JP4117390B2 - キャビティ付き多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子や抵抗、コンデンサ等のチップ部品を実装するためのキャビティを有するキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のプリント配線板の製造方法として以下のような製造方法が提案されている。この製造方法は、多層プリント配線板の一方の面側からキャビティ部分をＮＣ加工機によるドリルで座ぐり加工する方法であり、以下のような工程を経て実施される。互いに電気的に接続された内層回路パターンの座標とスルーホールの座標とを予めメモリしておき、最初にこのスルーホールと、座ぐり加工具との間の電気接続の有無を監視しながら前記メモリした内層回路パターンの座標で座ぐり加工を行い、前記スルーホールと座ぐり加工具とが電気的に接続された時点で座ぐり加工の深さを求めてメモリし、キャビティの他の部分を同一深さに座ぐり加工する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２２６４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の製造方法では、ＮＣ加工機における厳しいＺ軸（深さ）精度が必要となる。つまり、今後求められる高精度な回路パターン上の座ぐり加工においては、回路パターンを形成している導体厚がますます薄くなり、Ｚ軸方向のコントロールがますます厳しくなる。
【０００５】
しかしながら、上記の製造方法では、一パターンの電気的接続が検出された時点で、その時の深さを一定にして座ぐり加工を行うので、多層プリント配線板において座ぐり加工される層より下層の層間厚や導体厚が変動した場合、回路パターン、もしくは搭載される部品との電気的接続を行うパッド、ランドが露出しなかったり、回路パターン、パッド、ランドを削りすぎてしまうことが起こる。その結果、再加工が必要となったり、回路破損が発生する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、多層プリント配線板に対する座ぐり加工をどのような加工で行っても層間厚や導体厚の変動の悪影響を受けることの無いキャビティ付き多層プリント配線板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】
本発明によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法は、多層プリント配線板において内層となるべき層を構成する導体張積層板に、樹脂層を貫通して導体が露出するような第１の座ぐり加工を施す工程と、座ぐりされた部分に前記導体とは異なる金属を充填する工程と、前記導体張積層板の両面に導体めっきを施す工程と、前記導体張積層板の両面の導体層により回路パターンを形成する工程と、前記導体張積層板の両面側に、少なくとも一層の絶縁層を含む積層体を形成する工程と、前記積層体の前記第１の座ぐり加工を施した面側より、前記充填された金属に至る第２の座ぐり加工を施して前記充填された金属の一面を露出させる工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本製造方法においては、前記導体は銅であり、前記金属は錫、半田、ニッケルのいずれかが用いられる。
【０００９】
本製造方法はまた、前記金属の一面を露出させる工程に続いて前記充填された金属をエッチングにより除去する工程を含む。
【００１０】
なお、前記第１の座ぐり加工による座ぐり部の形状は、環状あるいは角筒状とされても良い。
【００１１】
本製造方法においては、前記第１、第２の座ぐり加工はドリル加工又はレーザ加工で行うことが好ましい。
【００１２】
本発明によればまた、チップ部品を実装するためのキャビティを有するキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法であって、多層構成とする前に、基礎となる層を構成する銅張積層板に樹脂層を貫通して銅層が露出するような第１の座ぐり加工を施す工程と、座ぐりされた部分に銅とは異なる金属を充填する工程と、前記銅張積層板の両面に銅めっきを施す工程と、前記銅張積層板の両面における前記銅層を含む銅めっき層により回路パターンを形成する工程と、前記銅張積層板の両面側にそれぞれ少なくとも一層の絶縁層及び回路パターンを形成して多層構成とする工程と、前記銅張積層板の上面側又は下面側から前記充填された金属に至る第２の座ぐり加工を施して前記充填された金属の上面又は下面を露出させる工程と、エッチングにより前記充填された金属を除去する工程とを含むことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法は、半導体素子や抵抗、コンデンサ等のチップ部品を実装するためのキャビティの主要部、つまり層間厚や導体厚の変動の影響を受け易い部分を、多層プリント配線板を構成する前に予め座ぐり加工により形成しておく点に特徴を有する。
【００１４】
図１、図２を参照して、本発明によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法の第１の実施の形態について説明する。
【００１５】
以下に、第１の実施の形態にかかる製造方法を順をおって説明する。
【００１６】
はじめに、図１（ａ）に示すように、任意の厚みをもつ銅張積層板１に、ＮＣ加工機によるドリル加工やレーザ加工等により上面側の銅層１−３及び樹脂層１−１を貫通して下面側の銅層１−２が露出するような第１の座ぐり加工を行い、所定大のキャビティ２を形成する。なお、銅張積層板１は多層プリント配線板を構成する際にその基礎となる層であり、ここでは、上下両面に銅層１−３、１−２を有する銅張積層板１を用いているが、上面側から座ぐり加工を行うのであれば、下面側にのみ銅層を有する片面銅張積層板を用いても良い。また、キャビティ２の形状は、円形や角形等のいずれの形状でも良い。
【００１７】
いずれにしても、本工程における座ぐり加工では、銅層１−２に厚さのばらつきがあったとしてもそれによる悪影響は無い。これは、後述される工程において銅層１−２の上には銅めっきが施されるので、多少の削り過ぎがあったとしても、銅めっき層による回路パターン、もしくは部品が固定されかつ部品との電気的接続を行うためのパッドやランドの形成には支障が無いからである。これは、本工程における座ぐり加工は、Ｚ軸（深さ）方向の厳しい精度を要求されないことを意味する。
【００１８】
次に、図１（ｂ）に示すように、座ぐり部分に銅と異なる金属３をめっきやペースト等にて充填し、充填後、両面側に通常通りＩＶＨ等の銅めっき層４−１、４−２を施す。金属３の材料としては、錫や半田、ニッケル等が用いられる。
【００１９】
次に、図１（ｃ）に示すように、フォトエッチング等の手法により両面側の銅めっき層４−１、４−２（銅層１−２、１−３を含む）による所望の回路パターン５−１、５−２の形成を行う。なお、金属３の上方に対応する領域には回路パターンは形成されない。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示すように、銅張積層板１の上下両面側に絶縁層６−２、６−１を積層後、レーザ加工等により両面側の予め定められた一箇所以上の位置にビアホール７を形成する。
【００２１】
続いて、図１（ｅ）に示すように、絶縁層６−１、６−２上に銅めっきを施した後、フォトエッチング等の手法により所望の回路パターン８−１、８−２を形成する。なお、ここでは便宜上、銅張積層板１の上下に、それぞれ一層ずつ絶縁層及び回路パターンを形成しているが、二層以上形成されても良い。勿論、一層あるいは二層以上のいずれの場合においても金属３の上方に対応する領域には回路パターンは形成されない。また、上面側から座ぐり加工を行う場合には、下面側には絶縁層６−１のみを形成する場合があり得る。
【００２２】
その後、図２（ｆ）を参照して、ドリル加工やレーザ加工等により絶縁層６−２を貫通して金属３の上面が露出するような第２の座ぐり加工を行い、キャビティ９を形成する。ここでは、キャビティ９の径（あるいは幅）をキャビティ２の径（あるいは幅）より大きくしているが、同じ又は小さくても良い。勿論、キャビティ２と９の平面形状が同じである必要は無い。本工程における座ぐり加工も、Ｚ軸（深さ）方向の厳しい精度を要求されない。
【００２３】
続いて、図２（ｇ）を参照して、銅に対するエッチング量の少ないエッチング剤でエッチングを行い、金属３を除去する。その結果、キャビティ９とキャビティ２とを合わせたキャビティ１０が形成される。なお、充填される金属３の材料が錫、半田等の場合、エッチング剤としては硝酸ベースエッチング剤を用いることができる。
【００２４】
以上のようにして、ＮＣ加工機やレーザ加工機においてＺ軸方向（深さ方向）の高精度な制御を実施しなくても、チップ部品実装のための所望の実装パッド１１を実現することが出来る。これにより、部品との電気的接続の不良が生じることは無くなる。
【００２５】
図３は、本発明によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法の第２の実施の形態を工程順に示している。この第２の実施の形態は、第１の座ぐり加工により形成するキャビティを環状あるいは角筒状とし、そこに充填される金属の除去を行わないようにした点において第１の実施の形態と異なる。それゆえ、図１、図２と同じ部分には同じ参照番号を付している。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、任意の厚みをもつ銅張積層板１に、ＮＣ加工機によるドリル加工やレーザ加工等により上面側の銅層１−３及び樹脂層１−１を貫通して下面側の銅層１−２が露出するような第１の座ぐり加工を行い、環状あるいは角筒状のキャビティ２´を形成する。勿論、本形態においても上面側から座ぐり加工を行うのであれば、下面側にのみ銅層を有する片面銅張積層板を用いても良い。
【００２７】
本工程における座ぐり加工でも、前述したのと同じ理由で銅層１−２に厚さのばらつきがあったとしてもそれによる悪影響は無いし、Ｚ軸方向（深さ方向）の高精度の制御は要求されない。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示すように、座ぐり部分に銅と異なる金属３をめっきやペースト等にて充填し、充填後、両面側に通常通りＩＶＨ等の銅めっき層４−１、４−２を施す。
【００２９】
次に、図３（ｃ）に示すように、エッチング等の手法により両面側の銅めっき層４−１、４−２（銅層１−２、１−３を含む）による所望の回路パターン５−１、５−２の形成を行う。なお、環状あるいは角筒状の金属３及びその内側の上方に対応する領域には回路パターンは形成されない。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、銅張積層板１の上下両面側に絶縁層６−２、６−１を積層後、レーザ加工等により両面側の予め定められた位置にビアホール７を形成する。
【００３１】
続いて、図３（ｅ）に示すように、絶縁層６−１、６−２上に銅めっきを施した後、エッチング等の手法により所望の回路パターン８−１、８−２を形成する。なお、ここでも便宜上、銅張積層板１の上下に、それぞれ一層ずつ絶縁層及び回路パターンを形成しているが、二層以上形成されても良い。勿論、一層あるいは二層以上のいずれの場合においても金属３及びその内側の上方に対応する領域には回路パターンは形成されない。また、前述したように上側から座ぐり加工を行う場合には、下面側には絶縁層６−１のみを形成する場合があり得る。
【００３２】
その後、図３（ｆ）を参照して、ドリル加工やレーザ加工等により絶縁層６−１を貫通して金属３及びその内側の上面が露出するような第２の座ぐり加工を行い、キャビティ９を形成する。ここでも、キャビティ９の径をキャビティ２の径より大きくしているが、同じでも良い。また、この第２の座ぐり加工もＺ軸方向（深さ方向）の高精度の制御は要求されない。
【００３３】
以上のようにして、ＮＣ加工機やレーザ加工機においてＺ軸方向（深さ方向）の高精度な制御を実施しなくても、チップ部品実装のための所望の実装パッド１１´を実現することが出来る。
【００３４】
以上、本発明を２つの実施の形態について説明したが、本発明はこれら２つの実施の形態に限らず、様々な変更が可能である。例えば、第１の座ぐり加工による座ぐり部に充填される金属３に代えて感光性樹脂を充填するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による製造方法によれば、多層構成とする前にキャビティの主要部となる部分を座ぐり加工により形成しておき、回路パターン形成用の銅とは異種の金属を充填することで、特殊なＺ軸制御を有しない座ぐり加工機においても、実装パッド形成のための所望の回路パターンを露出させることが可能となる。つまり、本発明による製造方法は、多層プリント配線板における層間厚や導体厚の変動の悪影響を受けることが無い。これにより、部品との電気的接続の不良が生じることを無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法の流れを順に示した断面図である。
【図２】図１に続く製造方法の流れを順に示した断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法の流れを順に示した断面図である。
【符号の説明】
１ 銅張積層板
１−１ 樹脂層
１−２、１−３ 銅層
２、２´、９、１０ キャビティ
３ 金属
４−１、４−２ 銅めっき層
５−１、５−２、８−１、８−２ 回路パターン
１１、１１´ 実装パッド

Claims (6)

1. 多層プリント配線板において内層となるべき層を構成する導体張積層板に、樹脂層を貫通して導体が露出するような第１の座ぐり加工を施す工程と、
   座ぐりされた部分に前記導体とは異なる金属を充填する工程と、
   前記導体張積層板の両面に導体めっきを施す工程と、
   前記導体張積層板の両面の導体層により回路パターンを形成する工程と、
   前記導体張積層板の両面側に、少なくとも一層の絶縁層を含む積層体を形成する工程と、
   前記積層体の前記第１の座ぐり加工を施した面側より、前記充填された金属に至る第２の座ぐり加工を施して前記充填された金属の一面を露出させる工程とを含むことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、前記導体は銅であり、前記金属は錫、半田、ニッケルのいずれかであることを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の製造方法において、前記金属の一面を露出させる工程に続いて前記充填された金属をエッチングにより除去する工程を含むことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。
4. 請求項１又は２に記載の製造方法において、前記第１の座ぐり加工による座ぐり部の形状を環状あるいは角筒状としたことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法において、前記第１、第２の座ぐり加工をドリル加工又はレーザ加工で行うことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。
6. チップ部品を実装するためのキャビティを有するキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法において、
   多層構成とする前に、基礎となる層を構成する銅張積層板に樹脂層を貫通して銅層が露出するような第１の座ぐり加工を施す工程と、
   座ぐりされた部分に銅とは異なる金属を充填する工程と、
   前記銅張積層板の両面に銅めっきを施す工程と、
   前記銅張積層板の両面における前記銅層を含む銅めっき層により回路パターンを形成する工程と、
   前記銅張積層板の両面側にそれぞれ少なくとも一層の絶縁層及び回路パターンを形成して多層構成とする工程と、
   前記銅張積層板の上面側又は下面側から前記充填された金属に至る第２の座ぐり加工を施して前記充填された金属の上面又は下面を露出させる工程と、
   エッチングにより前記充填された金属を除去する工程とを含むことを特徴とするキャビティ付き多層プリント配線板の製造方法。

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