JP5218833B2 - マルチワイヤ配線板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高精度なレジストレーションを有するマルチワイヤ配線板の製造方法に関する。

近年、電子機器の高機能化に伴い、プリント配線板にも配線密度の向上が強く要求されてきている。この要求を満足する配線板の一つに、必要な配線パターンを絶縁被覆ワイヤで形成するマルチワイヤ配線板がある。これは銅ワイヤが絶縁被覆されているため同一層内での交差配線が可能となり配線密度の向上が容易となっている。

このマルチワイヤ配線板は、予め内層回路を形成した基板の表裏に絶縁被覆ワイヤを布線する場合は、内層回路基板の両面四隅に設置された布線位置合わせ用の内層パターンを用いて、布線パターンと内層パターンとの位置ずれ量を読み取り、ずれ補正を行ない、各面毎に位置合わせを行なっていた（特許文献１）。また、多層化接着後の必要な配線パターンをめっきで接続するための穴明けでは、基板四隅に埋設された穴位置合わせ用の布線パターンを用いて、穴と布線パターンとの位置ずれ量を読み取り、ずれ補正を行ない、布線パターンを基準として穴明けの位置合わせを行なっていた（特許文献２、３）。
特開２００２−２４６７２７号公報 特開２００４−３１１８１６号公報 特開２００４−３４２９７８号公報

しかしながら、絶縁被覆ワイヤを布線する際に基準とする内層パターン層が布線面毎に異なるため、内層パターンに表裏ずれが発生した場合、布線パターンは表裏で大きくずれるため、内層パターンの表裏ずれに左右されずに表裏の布線パターンを高精度に位置合わせするのは困難であった。また、多層化積層後の必要な配線パターンをめっき接続するための穴明けでは、埋設された布線パターンを基準に穴と布線パターンとの位置合わせを行っていたため、内層パターン層のずれを反映しないように穴明けするのは困難であった。このため、布線パターンと穴との位置精度はある程度確保されるものの、内層パターンと穴との位置精度を確保するのが困難であり、特に内層パターンと穴との位置精度の仕様が、布線パターンと穴との位置精度の仕様よりも厳しい場合には、対応が困難であった。

本発明は、高精度なレジストレーションを得ることが可能なマルチワイヤ配線板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下のものに関する。
（１） 金属箔付き絶縁基板の金属箔を加工して形成した内層パターンを有する内層と、絶縁被覆ワイヤを布線して形成した布線パターンを有する布線層と、を備えるマルチワイヤ配線板の製造方法において、前記金属箔付き絶縁基板の所定位置に基準穴を形成する工程と、この基準穴を基準として内層パターンを形成する工程と、前記基準穴を基準として布線パターンを形成する工程と、を有し、前記基準穴を基準として布線パターンを形成する工程の際に、前記基準穴を基準として四角で囲むようにガイドパターンを布線し、このガイドパターンの４辺と前記基準穴とのずれ量に基づいて布線の位置補正を行い、その後布線パターンを布線するマルチワイヤ配線板の製造方法。
（２） （１）において、基準穴を基準として布線パターンを形成する工程の後、前記布線パターン上に絶縁層とシールド層パターンとを有するシールド基板を形成する工程と、前記絶縁層によって覆われた基準穴を狙って、前記基準穴よりも小径の予備ガイド穴を穴明けし、この予備ガイド穴と前記基準穴とのずれ量に基づいてピンラミネーション用ガイド穴の位置補正を行い、その後ピンラミネーション用ガイド穴を穴明けする工程と、前記ピンラミネーション用ガイド穴にピンラミネーション用のピンを差込み、絶縁層を挟んでシールド基板同士の位置合せを行い、多層化接着により多層化されたマルチワイヤ配線板を形成する工程と、を有するマルチワイヤ配線板の製造方法。
（３） （２）において、ピンラミネーション用ガイド穴にピンラミネーション用のピンを差込み、絶縁層を挟んでシールド基板同士の位置合せを行い、多層化接着により多層化されたマルチワイヤ配線板を形成する工程の後、前記絶縁層によって覆われた基準穴を狙って、前記基準穴よりも小径の製品内穴明け用ガイド穴を穴明けし、この製品内穴明け用ガイド穴と前記基準穴とのずれ量に基づいて製品内穴の位置補正を行い、製品内の穴を穴明けする工程と、を有するマルチワイヤ配線板の製造方法。

本発明によれば、高精度なレジストレーションを得ることが可能なマルチワイヤ配線板の製造方法を提供することができる。

図１に示すように、本発明のマルチワイヤ配線板１１は、金属箔付き絶縁基板１の金属箔を加工して形成した内層パターン３を有する内層１７と、絶縁被覆ワイヤを布線して形成した布線パターン６を有する布線層１８と、を備えるものである。

図２に示すように、内層１７には、金属箔付き絶縁基板１を用いることができ、例えば、銅箔付きのガラスエポキシ基板やガラスポリイミド基板等、一般のプリント配線板の製造に用いられるものを使用することができる。

内層パターン３は、この金属箔付き絶縁基板１の金属箔を加工して形成される。内層パターン３の形成のための金属箔の加工は、いわゆるサブトラクト法やセミアディティブ法、アディティブ法等、一般のプリント配線板の製造で用いられる方法で行うことができる。

布線層１８には、絶縁層４上に絶縁被覆ワイヤを固定するための接着層５を形成したものを用いることができる。絶縁層４としては、一般のプリント配線板で使用されるプリプレグを使用することができ、内層１７の上に、加熱加圧して形成することができる。接着層５としては、マルチワイヤ配線板１１で一般に使用されるものが使用できる。例えば、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂とカチオン型光重合開始剤及びスズ化合物を組み合わせたワニスが挙げられる。接着層５を形成する方法としては、スプレーコーティング、ロールコーティング、スクリーン印刷等で、絶縁層４上に直接塗布乾燥する方法が挙げられる。また、接着層５を形成する他の方法としては、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレート等のキャリアフィルムに、一旦ロールコートして塗工乾燥しドライフィルムとした後、絶縁層４上にホットロールラミネートまたは積層プレスにより形成する方法が、接着層５の厚みを均一化でき、特性インピーダンスを良くする上で好ましい。このようなドライフィルムの例としてはＡＳ−Ｕ０１（日立化成工業株式会社製、商品名）が挙げられる。

布線パターン６は、絶縁被覆ワイヤを、専用の布線機を用いて超音波と荷重を加えながら、絶縁層４上の接着層５に溶融接着することで形成することができる。

金属箔付き絶縁基板１の所定位置に、位置合わせの基準となる基準穴２を形成する。例えば、内層パターン３の形成前に、予め、金属箔付き絶縁基板１の四隅の所定位置に、金属箔付き絶縁基板１の端面を基準にしてドリル穴明けにより基準穴２を形成する。後工程で行う、内層パターン３と布線パターン６との位置合わせには、この基準穴２を位置合わせ用の基準穴として共用する。これにより、異なる層間（内層１７と布線層１８）においても一貫した位置合わせが可能となる。

金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を基準として、金属箔付き絶縁基板１の金属箔を加工することにより、内層パターン３を形成する。サブトラクト法の場合であれば、例えば、まず、金属箔付き絶縁基板１の両面にエッチングレジスト用のドライフィルムをラミネートした後、予め金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２を基準にして、内層パターン３用のフォトマスクを位置合わせする。位置合わせは、例えば、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２において、内層パターン３用のフォトマスクに設けた基準穴２より径の大きいガイドマークと基準穴２との間隙が、全方向について同等になるようにすることで行われる。次に、金属箔付き絶縁基板１の表裏に焼付・現像・エッチングを行い、内層パターン３を形成する。これにより、基準穴２の位置を基準とした内層パターン３を、金属箔付き絶縁基板１の表裏に形成することができる。また、金属箔付き絶縁基板１の表裏で、ずれ量の少ない内層パターン３を形成することができる。

内層パターン３を有する内層１７の上には、絶縁層４を形成する。この絶縁層４は、例えば、内層１７上にプリプレグを積層し、加熱加圧して形成することができる。さらに、絶縁層４の上には、絶縁被覆ワイヤを固定するための接着層５を形成する。この接着層５は、例えば、ドライフィルムタイプのもの（ＡＳ−Ｕ０１、日立化成工業株式会社製、商品名）を使用し、ホットロールラミネートまたは積層プレスにより形成することができる。これにより、内層１７上に絶縁層４と接着層５を形成した布線基板２０を形成する。

布線基板２０では、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を基準として、布線の際の位置合わせを行うことにより、布線パターン６を形成する。例えば、布線パターン６の形成を行うワイヤ布線工程では、製品内の布線パターン６を布線する前に、布線基板２０上の金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２に相当する位置に、この基準穴２を四角で囲むようにガイドパターン（図示しない。）を布線する。次に、布線したガイドパターンと金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２とのずれ量を読み取り、許容値内で最小となるよう位置合わせ（位置補正）を行う。位置合わせは、例えば、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２において、布線したガイドパターンの４辺と基準穴２との間隙が、それぞれ同等になるようにすることで行われる。その後、製品内の布線パターン６を布線する。第一面側の布線が終了した後、第二面側の布線では、第一面側と同様に第一面側で使用した金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２を共用して位置合わせ（位置補正）を行う。その後、製品内の布線パターン６を布線する。最後に、接着層５を硬化させて布線したワイヤを固定し、布線パターン６を形成した布線基板２０を形成する。これにより、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２の位置を基準とした布線パターン６を、布線基板２０の表裏（第一面と第二面）に形成することができる。また、布線基板２０の表裏でずれ量の少ない布線パターン６を形成することができる。そして、製品内の布線パターン６の表裏ずれ量は、同じ金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２に対するずれ量となり、内層パターン３のずれに左右されることなく、各面の布線パターン６の位置合せを行うことが可能となる。

布線パターン６を形成した布線基板２０に、絶縁層７と金属箔８を重ね合せて、加熱・加圧プレスし、金属箔８を内層パターン３形成時と同様にエッチング等により回路加工し、シールド層パターン１４を有するシールド層１９を形成する。絶縁層７としては、一般のプリント配線板で使用されるプリプレグを使用することができ、金属箔８としては、一般のプリント配線板で使用される銅箔を使用することができる。ここで、シールド層１９は、内層１７と対になって、布線パターン６を挟む状態となる。布線パターン６を形成した布線基板２０にこのシールド層１９が形成された状態の基板をシールド基板１５と言う。このシールド基板１５を何枚か重ね合わせて多層化接着することにより、多層化されたマルチワイヤ配線板１１が形成される。

シールド基板１５は、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を基準として、位置合わせされて多層化接着される。シールド基板１５を多層化接着する場合、多層化接着前に行うピンラミネーション用ガイド穴１０の穴明けでは、絶縁層７等によって埋設された金属箔付き絶縁基板１の基準穴２の中心を狙って、それよりも小径の予備ガイド穴９をドリルにより明けて、この予備ガイド穴９を基準として位置合わせを行い、ピンラミネーション用ガイド穴１０を穴明けする。つまり、ピンラミネーション用ガイド穴１０を基準として位置合わせすれば、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を基準として位置合わせすることになる。なお、シールド基板１５において、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２は、絶縁層７等に覆われて見えない状態（埋設された状態）となっているが、Ｘ線観察装置を用いて、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２の位置の確認や位置合わせ（位置補正）を行うことができる。そして、ピンラミネーション用ガイド穴１０にピンラミネーション用のピンを差込み、絶縁層２１としてのプリプレグや多層材１６を挟んでシールド基板１５同士の位置合わせを行う。その後、加熱・加圧プレスにより多層化接着を行い、多層化されたマルチワイヤ配線板１１を形成する。これにより、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２の位置を基準として、多層化接着されたすべてのシールド基板１５の内層パターン３と布線パターン６が位置合わせされることになる。そして、多層化接着時のシールド基板１５同士の層間ずれ量が、個々のシールド基板１５の内層パターン３や布線パターン６のずれ量に左右されることないので、多層化されたマルチワイヤ配線板１１のすべての層に亘って、内層パターン３と布線パターン６の高精度な位置合わせが可能となる。

多層化接着により多層化されたマルチワイヤ配線板１１では、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を基準として、異なる層の配線パターンをめっきで接続するための製品内の穴１３が穴明け加工される。まず、製品内の穴１３の穴明けをする前に、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２の中心を狙って、それよりも小径の製品内穴明け用ガイド穴１２をドリルにより明けて、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２とこの製品内穴明け用ガイド穴１２とのずれ量を読み取り、許容値内となるよう位置合わせ（位置補正）を行い、その後で製品内の穴１３の穴明けを行う。なお、多層化されたマルチワイヤ配線板１１において、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２は、多層化接着の際に絶縁層２１等に覆われて見えない状態（埋設された状態）となっているが、Ｘ線観察装置を用いて、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２の位置の確認や位置合わせ（位置補正）を行うことができる。これにより、製品内の穴１３のずれ量は、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２に対するずれ量となり、内層パターン３或いは布線パターン６のどちらか一方のずれ補正に偏ることなく位置合せを行うことが可能となる。

内層パターン３と金属箔付き絶縁基板１の基準穴２との間のずれ量の許容値が、布線パターン６のガイドパターン（図示しない。）と金属箔付き絶縁基板１の基準穴２との間のずれ量の許容値と同等以下となるよう位置合わせを行うこともできる。この場合は、内層パターン３と製品内の穴１３との間のずれ量が、布線パターン６と製品内の穴１３との間のずれ量と同等以下であるマルチワイヤ配線板１１を形成することができる。このため、製品仕様が、内層パターン３と製品内の穴１３との間の最小間隙が、布線パターン６と製品内の穴１３との間の最小間隙と同等以下である場合にも対応可能となる。したがって、レジストレーションの優れたマルチワイヤ配線板１１を提供することができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は本実施例に限定されない。

（実施例１）
図１は、本発明の一実施例であり、金属箔付き絶縁基板１に設けた基準穴２を基準として、内層パターン３、布線パターン６及びシールド基板１５同士の位置合わせを行って作製したマルチワイヤ配線板１１の一例を示した縦断面図である。図２は、図１に示したマルチワイヤ配線板１１の製造方法の一例を示した縦断面図である。図３は、図１に示したマルチワイヤ配線板１１の一例を示した平面図である。以下、図１〜３に基づいて、その内容を順次説明する。

金属箔付き絶縁基板１として、両面銅張り積層板である樹脂厚０．１０ｍｍ、銅箔厚３５μｍのＭＣＬ−Ｉ−６７１（日立化成工業株式会社製、商品名）１を用いた。この金属箔付き絶縁基板１の四隅の所定位置に、ＮＣ穴明機を用いてφ３．０ｍｍのドリルで、基準穴２を穴明けした。次に、エッチングレジストを表裏にラミネートした後、内層パターン３用のフォトマスクを、この基準穴２を基準として、各四隅のＸ、Ｙずれ量が許容値とした２５μｍ以内となるよう位置合わせを行った。次に、表裏の焼付・現像・エッチングを行い、内層パターン３を形成して内層１７とした。次に、その表面に、絶縁層４として、変性ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成工業株式会社製、商品名）を重ねて加熱加圧により積層一体化した。次に、接着層５として、厚さ８０μｍの接着性樹脂ＡＳ−Ｕ０１（日立化成工業株式会社製、商品名）をラミネートして、布線基板２０を作製した。次に、数値制御布線機を用いて、絶縁被覆ワイヤとして芯線径０．０８ｍｍでポリイミド被覆層を有する絶縁電線ＨＡＷ（日立化成工業株式会社製、商品名）を使用し、布線を行った。

まず、第一面側の布線は製品内の必要な布線パターン６を布線する前に、布線基板２０上の、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２の位置に対応する位置に、先行してガイドパターン（図示しない。）を布線により形成した。次に、このガイドパターンと、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２との位置ずれ量を読み取り、各四隅のＸ・Ｙずれ量が許容値とした２ｍｉｌｓ（５０μｍ）以内となるよう位置補正を行なった。なお、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２は、絶縁層４と接着層５で覆われているが、ＣＣＤカメラで認識可能であった。その後、製品内の必要な布線パターン６を布線した。第一面側の布線が終了後、次に第二面側の布線を行なった。この第二面側の位置合わせと布線は、第一面側と同様な手順で行った。この結果、従来のように、内層パターン３に設けた布線位置合わせ用パターンを基準として布線の位置合わせを行った場合は、表裏の布線パターン６の最大ずれ量は５７μｍであったのに対し、本実施例のように、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２を基準として布線の位置合わせを行った場合は、表裏の布線パターン６の最大ずれ量は４２μｍと良好であった。

その後、布線したワイヤをＵＶ硬化させ固定した後、絶縁層７として、変性ポリイミドプリプレグＧＩＡ−６７１Ｎ（日立化成工業株式会社製、商品名）と、金属箔８として銅箔を重ね合せて加熱・加圧プレスし、金属箔８を内層パターン３と同様にエッチングによりシールド層パターン１４を形成して、シールド基板１５を形成した。次に、ＮＣ穴明け機を用いて、シールド基板１５の四隅に、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２を狙って、予備ガイド穴９を明けた、次に、この予備ガイド穴９と金属箔付き絶縁基板１の基準穴２との位置ずれ量を読み取り、許容値以内となるよう位置補正を行った後、ピンラミネーション用ガイド穴１０の穴明けを行った。次に、同様にして穴明けまで行った他のシールド基板１５と、絶縁層２１として用いる変性ポリイミドプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名）と、多層材１６とを介して、加熱・加圧プレスにより積層一体化（多層化接着）した。

次に、異なる層間の必要な配線パターンをめっきで接続するための製品内の穴１３を穴明け加工した。製品内の穴１３の穴明けをする前に、金属箔付き絶縁基板１の四隅の基準穴２の中心を狙って、それよりも小径の製品内穴明け用ガイド穴１２をφ１．５ｍｍのドリルにより明けて、金属箔付き絶縁基板１の基準穴２とこの製品内穴明け用ガイド穴１２とのずれ量を読み取り、許容値内となるよう位置合わせ（位置補正）を行い、Ｘ、Ｙオフセット及び回転補正を行った後、製品内の穴１３の穴明けを行った。なお、多層化されたマルチワイヤ配線板１１において、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２は、多層化接着の際に絶縁層２１等に覆われて見えない状態（埋設された状態）となっているが、Ｘ線観察装置を用いて、金属箔付き絶縁基板１の四隅に形成した基準穴２の位置の確認や位置合わせ（位置補正）を行った。

従来のように、埋設された布線パターン６を狙って、製品内の穴１３の位置合わせする穴明けでは、製品内の穴１３に対する内層パターン３と布線パターン６の最小間隙は１００μｍであった。これに対して、本実施例のように、金属箔付き絶縁基板１の四隅に設けた基準穴２を狙って、製品内の穴１３を穴明けした場合は、１２０μｍまで確保できた。また、縦断面観察によるＸ、Ｙ方向の層間最大ずれ量は、従来は１５０μｍであったのに対して、本実施例では１００μｍまで低減し、レジストレーションが向上した。

本発明の一実施例に係るマルチワイヤ配線板の縦断面図である。 本発明の一実施例に係るマルチワイヤ配線板の製造方法を縦断面図で示すものである。 本発明の一実施例に係るマルチワイヤ配線板の平面図である。

符号の説明

１…金属箔付き絶縁基板、２…基準穴、３…内層パターン、４…絶縁層、５…接着層、６…布線パターン、７…絶縁層、８…金属箔、９…予備ガイド穴、１０…ピンラミネーション用ガイド穴、１１…マルチワイヤ配線板、１２…製品内穴明けガイド穴、１３…製品内の穴、１４…シールド層パターン、１５…シールド基板、１６…多層材、１７…内層、１８…布線層、１９…シールド層、２０…布線基板、２１…絶縁層

Claims (3)

1. 金属箔付き絶縁基板の金属箔を加工して形成した内層パターンを有する内層と、絶縁被覆ワイヤを布線して形成した布線パターンを有する布線層と、を備えるマルチワイヤ配線板の製造方法において、
   前記金属箔付き絶縁基板の所定位置に基準穴を形成する工程と、
   この基準穴を基準として内層パターンを形成する工程と、
   前記基準穴を基準として布線パターンを形成する工程と、
   を有し、
   前記基準穴を基準として布線パターンを形成する工程の際に、前記基準穴を基準として四角で囲むようにガイドパターンを布線し、このガイドパターンの４辺と前記基準穴とのずれ量に基づいて布線の位置補正を行い、その後布線パターンを布線するマルチワイヤ配線板の製造方法。
2. 請求項１において、
   基準穴を基準として布線パターンを形成する工程の後、
   前記布線パターン上に絶縁層とシールド層パターンとを有するシールド基板を形成する工程と、
   前記絶縁層によって覆われた基準穴を狙って、前記基準穴よりも小径の予備ガイド穴を穴明けし、この予備ガイド穴と前記基準穴とのずれ量に基づいてピンラミネーション用ガイド穴の位置補正を行い、その後ピンラミネーション用ガイド穴を穴明けする工程と、
   前記ピンラミネーション用ガイド穴にピンラミネーション用のピンを差込み、絶縁層を挟んでシールド基板同士の位置合せを行い、多層化接着により多層化されたマルチワイヤ配線板を形成する工程と、
   を有するマルチワイヤ配線板の製造方法。
3. 請求項２において、
   ピンラミネーション用ガイド穴にピンラミネーション用のピンを差込み、絶縁層を挟んでシールド基板同士の位置合せを行い、多層化接着により多層化されたマルチワイヤ配線板を形成する工程の後、
   前記絶縁層によって覆われた基準穴を狙って、前記基準穴よりも小径の製品内穴明け用ガイド穴を穴明けし、この製品内穴明け用ガイド穴と前記基準穴とのずれ量に基づいて製品内穴の位置補正を行い、製品内の穴を穴明けする工程と、
   を有するマルチワイヤ配線板の製造方法。

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