JP4059386B2 - 多層プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器において電子部品を搭載して相互に電気的接続を行うために用いられるプリント配線板およびその製造方法に関し、特に、ビルドアップ法により多層に回路パターンが形成されたプリント配線板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の薄型化・小型化に伴って、回路パターンが形成されたプリント配線板を高密度化することが要求されるようになっている。この高密度化を実現するために、回路パターンを多層に形成するビルドアップ多層プリント配線板が開発されている。
【０００３】
図７（ｉ）は、特開平６−２６０７３号公報、特開平６−２７５９５９号公報に開示されているビルドアップ多層プリント配線板の概略構成を示す断面図である。
【０００４】
この多層プリント配線板７００は、絶縁性樹脂基材１を有しており、この絶縁性樹脂基材１の両面に、内層導電体パターン５がそれぞれ設けられて内層コア材が構成されている。絶縁性樹脂基材１には、一方の表面から他方の表面に貫通するインナーバイアホール３が設けられており、絶縁性樹脂基材１の一方の表面からインナーバイアホール３の内壁に沿って他方の表面まで設けられたインナーバイアホール導電体層６を介して両面の内層導電体パターン間５が電気的に接続されている。インナーバイアホール３は、樹脂７によって埋め込まれている。
【０００５】
この内層コア材の両面には、絶縁性樹脂層８それぞれ設けられており、各絶縁樹脂層８のそれぞれの表面には、外層導電体パターン１０が設けられている。各絶縁性樹脂層８には、それぞれ、内層導電体パターン５の一部が露出されるように外層側から内層側に貫通するバイアホール９が設けられており、絶縁性樹脂層８の表面からバイアホール９の内壁に沿って内層導電体パターン５まで達するように設けられたバイアホール導電体層１１を介して内層導電体パターン５と外層導電体パターン１０とが電気的に接続されている。
【０００６】
なお、図７（ｉ）には、ビルドアップ多層プリント配線板の一例として、絶縁性樹脂基材１の両面に内層導電体パターン５を１層ずつ形成し、ビルドアップ法により外層導電体パターン１０を１層ずつ形成して４層の回路パターンを設けた多層プリント配線板を示しているが、これよりも少ない２層または３層の回路パターンを設けた構造、４層以上の多層に回路パターンを設けた構造などであってもよい。
【０００７】
次に、このように構成された多層プリント配線板をビルドアップ法により製造する方法について、図７（ａ）〜（ｉ）を用いて説明する。なお、ここでは絶縁性樹脂基材の両面に１層ずつ回路パターン（内層導電体パターン）を設けた内層コア材の両面に１層ずつ回路パターン（外層導電体パターン）を設けた４層構造の多層プリント配線板を作製する例を説明するが、２層または３層の回路パターンを設けた構造、４層以上の多層に回路パターンを設けた構造などであっても、基本的な作製手順は同様である。また、この例では、絶縁性樹脂基材の両面に１層ずつ２層の内層導電体パターンを設けた内層コア材を用いるが、絶縁性樹脂基材の片面にだけ内層導電体パターンを設けた内層コア材、３層以上の導電体パターンを設けた多層板等であっても、作製手順は同様である。
【０００８】
まず、内層コア材を作製する手順について、図７（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。この作製手順は、通常の多層配線板の作製手順と同様である。
【０００９】
図７（ａ）に示すように、絶縁性樹脂基材１の両面に導電体層２を設けたものを準備する。このような絶縁性樹脂基材１に導電体層２を設けたものとしては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、ポリエステル樹脂などからなる絶縁性樹脂基材１に、銅箔を導電体層２として設けたものが銅張り積層板として市販されている。絶縁性樹脂基材１は、その寸法安定性等、物理特性を改善するために、必要に応じてガラス繊維、紙、アラミド繊維などを混入することによって強化されている場合もある。また、銅箔は、通常、厚み１８μｍまたは３５μｍのものが用いられることが多い。
【００１０】
次に、図７（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂基材１および導電体層２にドリル、レーザー光、金型等を用いて穴開け加工を行って、絶縁性樹脂基材１の両面に設けられた内層導電体パターン間（この例では第２層−第３層間）を電気的に接続させるためのインナーバイアホール３を形成する。
【００１１】
次に、図７（ｃ）に示すように、銅箔表面の清浄化、粗面化、触媒処理、化学メッキ、電解メッキなど、パネルメッキと称される一連の手順によって全面メッキを行って、インナーバイアホール３の内壁および導電体層（銅箔）２の表面に導電体層４を形成する。これによって、導電体層２および導電体層４からなる内層導電体層５ａが作製される。
【００１２】
次に、図７（ｄ）に示すように、ドライフィルム、レジストインクなどからなるエッチングレジストを所望の回路パターンとなるようにパターン形成して、内層導電体層５ａにエッチングを行って、所望の回路パターン（内層導電体パターン）５、および両面の内層導電体パターン５間を電気的に接続するインナーバイアホール導電体層６を形成する。
【００１３】
次に、図７（ｅ）に示すように、インナーバイアホール３を樹脂７で埋め込み、完全に硬化させる。このようなインナーバイアホール３の埋め込み樹脂７としては、一般に、絶縁性樹脂基材１を構成する樹脂と同系統の樹脂が用いられることが多く、例えばエポキシ樹脂等が用いられる。また、インナーバイアホール３の埋め込み樹脂７としては、導電性ペーストが用いられることもある。
【００１４】
なお、上記インナーバイアホール埋め込み工程と内層導電体パターンのパターニング工程は、その順序が逆であってもよい。このようにして、内層コア材が完成する。
【００１５】
次に、内層コア材の上にビルドアップ法により外層導電体パターンを作製する方法について、図７（ｆ）〜（ｉ）を用いて説明する。
【００１６】
図７（ｆ）に示すように、内層コア材の両面に感光性樹脂層８を積層する。この感光性樹脂層８は、最終的に外層導電体パターンと内層導電体パターンとの間の絶縁性樹脂層となるものであり、通常、感光性を付与したエポキシ樹脂等が用いられる。
【００１７】
次に、図７（ｇ）に示すように、感光性樹脂層８に対してフォトマスクを用いて露光を行い、両面の内層導電体パターンと外層導電体パターンとの間（この例では第１層−第２層間および第３層−第４層間）を電気的に接続するためのバイアホール９を形成する。ここで用いられる感光性樹脂には、ポジ型のものとネガ型のものとがあるが、例えばポジ型を用いた場合には、バイアホール９を形成したい箇所に光が照射されないように遮光部を設けたフォトマスクを用いて、感光性樹脂層８に対して露光・現像・硬化を行う。
【００１８】
次に、図７（ｈ）に示すように、適切な前処理を行って、基板全体にパネルメッキを行い、外層導電体層１０ａを形成する。このメッキ処理は、基本的には図７（ｃ）で説明したメッキ処理と同様に行われる。
【００１９】
最後に、図７（ｉ）に示すように、適切なエッチングレジストをパターン形成して外層導電体層１０ａにエッチングを行い、所望の回路パターン（外層導電体パターン）１０、および内層導電体パターン５と外層導電体パターン１０とを電気的に接続するバイアホール導電体層１１を形成する。なお、バイアホール導電体層１１は、導電性ペーストが代りに用いられることもある。
【００２０】
この後、ソルダレジストの形成、シンボル印刷、外形加工などを行って、多層プリント配線板７００を完成させる。
【００２１】
上記図７（ａ）〜（ｉ）に示す方法は、フォト法と称される。この他に、ビルドアップ法により多層プリント配線板を作製する方法としては、レーザー法と称される方法が知られている。
【００２２】
以下に、レーザー法によりビルドアップ多層プリント配線板を作製する方法について、図８（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００２３】
レーザー法では、上記図７（ｆ）に示す感光性樹脂層８の代わりに、図８（ａ）に示すように、半硬化樹脂材料２１の片面に銅箔２２が積層された銅箔付きプリプレグと称される材料を用いる。この半硬化樹脂材料２１は、内層コア材を構成する絶縁性樹脂基材１と同様に、必要に応じてガラス繊維、紙、アラミド繊維などを混入することによって強化されているものが多い。
【００２４】
この材料を、図８（ｂ）に示すように、フォト法と同様に作製した内層コア材の両面に積層する。
【００２５】
次に、図８（ｃ）に示すように、レーザー加工処理を行って、両面の内層導電体パターンと外層導電体パターンとの間（この例では第１層−第２層間および第３層−第４層間）を電気的に接続するためのバイアホール９を形成する。ここでは詳細な説明は省略するが、バイアホールを形成する際には、直接穴加工を行う方法、穴加工箇所の銅箔２２をエッチング等で取り除いておく方法など、いくつかの方法が挙げられる。
【００２６】
次に、図８（ｄ）に示すように、適切な前処理を行って、基板全体にパネルメッキを行い、バイアホール９の内壁および導電体層（銅箔）２２の表面に外層導電体層２３を形成する。このメッキ処理は、基本的には図８（ｃ）で説明したメッキ処理と同様に行われる。
【００２７】
以後の工程は、上述したフォト法と同様に行って、多層プリント配線板を完成させる。
【００２８】
上述したフォト法、レーザー法ともに、図７（ｅ）に示すインナーバイアホールの埋め込み処理は、主として、ビルドアップ層（絶縁性樹脂層と外層導電体パターン）を良好に形成するために行われる。内層コア材に図７（ｃ）に示すインナーバイアホール３のような穴が空いていると、その上に形成されるビルドアップ層の表面平坦性に影響を及ぼし、外層導電体層のパターニングが良好に行われないからである。また、完成基板において部品実装時などに加熱処理を行う際に、ふくれ、層間剥離等の原因となるため、内層コア材に空隙を作らないようにする必要があるからである。また、レーザー法による場合には、熱プレスによってビルドアップ層となるプリプレグが積層されるため、内層コア材に空隙があると、その部分の空気が膨張して、ふくれ、接着不良の原因となるためである。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のビルドアップ多層プリント配線板の製造方法では、以下のような問題がある。
【００３０】
まず、第１の問題として、導電体層を積層する度にパネルメッキを行う必要があり、工程が複雑で長くなるという問題がある。特に、化学メッキ、電解メッキなどのメッキ工程は、表面処理が複雑で、処理時間がかかる。また、図８（ａ）で示すような銅箔付きプリプレグを使用する場合、特開平８−１８２４１号公報に示されているように、メッキによって作製された銅箔層は薄くなるため、微細パターンを加工することが容易ではないという問題がある。
【００３１】
次に、第２の問題として、全層を貫通する貫通スルーホールを一度に形成することができないため、特開平５−３４３８５４号公報、特開平７−２８３５３９号公報等に示されているように、一般には、同じ場所にバイアホールを重ねて貫通スルーホールを作製する方法、または場所をずらしながらバイアホールを重ねて貫通スルーホールを作製する方法が一般的に用いられている。バイアホールを同じ場所で重ねて貫通スルーホールを作製する方法では、その表面の平坦性を良好にするためには加工が容易ではなく、スルホールの信頼性が損なわれることが多い。また、バイアホールを少しずつ場所をずらしながら重ねて貫通スルーホールを作製する方法では、ビルドアップ法によって、ドリルによる穴開け加工を行う従来の方法よりもバイアホール径、ランド径等を小さくできるにも関わらず、図９に示すように、バイアホール同士の接続場所が必要とされるため、配線密度が低くなるという問題がある。
【００３２】
この第２の問題を解決するために、例えば特開平７−２８３５４０号公報には、導電性樹脂ペースト、メッキ金属等でバイアホールを埋め込み、その上にビルドアップ層のバイアホールを重ねて形成する方法が開示されている。また、ＡＬＩＶＨ法等のように、導電性樹脂ペーストでバイアホールを埋め込んだ基板同士を積層する方法などが知られている。
【００３３】
さらに、貫通スルホールがバイアホールを重ねたもの、樹脂で埋め込まれたもの等であるため、実装される電子部品の接続用端子が基板を貫通することができず、表面実装型の電子部品しか実装することができないという問題がある。
【００３４】
この第３の問題を解決するために、外層導電体層を形成するためのパネルメッキを行う前に、ドリル加工で貫通穴を開けて貫通スルホールを形成する方法が知られている。しかしながら、この方法では、感光性樹脂層の現像後または感光性樹脂層の積層後等のように、メッキ処理前の樹脂層表面が微妙な状態で、ドリル加工、レーザー加工等のような機械的加工を行うことになる。このため、樹脂表面に対する油・その他の物質による汚染、微細なバイアホール内壁へのゴミ付着、バイアホールの角が欠けるなどの形状的損傷が生じることが多く、取り扱いが容易ではないという問題がある。
【００３５】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、貫通スルーホールを容易に形成して信頼性の低下・配線密度の低下を防ぎ、表面実装型以外の電子部品を搭載することができる多層プリント配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、絶縁性樹脂基材の両面に内層導電体パターンが設けられ、前記両面の内層導電体パターン同士を電気的に接続するためのインナーバイアホールが樹脂で埋め込まれた内層コア材の両面または片面に、絶縁性樹脂層を介して外層導電体パターンが設けられ、該絶縁性樹脂層に、該絶縁性樹脂層の両側にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターンと前記外層導電体パターンとを電気的に接続するためのバイアホールが設けられていると共に、完成基板の一方の表面から他方の表面まで貫通する貫通スルーホールが設けられている多層プリント配線板を製造する方法において、前記内層コア材の両面に内層導電体パターンを形成するとともに、該内層コア材のインナーバイアホールおよび貫通スルーホールとなる部分に貫通穴をそれぞれ形成する工程と、前記内層コア材の前記各貫通穴を樹脂で埋め込む工程と、次いで、前記内層コア材の両面または片面に絶縁性樹脂層を形成する工程と、該絶縁性樹脂層にバイアホールを形成するとともに、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂上の前記絶縁性樹脂層を除去して、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂を除去する工程と、次いで、前記絶縁性樹脂層上に外層導電体パターンを形成し、該絶縁性樹脂層の両側にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターンと前記外層導電体パターンとを接続するバイアホール導電体層を形成し、さらには、前記貫通スルーホールの内壁に該貫通スルーホールを貫通する貫通スルーホール導電体層を形成する工程とを含み、前記内層コア材の前記各貫通穴を樹脂で埋め込む工程は、前記インナーバイアホールとなる前記貫通穴内において前記内層コア材の両面にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターン同士を導電性ペースト樹脂で接続する工程を含むことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
前記導電性ペースト樹脂が、前記インナーバイアホール内に完全に埋め込まれていてもよい。
【００３７】
前記インナーバイアホールおよび前記貫通スルホールとなる前記貫通穴の少なくとも一方を埋め込む樹脂として、感光性樹脂を用いてもよい。
【００３８】
前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴を埋め込む樹脂として、前記絶縁性樹脂層と同等の感光性を有する樹脂を用いてもよい。
【００３９】
前記インナーバイアホールおよび前記貫通スルホールとなる前記貫通穴の少なくとも一方を埋め込む樹脂として、前記絶縁性樹脂基材および前記絶縁性樹脂層と同等または同等以上のレーザー加工性を有し、完成基板に必要とされる耐熱性を有する樹脂を用いてもよい。
【００４０】
前記絶縁性樹脂層にバイアホールを形成する際に、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が同時に除去されてもよい。
【００４１】
前記貫通スルホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂および前記絶縁性樹脂層が感光性を有しており、該樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が、感光性を利用して除去されてもよい。
【００４２】
レーザー光による加工処理により、前記貫通スルホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が除去されてもよい。
【００４３】
前記貫通スルーホール導電体層を介して前記内層導電体パターンと外部との電気的接続および部品実装を行ってもよい。
【００４４】
前記貫通スルーホール導電体層を、前記内層導電体パターンよりも外層側に位置する絶縁性樹脂層の貫通スルーホール内壁面の一部または全部に繋がるように形成してもよい。
【００４５】
本発明の多層プリント配線板は、前記多層プリント配線板の製造方法により作製されている。
【００５６】
以下に、本発明の作用について説明する。
【００５７】
本発明にあっては、内層コア材に貫通スルホールを開けて、一旦樹脂で埋め込んだ後、ビルドアップ層を構成する絶縁性樹脂層を積層することによって、表面の平坦性が良好なビルドアップ層を形成することができる。また、貫通スルーホールに埋め込んだ樹脂を除去してから、外層導電体層を形成するためのパネルメッキを行うことにより、全層を貫通する貫通スルーホールを容易に形成することができる。さらに、実装される電子部品の接続端子は貫通スルーホールを貫通することによって多層プリント配線板の全層を貫通することができるため、表面実装型以外の電子部品を搭載することができる。
【００５８】
さらに、インナーバイアホールにおいて両面の内層導電体パターン間を導電性ペースト樹脂で接続することによって内層のパネルメッキが不要となり、メッキ回数を減らして容易に微細パターンを形成することができる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００６０】
なお、以下の説明および図では、説明を分かりやすく簡単にするために、従来技術と同様に、内層コア材に２層の内層導電体パターンを形成し、ビルドアップ層として２層の外層導電体パターンを形成して４層の導電体パターンを設けた多層プリント配線板を例として示しているが、層数が変わっても、一部の手順を繰り返し行うだけであり、基本的な作製手順は同様である。また、導電体層としては、プリント配線板で最も一般的に用いられている銅を例として挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の導電体材料を用いることも可能である。さらに、実施形態中で示している導電体層の厚み、穴径などの数値についても、一般的に用いられている値を例示しただけであり、本発明はこれらに限定されるものではなく、技術的・工法的な必要に応じて自由に設定することができる。
【００６１】
（実施形態１）
図１（ｆ）は、本発明の一実施形態である多層プリント配線板の概略構成を示す断面図である。
【００６２】
この多層プリント配線板１００は、絶縁性樹脂基材１を有しており、この絶縁性樹脂基材１の両面に、内層導電体パターン５がそれぞれ設けられて内層コア材が構成されている。絶縁性樹脂基材１には、一方の表面から他方の表面に貫通するインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２が設けられている。そして、絶縁性樹脂基材１の一方の表面からインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２の内壁に沿って他方の表面まで設けられたインナーバイアホール導電体層６および貫通スルーホール導電体層１３を介して両面の内層導電体パターン５間が電気的に接続されている。
【００６３】
この内層コア材の両面には、絶縁性樹脂層８それぞれ設けられており、インナーバイアホール３は、この絶縁性樹脂層８によって埋め込まれており、貫通スルーホール１２は絶縁性樹脂層８が除去されて開口されている。各絶縁樹脂層８のそれぞれの表面には、外層導電体パターン１０が設けられている。各絶縁性樹脂層８には、それぞれ、内層導電体パターン５の一部が露出されるように外層側から内層側に貫通するバイアホール９が設けられており、その内壁に沿って設けられたバイアホール導電体層１１を介して内層導電体パターン３と外層導電体パターン１０とが電気的に接続されている。また、絶縁性樹脂層８の一方の表面から貫通スルーホール１２の内壁に沿って他方の表面まで設けられた外層の貫通スルーホール導電体層１４は、内層の貫通スルーホール導電体層１３と電気的に接続されている。
【００６４】
次に、このように構成された本実施形態の多層プリント配線板１００をフォト法により製造する方法について、図１（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
【００６５】
まず、内層コア材を作製する工程について説明する。ここで使用する材料および手順は、図７（ａ）〜（ｄ）に示す従来技術と同様である。
【００６６】
図１（ａ）に示すように、絶縁性樹脂基材１の両面に導電体層を設けたものを準備する。本実施形態では、ガラス繊維強化エポキシ樹脂基材１の両面に銅箔を設けたものを用いた。
【００６７】
次に、絶縁性樹脂基材１および導電体層に穴開け加工を行って、絶縁性樹脂基材１の両面に設けられた内層導電体パターン間（この例では第２層−第３層間）を電気的に接続させるためのインナーバイアホール３を形成する。さらに、本実施形態では、完成基板において貫通スルホール１２となる部分にも穴を開けている。本実施形態ではドリルで機械的に穴開けを行っているが、レーザー光などによって加工してもよい。
【００６８】
次に、パネルメッキを行ってインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２の内壁および導電体層（銅箔）の表面に導電体層を形成し、エッチングを行って、所望の回路パターン（内層導電体パターン）５、両面の内層導電体パターン５間を電気的に接続するインナーバイアホール導電体層６および内層の貫通スルーホール導電体層１３を形成する。
【００６９】
なお、本実施形態では、絶縁性樹脂基材１の両面に設けられた銅箔およびメッキ層により内層導電体パターン５を形成しているが、内層導電体層の厚みが厚くなることが望ましくない場合、内層導電体パターンが微細パターンである場合等には、必要に応じて、銅箔２の表面の全部または一部にメッキ層４が付着しないようにマスクを設けてメッキすることも可能である。
【００７０】
次に、内層コア材の上にビルドアップ法により外層導電体パターンを作製する方法について説明する。
【００７１】
図１（ｂ）に示すように、内層コア材の両面に、外層導電体パターンと内層導電体パターンとの間の絶縁性樹脂層となる感光性樹脂層８を積層する。このとき、内層コア材に開けられているインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２にも樹脂が充填される。
【００７２】
なお、本実施形態では、インナーバイアホール３および貫通スルーホール１２に対して樹脂を埋め込む工程を、絶縁性樹脂層８を形成する工程と同時に行っているが、樹脂を埋め込む工程と絶縁性樹脂層８を形成する工程とを別々に行ってもよく、それぞれ異なる樹脂を用いてもよい。インナーバイアホール３および貫通スルーホール１２を埋め込む樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニルサルフォン(ＰＰＳ)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)樹脂等を用いることができる。また、貫通スルホール１２において埋め込み樹脂を確実に除去し、露光時の制御を容易にするためには、絶縁性樹脂層８よりも感光性の低い感光性樹脂、感光性は無いが絶縁性樹脂層８の現像液で容易に溶解する樹脂等を貫通スルーホール１２の埋め込み樹脂として用いることができる。また、インナーバイアホール３に導電性樹脂を埋め込むことによって、さらに導通抵抗を低下させることもできる。
【００７３】
次に、図１（ｃ）に示すように、感光性樹脂層８に対してフォトマスク１５を用いて露光を行う。ここで用いられる感光性樹脂には、ポジ型のものとネガ型のものとがあり、いずれも用いることができるが、本実施形態では、ポジ型感光性アクリル変成エポキシ樹脂を用いているので、バイアホール９および貫通スルーホール１２部分に光が照射されないように遮光部１５ｂを設け、それ以外の部分を透光部１５ａとしたフォトマスクを用いて露光を行った。フォトマスク１５の透光部１５ａを通った光は、内層導電体パターンと外層導電体パターンとの間の絶縁性樹脂層となる部分８ａおよびインナーバイアホール３となる部分８ｃに照射され、この部分を架橋・硬化させる。一方、フォトマスク１５の遮光部５ｂの下に配置されたバイアホール９となる部分８ｂおよび貫通スルーホール１２となる部分８ｄにおいては、光が照射されないために樹脂は硬化しない。
【００７４】
なお、本実施形態では、感光性樹脂層８を露光するためにフォトマスク１５を用いているが、このようなフォトマスクを用いず、感光性樹脂層８の表面上をレーザー光で走査しながら、レーザー光のｏｎ／ｏｆｆ制御により適切に樹脂に露光を行う方法を用いてもよい。
【００７５】
続いて、現像処理、ポストキュア工程を行って、図１（ｄ）に示すように、両面の内層導電体パターンと外層導電体パターンとの間（この例では第１層−第２層間および第３層−第４層間）を電気的に接続するためのバイアホール９を形成する。このとき、貫通スルホール１２の内層コア部分に埋め込まれていた感光性樹脂層８も、露光を受けていないので、現像工程において、他の穴部分と同時に溶解除去される。
【００７６】
次に、図１（ｅ）に示すように、適切な前処理を行って、基板全体にパネルメッキを行い、外層導電体層１０ａを形成する。
【００７７】
最後に、図１（ｆ）に示すように、適切なエッチングレジストをパターン形成して外層導電体層１０ａにエッチングを行い、所望の回路パターン（外層導電体パターン）１０、内層導電体パターン５と外層導電体パターン１０とを電気的に接続するバイアホール導電体層１１、および内層の貫通スルーホール導電体層１３と接続された外層の貫通スルーホール導電体層１４を形成する。
【００７８】
この後、金メッキ等の表面処理、ソルダレジストの形成、シンボル印刷、外形加工などを行って、多層プリント配線板１００を完成させる。
【００７９】
図２（ａ）は、本実施形態の多層プリント配線板１００における貫通スルーホール１２部分の拡大断面図である。
【００８０】
ここでは、貫通スルホール１２となる部分の内層導電体パターン（内層の貫通スルーホール導電体層）にランド１３が設けられており、外層パネルメッキで形成された外層導電体パターン（外層の貫通スルーホール導電体層）１４が、このランド１３の表面上に重なっている。これは、配線領域に余裕があり、貫通スルホール１２のランド１３との電気的接続の確実性、導通抵抗の低減を最大限に考慮した場合の構成例である。この場合には、貫通スルホール１２用の穴を絶縁性樹脂層８に開けるときに、穴径を内層コア材に形成した貫通スルホール１２用の穴径よりも数十μｍ大きくする。
【００８１】
また、図２（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂層８に設ける貫通スルホール１２穴径と内層コア材の貫通スルホール１２穴径とを同じにして、外層パネルメッキで形成された外層の貫通スルーホール導電体層１４を内層ランド１３の表面上に重ねず、貫通スルホール１２の内壁を実用上フラットにすることもできる。この場合には、絶縁性樹脂層８の端部１６を、貫通スルホール１２の内壁に設けられた内層導電体パターン１３の表面とほぼ同じ位置に配置する。また、穴加工の位置誤差等を吸収して、より平滑な内壁を得るために、一般には、平滑性の高いメッキ浴組成が選択される。
【００８２】
また、図２（ｃ）に示すように、絶縁性樹脂層８に開ける貫通スルホール１２用の穴径を内層コア材の貫通スルホール１２穴径より若干小さくして、絶縁性樹脂層８の端部１６の位置を貫通スルホール１２の内壁に設けられた内層導電体パターン１３の表面の位置よりも突出させて形成し、メッキ導電体層（外層の貫通スルーホール導電体層）１４によって、その段差を埋めて表面を平滑化してもよい。
【００８３】
さらに、図２（ａ）〜図２（ｃ）の構成とすると、貫通スルホール１２における内層導電体層の厚さは、通常の２倍程度となる。
従来の貫通スルホールメッキ法では、メッキ液の流れの悪さ、電流密度分布等の関係によって、薄くなりがちであり、また、穴加工時のスルホール内壁荒れなどから、スルホール欠陥の原因となりやすいという問題があるが、貫通スルホール１２における内層導電体層の厚さは、通常の２倍程度となることにより、基板の厚さ方向の中心部分のスルホールメッキ厚を稼ぐことができ、これにより、層間の導通抵抗を大幅に低減することができる。特に、内層には、通常、電源層、グランド層等があるため、電源の安定化、インピーダンスの低減、雑音発生の抑制等に効果がある。
【００８４】
さらに、図２(e)に示す様に、内層コアを作成する際に、貫通スルホール部のスルホール穴部にはメッキを施さず、外層ビルドアップ層のメッキ工程で、貫通スルホールを形成する事も可能である。具体的には、図１(a)で示す内層コアとして、スルホールメッキを行わず、単に貫通スルホール穴部に穴をあけた両面基板を用い、外層・ビアホールメッキ工程で、貫通スルホールメッキも合わせて行うものである。この方法は、内層導体パターン間をつなぐインナーバイアが無い基板において特に有効であり、図１（ａ）の６で示すスルホールメッキ工程を省略する事ができるため、工程を簡素化できる。
【００８５】
また、貫通スルホール１２内壁の内層コア材部分のみ、導電体層の厚みが異なることが望ましくない場合等に、接続信頼性をさらに高めるために、外層パネルメッキ前に、貫通スルホール１２部の内壁に設けられた内層導電体層１３をエッチングで除去する場合もある。さらに、メッキ導電体層１４の接続信頼性を改善するために、図２（ｄ）に示すように、貫通スルホール１２部のランド１３を数十μｍエッチバックしてから、その部分を埋めるように外層パネルメッキを行うことも可能である。
【００８６】
（実施形態２）
本実施形態では、内層のパネルメッキを行わずに多層プリント配線板を作製する方法について、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。この方法によれば、工程が長くなりがちで、管理が容易ではない化学・電気メッキ工程を少なくすることができる。
【００８７】
まず、内層コア材を作製する工程について説明する。図３（ａ）に示すように、両面に銅箔（導電体層）を設けた絶縁性樹脂基材１に対して、絶縁性樹脂基材１および導電体層に穴開け加工を行って、絶縁性樹脂基材１の両面に設けられた内層導電体パターン間（この例では第２層−第３層間）を電気的に接続させるためのインナーバイアホール３および完成基板において貫通スルホール１２となる部分に穴を開ける。
【００８８】
次に、パネルメッキは行わず、そのまま、導電体層にエッチングを行って内層導電体パターン２を形成する．なお、穴開け加工とパターニングとは、この順番に限られず、逆の順番で行ってもよい。
【００８９】
次に、図３（ｂ）に示すように、インナーバイアホール３となる部分の第２層の導電体パターン２ａおよび第３層の導電体パターン２ｂ間を導電性ペースト樹脂１８で電気的に接続する。このとき、貫通スルホール１２となる部分は、導電性ペースト樹脂１８による電気的接続は行わない。
【００９０】
以降の工程は、実施形態１と同様であり、図３（ｃ）に示すように、内層コア材の両面に感光性樹脂層８を形成し、露光・現像・硬化を行ってバイアホール９を形成すると共に貫通スルーホール１２に埋め込まれた感光性樹脂層８を除去する。そして、適切な前処理を行って、基板全体にパネルメッキを行い、外層導電体層１０ａを形成する。この場合、貫通スルホール１２は、導電性ペースト樹脂１８ではなく、外層パネルメッキ工程で形成された導電体層によって電気的に接続されている。
【００９１】
本実施形態では、導電性ペースト樹脂１８を形成するためにピン方式を用いたため、図３（ｃ）で示すように、インナーバイアホール３は、導電性ペースト樹脂で埋められておらず、その中央部は感光性樹脂８にて埋められている。さらに層間の導通抵抗を下げたい場合、穴径が小さいために感光性樹脂による空隙充填が容易ではない判断される場合などには、インナーバイアホール３を印刷法等によって導電性樹脂ペースト１８で完全に埋めてしまうことも可能である。
【００９２】
以降の工程は、実施形態１と同様であり、メッキ導電体層１０ａにエッチングを行って所望の回路パターン（外層導電体パターン）１０、内層導電体パターン５と外層導電体パターン１０とを電気的に接続するバイアホール導電体層１１、および内層導電体パターン２と電気的に接続された外層の貫通スルーホール導電体層１４を形成する。そして、金メッキ等の表面処理、ソルダレジストの形成、シンボル印刷、外形加工などを行って、多層プリント配線板を完成させる。
【００９３】
なお、本実施形態において、感光性樹脂層８の代りに、銅箔付きプリプレグを使用してレーザー法によりビルドアップ多層プリント配線板を作製することも可能である。
【００９４】
（実施形態３）
本実施形態では、レーザー法によってビルドアップ多層内層のパネルメッキを行わずに多層プリント配線板を作製する方法について、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００９５】
まず、図４（ａ）に示すように、絶縁性樹脂基材１の両面に導電体層２を設けたものを準備する。本実施形態では、ガラス繊維強化エポキシ樹脂基材１の両面に厚み３５μｍの銅箔２を積層したものを用いた。
【００９６】
次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁性樹脂基材１および導電体層２に穴開け加工を行って、絶縁性樹脂基材１の両面に設けられた内層導電体パターン間（この例では第２層−第３層間）を電気的に接続させるためのインナーバイアホール３を形成する。さらに、本実施形態では、完成基板において貫通スルホール１２となる部分にも穴を開けている。本実施形態ではドリルで機械的に穴開けを行っているが、レーザー光などによって加工してもよい。
【００９７】
次に、メッキ処理は行わず、図４（ｃ）に示すように、樹脂７にてインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２を樹脂で埋め込む。通常、穴埋め樹脂７としては、内層コア材を構成する絶縁性樹脂基材１と同等の樹脂、例えば本実施形態例ではエポキシ樹脂が用いられることが多いが、本実施形態では、アクリル系樹脂を用いた。
【００９８】
このようにアクリル系の樹脂を用いる理由は、穴埋め樹脂に必要とされる以下のような性能を考慮したためである。本実施形態においてインナーバイアホール３および貫通スルーホール１２を埋め込む穴埋め樹脂に必要とされる性能は、従来のインナーバイアホール３を埋め込む穴埋め樹脂と同様に、絶縁性能、絶縁性樹脂基材１と近似した熱膨張係数、絶縁性樹脂基材１との良好な接着性能、積層・部品実装等を行った後の工程で必要とされる耐熱性等であるが、その他に、レーザー穴開け加工における加工性の良さ、特に、絶縁性樹脂基材１を構成する樹脂よりも速い加工速度、レーザー光による除去容易性、後の加工・スルホール信頼性に影響を及ぼす炭化物等の残渣の残りにくさ等が要求される。これらの観点から、本実施形態ではアクリル系樹脂を用いている。
【００９９】
次に、図４（ｃ）に示すように、内層コア材の両面に、銅箔付きプリプレグまたは接着剤付き銅箔などと称される、半硬化樹脂材料２１の片面に銅箔２２が積層された材料を積層する。
【０１００】
次に、図４（ｄ）に示すように、レーザー加工処理を行って、両面の内層導電体パターンと外層導電体パターンとの間（この例では第１層−第２層間および第３層−第４層間）を電気的に接続するためのバイアホール９を形成する。さらに、本実施形態では、貫通スルーホールとなる部分１２に埋め込まれていた樹脂７も同時に除去している。
【０１０１】
以降の工程は、実施形態１および図８（ｄ）に示す従来技術と同様であり、適切な前処理を行って、基板全体にパネルメッキを行い、バイアホール９の内壁および導電体層（銅箔）２２の表面にメッキ導電体層（外層導電体層）を形成する。そして、メッキ導電体層にエッチングを行って所望の回路パターン（外層導電体パターン）、内層導電体パターンと外層導電体パターンとを電気的に接続するバイアホール導電体層１１、および内層導電体パターンと電気的に接続された外層の貫通スルーホール導電体層を形成する。そして、金メッキ等の表面処理、ソルダレジストの形成、シンボル印刷、外形加工などを行って、多層プリント配線板を完成させる。
【０１０２】
（実施形態４）
本実施形態では、貫通スルーホール１２を埋め込む樹脂としてエッチングレジストインクを用いた例について、図５（ａ）および図５（ｂ）を用いて説明する。
【０１０３】
図５（ａ）は、実施形態１の図１（ｅ）に相当する工程が完了した状態であり、内層導電体パターン５と外層導電体パターン１０との間の絶縁性樹脂層８を形成し、バイアホール８および貫通スルホール１２を開口して、パネルメッキにより外層導電体層１０ａを作製した状態である。なお、本実施形態では、実施形態１と同様に絶縁性樹脂層８を感光性樹脂によって形成しているが、実施形態２のように、銅箔付きプリプレグを積層して絶縁性樹脂層を作製してもよい。
【０１０４】
次に、図５（ｂ）に示すように、貫通スルホール１２内に、エッチング液に耐えるエッチングレジストインク１９を充填し、その後、外層導電体層１０ａをエッチングするためのエッチングレジスト２０を形成する。本実施形態では、外層導電体層１０ａをエッチングするためのエッチングレジスト２０としてドライフィルムを用い、貫通スルホール１２の穴埋め用にエッチングレジストインク１９を用いている。このエッチングレジストインク１９としては、エッチング終了後にドライフィルム剥離液にて容易に溶解・剥離できるものを用いている。
【０１０５】
図５（ｃ）は、外層導電体層１０ａのエッチングを完了し、エッチングレジスト２０を除去した状態の貫通スルーホール部の拡大断面図である。ここでは、貫通スルーホール１２の内壁に、内層コア材の作製時に形成された内層の貫通スルーホール導電体層１３、および外層パネルメッキ時に形成された外層の貫通スルーホール導電体層１４が設けられている。なお、本実施形態では、外層の貫通スルホール導電体層１４にランドが設けられていないが、ランドを設けてもよい。
【０１０６】
以降の工程は、実施形態１と同様であり、金メッキ等の表面処理、ソルダレジストの形成、シンボル印刷、外形加工などを行って、多層プリント配線板を完成させる。
【０１０７】
図６（ａ）は、このようにして作製された多層プリント配線板における貫通スルーホールに、部品を実装した状態を示す断面図である。ここでは、貫通スルーホール１２に部品の接続端子３１が挿入され、半田３２によって貫通スルーホール導電体層１３および１４と電気的に接続されている。
【０１０８】
この状態は、所謂ランドレススルホールと称されるものであるが、以下の点で、従来のランドレススルーホールよりも優れている。
【０１０９】
第１に、部品の接続端子３１を電気的に接続するための半田３２が、カップ状の貫通スルーホール導電体層１３および１４で受けられているため、接続面積が広くなり、接続強度、接続信頼性が向上する。
【０１１０】
第２に、メッキ層１０ａのエッチングの際に貫通スルーホール１２をエッチングレジストインク１９によって穴埋めをしているため、通常のランドレススルホール作成手順よりも、安全確実にランドレススルホールを作製することができる。これは、エッチングの際に貫通スルーホールが穴埋めされて平坦化されているため、パターニングを良好に行うことができるためである。
【０１１１】
なお、図６（ａ）では、貫通スルホール１２内に貫通スルーホール導電体層１３および１４の凸部が設けられているが、実施形態１において図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、貫通スルーホール１２の内壁に凸部が無いように貫通スルーホール導電体層１３および１４を形成することもできる。
【０１１２】
また、貫通スルーホール１２に部品を実装せずに、外部との接触により電気的接続を取るための接続端子、チェッカ端子等として用いることもできる。
【０１１３】
例えば、他の回路との接続端子として用いる場合には、図６（ｂ）に示すように、コネクタ端子３３およびコネクタハウジング３４等の形状を適切に選択することによって、端子接触部を気密に近い状態とすることが容易となり、長期接続信頼性を与えることができる。ここでは、コネクタ端子９が貫通スルーホール１２内に挿入されて貫通スルーホール導電体層１３および１４と電気的に接続されており、その周囲を囲むようにコネクタハウジング１０が配置されている。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ビルドアップ法において、貫通スルホールを容易に形成することができ、搭載部品が表面実装型に限定されない。また、メッキ回数を減らして、工程の短縮化、管理の容易化、歩留まり向上、加工コストの削減を図ることができる。また、内層パネルメッキを行わないことによって、銅箔が厚くならず、微細パターンの加工が可能となる。また、インナーバイアホールの厚みを厚くすることによって導通抵抗を下げることができる。特に、内層導電体パターンは、電源、グランド等の用途に使用されるため、インピーダンスの低下に効果がある。さらに、内層導電体パターンに対して直接外部との電気的接続を行うことができ、また、部品を実装することもできる。この場合、コネクタ形状を工夫することによって、接続信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、本発明の一実施形態である多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ実施形態１の多層プリント配線板における貫通スルーホール部の構成例を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）および（ｃ）は、それぞれ、実施形態２の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図であり、（ｂ）はそのインナーバイアホール部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施形態３の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態４の多層プリント配線板の製造工程を示す断面図であり、（ｃ）はその貫通スルーホール部の拡大断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態４の多層プリント配線板における貫通スルーホールへの部品実装例を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ、従来のフォト法によるビルドアップ多層配線板の製造工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、従来のレーザー法によるビルドアップ多層配線板の製造工程を示す断面図である。
【図９】従来のビルドアップ多層配線板における層間接続状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁性樹脂基材
２、２ａ、２ｂ 内層導電体層、内層導電体パターン（銅箔）
３ インナーバイアホール
４ 内層導電体層（メッキ層）
５ａ 内層導電体層
５ 内層導電体パターン
６ 貫通スルーホール導電体層
７ 埋め込み樹脂
８ 絶縁性樹脂層（感光性樹脂層）
８ａ、８ｃ 感光性樹脂露光部
８ｂ、８ｄ 感光性樹脂未露光部
９ バイアホール
１０ａ 外層導電体層（メッキ層）
１０ 外層導電体パターン
１１ バイアホール導電体層
１２ 貫通スルーホール
１３ 内層の貫通スルーホール導電体層（ランド）
１４ 外層の貫通スルーホール導電体層
１５ フォトマスク
１５ａ フォトマスク透光部
１５ｂ フォトマスク遮光部
１６ 絶縁性樹脂層の端部
１７ ランドをエッチバックした部分
１８ 導電性ペースト樹脂
１９ エッチングレジストインク
２０ エッチングレジストマスク
２１ 半硬化樹脂材料
２２ 外層導電体層（銅箔）
２３ 外層導電体層（メッキ層）
３１ 部品の接続端子
３２ 半田
３３ コネクタ
３４コネクタハウジング
１００、７００ 多層プリント配線板

Claims (11)

1. 絶縁性樹脂基材の両面に内層導電体パターンが設けられ、前記両面の内層導電体パターン同士を電気的に接続するためのインナーバイアホールが樹脂で埋め込まれた内層コア材の両面または片面に、絶縁性樹脂層を介して外層導電体パターンが設けられ、該絶縁性樹脂層に、該絶縁性樹脂層の両側にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターンと前記外層導電体パターンとを電気的に接続するためのバイアホールが設けられていると共に、完成基板の一方の表面から他方の表面まで貫通する貫通スルーホールが設けられている多層プリント配線板を製造する方法において、
   前記内層コア材の両面に内層導電体パターンを形成するとともに、該内層コア材のインナーバイアホールおよび貫通スルーホールとなる部分に貫通穴をそれぞれ形成する工程と、
   前記内層コア材の前記各貫通穴を樹脂で埋め込む工程と、
   次いで、前記内層コア材の両面または片面に絶縁性樹脂層を形成する工程と、
   該絶縁性樹脂層にバイアホールを形成するとともに、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂上の前記絶縁性樹脂層を除去して、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂を除去する工程と、
   次いで、前記絶縁性樹脂層上に外層導電体パターンを形成し、該絶縁性樹脂層の両側にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターンと前記外層導電体パターンとを接続するバイアホール導電体層を形成し、さらには、前記貫通スルーホールの内壁に該貫通スルーホールを貫通する貫通スルーホール導電体層を形成する工程とを含み、
   前記内層コア材の前記各貫通穴を樹脂で埋め込む工程は、前記インナーバイアホールとなる前記貫通穴内において前記内層コア材の両面にそれぞれ設けられた前記内層導電体パターン同士を導電性ペースト樹脂で接続する工程を含むことを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 前記導電性ペースト樹脂が、前記インナーバイアホール内に完全に埋め込まれる請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
3. 前記インナーバイアホールおよび前記貫通スルホールとなる前記貫通穴の少なくとも一方を埋め込む樹脂として、感光性樹脂を用いる請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
4. 前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴を埋め込む樹脂として、前記絶縁性樹脂層と同等の感光性を有する樹脂を用いる請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
5. 前記インナーバイアホールおよび前記貫通スルホールとなる前記貫通穴の少なくとも一方を埋め込む樹脂として、前記絶縁性樹脂基材および前記絶縁性樹脂層と同等または同等以上のレーザー加工性を有し、完成基板に必要とされる耐熱性を有する樹脂を用いる請求項１に記載の多層プリント配線板の製造方法。
6. 前記絶縁性樹脂層にバイアホールを形成する際に、前記貫通スルーホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が同時に除去される請求項１〜請求項５のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
7. 前記貫通スルホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた前記樹脂および前記絶縁性樹脂層が感光性を有しており、該樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が、感光性を利用して除去される請求項６に記載の多層プリント配線板の製造方法。
8. レーザー光による加工処理により、前記貫通スルホールとなる前記貫通穴に埋め込まれた樹脂上の前記絶縁性樹脂層および該樹脂が除去される請求項６に記載の多層プリント配線板の製造方法。
9. 前記貫通スルーホール導電体層を介して前記内層導電体パターンと外部との電気的接続および部品実装を行う請求項１〜請求項８のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
10. 前記貫通スルーホール導電体層を、前記内層導電体パターンよりも外層側に位置する絶縁性樹脂層の貫通スルーホール内壁面の一部または全部に繋がるように形成する請求項９に記載の多層プリント配線板の製造方法。
11. 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法により作製された多層プリント配線板。

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