、導体パターンの絶縁基板からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になるとともに、ボールパッド部の絶縁基板への接着強度を高くすることが可能なプリント配線板の製造方法及びプリント配線板を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、絶縁基板表面に導体パターンを形成し、ハンダ接合用のパッド部を有するプリント配線板の製造方法であって、絶縁基板表面に導電材料が貼着された積層板を用い、上記導電材料の一部を残して除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面及び残存させた前記導電材料表面に鍍金層を析出させて導体パターンを形成し、鍍金された前記導電材料を前記パッド部とすることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、上記絶縁基板表面に導電材料が貼着された積層板を用い、上記導電材料の少なくとも一部以外を除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面上に導体パターンを形成するため、上記残存した導電材料をボールパッド部とすることで、ボールパッド部と絶縁基板との接着強度を高くすることが可能になり、これにより、ハンダ接合の際の熱ひずみに起因したボールパッド部の上記絶縁基板からの剥離を抑制することが可能になる。さらに、上記導体パターンの上記絶縁基板表面からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になる。また、上記導電材料の残存部表面にも、無電解鍍金を施し、鍍金層を形成するため、新たに鍍金レジストパターンを形成する必要がなく、プリント配線板の容易な形成が可能になるとともに、上記残存部を含めた上記絶縁基板表面に一様に無電解鍍金処理を施すことが可能になり、上記残存部と、上記導体パターンとの導通信頼性を得ることが可能になる。
以上により、製造上の不具合発生を削減でき且つ電子機器の小型化及び電力の大容量化に対応できるプリント配線板を形成することが可能になる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、上記積層板表面に貫通孔を形成するとともに、上記導電材料の一部を残して除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面及び上記貫通孔内周面に鍍金層を形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、請求項１記載の製造方法による作用と同様の作用を奏するのに加え、上記積層板表面に貫通孔を形成するとともに、上記導電材料の少なくとも一部以外を除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面及び上記貫通孔内周面に鍍金層を形成するため、上記絶縁基板の一方の面及び他方の面双方に形成された導体パターンを接続する鍍金層の厚さを上記導体パターンの厚さと略同等に形成することが可能になる。従って、高周波数回路に対応可能なプリント配線板を形成することが可能になる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、絶縁基板表面に導電材料が貼着された積層板を用いて製造され、前記絶縁基板上に導体パターンを備えたプリント配線板であって、ハンダ接合用のパッド部が、前記導電材料上に無電解鍍金によって前記絶縁基板に向かうに従いその幅が大となるように形成され、前記パッド部を除く前記導体パターンが、前記導電材料を除去した前記絶縁基板表面に、無電解鍍金により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係るプリント配線板によれば、上記導体パターンの上記少なくとも一部を、ボールパッド部とすることにより、ボールパッド部と上記絶縁基板との接着強度を高くすることができ、ハンダ接合の際の熱ひずみに起因したボールパッド部の剥離を抑制することが可能になる。さらに、上記少なくとも一部以外を、無電解鍍金により形成するため、上記ボールパッド部を除く上記導体パターンの、上記絶縁基板表面からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になる。以上により、製造上の不具合発生を削減でき且つ電子機器の小型化及び電力の大容量化に対応できるプリント配線板を提供することが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法及びプリント配線板を説明するための説明図を示すものである。
【００２１】
図１において、まず、絶縁基板１表面に銅箔２を貼着した積層板３０表面に、形成される導体パターンを層間接続させるための貫通孔３を穿設し（図１（Ａ））、その後、積層板３０表面に感光レジスト層４を形成する。そして、要求するボールパッド部の形成位置及び大きさに対応した穴５が表面に形成されたドライフィルム６を載置し、該フィルム６の外部から紫外線７を照射し、該フィルム６の穴５に相当する部分の感光レジスト層４を露光、硬化させる（図１（Ｂ））。
【００２２】
さらに、現像処理を行い、露光されない部分、すなわち上記フィルム６に覆われた部分の感光レジスト層４を除去し、露光され硬化した感光レジスト層４ａを残す。この状態で、エッチング液８を銅箔２表面に噴射し（図１（Ｃ））、ボールパッド部２ａ以外の露出不要となる銅箔２を溶解除去した後、上記感光レジスト層４ａを除去し、ボールパッド部２ａを形成する。そして、ボールパッド部２ａが形成された絶縁基板１表面及び貫通孔３内周面に、次に述べる無電解銅鍍金の付着性を向上させるための触媒１１を塗布する（図１（Ｄ）。
【００２３】
次に、ボールパッド部２ａが形成された絶縁基板１表面に、鍍金レジストパターン９を形成した後、絶縁基板１表面と、貫通孔３内周面と、ボールパッド部２ａ表面とに無電解銅鍍金を施す（図１（Ｅ））。これにより、鍍金レジストパターン９同士の間及び絶縁基板１表面、並びに貫通孔３内周面、そしてボールパッド部２ａ表面に銅鍍金層が析出し、これらのうち、鍍金レジストパターン９同士の間及び絶縁基板１表面、並びにボールパッド部２ａに析出した銅鍍金層が、導体パターン１０となり、内周面に上記銅鍍金層が析出した貫通孔３がバイアホール３ａとなる（図１（Ｆ））。以上により、要求する導体パターン１０と、導体パターン１０を層間接続させるためのバイアホール３ａと、ボールパッド部２ａとを備えたプリント配線板２０が形成される。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によるプリント配線板の製造方法によれば、ボールパッド部２ａが、当初、絶縁基板１表面に貼着された銅箔２の一部から形成されるため、ボールパッド部２ａと絶縁基板１との接着強度を高くすることが可能になる。これにより、プリント配線板２０を他の電子部品とハンダ接合する際のボールパッド部２ａの熱ひずみに起因した絶縁基板１からの剥離を抑制することが可能になる。さらに、ボールパッド部２ａを除く導体パターン１０においては、その突端部から絶縁基板１表面に向かうに従い漸次その幅が増加する形状になることなく、絶縁基板１からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になる。
以上により、製造上の不具合を削減でき、かつ電子機器の小型化及び電力の大容量化に対応できるプリント配線板２０を形成することが可能になる。
【００２５】
また、絶縁基板１表面及び鍍金レジストパターン９同士の間、並びに貫通孔３内周面に、同時に無電解銅鍍金を施し、導体パターン１０及びバイアホール３ａを形成するため、導体パターン１０の厚さをバイアホール３ａの厚さと略同等に形成することが可能になる。従って、高周波数回路に対応可能なプリント配線板を形成することが可能になる。
【００２６】
さらに、ボールパッド部２ａ表面にも、無電解鍍金を施し、銅鍍金層を形成するため、ボールパッド部２ａを含めた絶縁基板１表面に一様に無電解鍍金を施すことが可能になる。これにより、ボールパッド部２ａと、ボールパッド部２ａを除く導体パターン１０との導通信頼性を得ることが可能になるとともに、ボールパッド部２ａの形成位置と対応した新たな鍍金レジストパターンを形成する必要がないため、容易にプリント配線板を形成することが可能になる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、絶縁基板１表面への無電解銅鍍金の付着性を向上させるため、触媒を絶縁基板１に塗布したが、当初から触媒が含有されている絶縁基板１を使用しても良い。また、両面に銅箔２が付着された積層板３０について説明したが、片面にのみ銅箔２が付着された積層板を使用しても適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、上記導電材料の一部をボールパッド部とすることにより、ボールパッド部と上記絶縁基板との接着強度を高くすることが可能になり、ハンダ接合の際のボールパッド部の熱ひずみに起因した上記絶縁基板からの剥離を抑制することが可能になる。さらに、上記導体パターンの上記絶縁基板表面からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になる。また、上記導電材料の残存部を含めた上記絶縁基板表面に一様に無電解鍍金処理を施すことが可能になる。これにより、新たに鍍金レジストパターンを形成する必要がないため、プリント配線板の容易な形成を可能にするとともに、上記残存部と、上記導体パターンとの導通信頼性を得ることが可能になる。
【００２９】
請求項２に係る発明によれば、上記絶縁基板の一方の面及び他方の面双方に形成された導体パターンを接続する鍍金層の厚さを上記導体パターンの厚さと略同等に形成することが可能になる。従って、高周波数回路に対応可能なプリント配線板を形成することが可能になる。
【００３１】
請求項３に係る発明によれば、上記導体パターンの上記少なくとも一部を、ボールパッド部とすることにより、ボールパッド部と上記絶縁基板との接着強度を高くすることができ、ハンダ接合の際の熱ひずみに起因したボールパッド部の剥離を抑制することが可能になる。さらに、上記ボールパッド部を除く上記導体パターンの、上記絶縁基板表面からの立ち上がりを急峻に形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態として示したプリント配線板の製造方法を示す説明図である。
【図２】 従来のサブトラクティブ法によりプリント配線板を形成する方法を示す説明図である。
【図３】 従来のアディティブ法によりプリント配線板を形成する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板
２ 銅箔（導電材料）
２ａ ボールパッド部（導電材料の一部）
３ 貫通孔
３ａ バイアホール（内周面に銅鍍金層が形成された貫通孔）
９ 鍍金レジストパターン
１０ 導体パターン
２０ プリント配線板
３０ 積層板

Claims (3)

1. 絶縁基板表面に導体パターンを形成し、ハンダ接合用のパッド部を有するプリント配線板の製造方法であって、
   絶縁基板表面に導電材料が貼着された積層板を用い、上記導電材料の一部を残して除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面及び残存させた前記導電材料表面に鍍金層を析出させて導体パターンを形成し、鍍金された前記導電材料を前記パッド部とすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 請求項１記載のプリント配線板の製造方法であって、上記積層板表面に貫通孔を形成するとともに、上記導電材料の一部を残して除去した後、上記絶縁基板表面に鍍金レジストパターンを形成し、その後、無電解鍍金により、上記絶縁基板表面及び上記貫通孔内周面に鍍金層を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 絶縁基板表面に導電材料が貼着された積層板を用いて製造され、前記絶縁基板上に導体パターンを備えたプリント配線板であって、
   ハンダ接合用のパッド部が、前記導電材料上に無電解鍍金によって前記絶縁基板に向かうに従いその幅が大となるように形成され、前記パッド部を除く前記導体パターンが、前記導電材料を除去した前記絶縁基板表面に、無電解鍍金により形成されていることを特徴とするプリント配線板。

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