JP5359757B2 - 多層プリント配線板の位置認識マーク - Google Patents

Description

本発明は移動体通信機器や携帯情報端末などの電子機器に広く用いられている多層プリント配線板に関するものである。

近年、電子機器の軽薄短小化、多機能化やプリント配線板に実装される電子部品の表面実装化に伴い、多層プリント配線板においても回路構成の高密度化が要求されている。従来、多層プリント配線板の層間接続は超硬ドリルを用いたＮＣ制御加工によって貫通穴を設け、その穴壁面に銅めっきする貫通スルーホール法により行われていたが、多層プリント配線板の高密度回路構成が要求されるにつれて、層間接続を必要とされる任意の層にのみ層間接続ができるようにインナーバイアホールを設け、その穴壁面に銅めっきしたり、インナーバイアホールに導電性ペーストを充填したりするインナーバイアホール法により層間接続を行い、回路構成の高密度化を実現している。

以下に従来の層間接続に導電性ペーストを用いた４層プリント配線板の製造方法について説明する。

図５は従来の多層プリント配線板の製造方法を示す工程断面図であり、図６は従来のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図である。

以下に、従来の多層プリント配線板の製造方法を説明する。

（１）まず図５（ａ）に示すように、基材に樹脂を含浸した所定サイズのプリプレグ３０にレーザー加工等の方法によって必要な位置に穴加工を行い、導電性ペーストを充填したインナーバイアホール３１とＸ線認識用インナーバイアホール３２，３３を形成した層間絶縁用接着シート４０を形成し、準備する。

（２）次に図５（ｂ）に示すように、層間絶縁用接着シート４０の両側に銅箔３４を積層し、熱プレス機によって加圧、加熱し銅箔３４と層間絶縁用接着シート４０とを接着し、両面の銅張積層板を形成する。

（３）次に図５（ｃ）に示すように、両面の銅張積層板のＸ線認識用インナーバイアホール３２の形成領域より広い範囲でＸ線認識装置を備えた穴加工機でアライメント穴３５を加工する。なお、Ｘ線認識用インナーバイアホール３２とアライメント穴３５の形成領域の関係は図６に示す通りであり、アライメント穴３５を点線で示す。

その後この両面銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５を基準に露光用マスクフィルムの位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、内層導体回路３６及び位置決めパターン３７を形成して図５（ｄ）に示すような内層基板４１を準備する。

（４）次に図５（ｅ）に示すように、（１）で形成した層間絶縁用接着シート４０と同様の方法でインナーバイアホール３１と端部の所定位置にレーザー光等の方法によって穴加工を行い位置決め穴３９を形成した層間絶縁用接着シート４０ａを２枚準備する。

（５）次に図５（ｆ）に示すように、内層基板４１の位置決めパターン３７と層間絶縁用接着シート４０ａの位置決め穴３９を基準マークとしてＣＣＤカメラ等の認識及び位置合わせのアライメント方式により位置決めを行い、内層基板４１の外層両側に層間絶縁用接着シート４０ａを配置し、さらにその両外側に銅箔３４を載置カシメにより仮止めする。それを熱圧着等の方法で仮圧着を行った後熱プレス機によって加圧・加熱して内層導体回路３６を有する４層の銅張積層板を形成する。

（６）次に、層間絶縁用接着シート４０ａに形成されたＸ線認識用インナービアホール３３の位置にＸ線穴加工機で図５（ｇ）に示すようなアライメント穴３５ａを加工形成する。

（７）この４層の銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５ａを基準に露光用マスクフィルムの位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、外層に導体回路３７ａを形成し、図５（ｈ）に示すような４層の多層プリント配線板を形成し、ソルダレジストや部品配置図及び外形加工を施し多層プリント配線板を完成する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。

特開２０００−２３２２６７号公報

しかしながら上記従来の位置認識の方法では、層間絶縁用接着シート４０ａのインナーバイアホールと内層基板４１の導体回路との位置合わせ精度において、位置決め穴３９と位置決めパターン３７によるアライメント方式では、内層基板４１形成時の加熱積層時の歪みの影響を補正吸収できず、また層間絶縁用接着シート４０ａの位置決め穴３９および内層基板４１のアライメント穴３５の穴加工精度の確認ができないためズレ量や位置精度ばらつきが大きくなるという問題点を有している。

さらに、層間絶縁用接着シート４０、４０ａは、形成後の放置時間や温室度等の放置環境により寸法のばらつきの影響を受けやすい。

その影響を最小限に止めるため、従来では放置環境や放置時間の管理を厳密に行ってきたものの、生産ロット間の寸法のばらつきによる上記問題点を解消するには至らなかった。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと内層導体回路及び外層導体回路との位置ズレ量が低減可能である多層プリント配線板を実現し、多層プリント配線板の製造工程の歩留まりを向上させる多層プリント配線板の位置認識マークを提供することを目的とする。

この問題を解決するために本発明の多層プリント配線板の位置認識マークは、内層コア基板と層間接着シートと銅箔とが積層された多層の銅張積層板の表面上の四角形領域に、Ｘ線投影画像としてＸ線認識用ランド、Ｘ線認識用導通孔、Ｘ線認識用インナーバイアホールが投影され、前記Ｘ線認識用ランドとＸ線認識用導通孔は前記内層コア基板に形成されたものであり、Ｘ線認識用インナーバイアホールは前記内層コア基板の両面に積層される前記層間接着シートに形成されたものであることを特徴とするものである。

この構成により、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと内層導体回路及び外層導体回路との位置ズレ量を低減し、生産ロット間の寸法のばらつきを解消することにより多層プリント配線板の製造工程における歩留まりと多層プリント配線板の品質を向上させることができる。

本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図 同実施の形態における多層プリント配線板の製造工程のフローチャート 従来の多層プリント配線板の製造方法を示す工程断面図 従来の多層プリント配線板のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図

（実施の形態）
本発明の具体的な事例を以下に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における多層プリント配線板の位置認識マークを示す図である。なお、図１（ａ）に平面図を示し、図１（ｂ）にその断面図を示す。また図１は、後述する図２の製造工程で示す多層の銅張積層板１６におけるＸ線認識用ランド７ａ、７ｂとＸ線認識用導通孔２とＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂとの位置関係をＸ線投影画像として示したものであり、多層の銅張積層板１６を図２の矢印の位置において上方から下方へＸ線で認識した場合における平面図および断面図である。

ここで、本発明の一実施の形態である多層プリント配線板の位置認識マークが形成される過程としての多層プリント配線板の製造工程について以下に説明する。

多層プリント配線板の製造工程は、図２に示すように、少なくとも以下のＡ〜Ｅの工程を備えたものである。

まず、図２（Ａ）の工程Ａに示すように、絶縁材１の４隅に複数のＸ線認識用導通孔２を備えた内層コア用の銅張積層板３を準備する。

なお、銅張積層板３は、導通孔４により表裏の銅箔５が電気的に接続されている。また、Ｘ線認識用導通孔２は表裏を電気的に接続することを目的とするものではないものの、導通孔４と同一のプロセスで形成されることから本実施の形態においてはＸ線認識用導通孔と称することとする。

次に、銅張積層板３の表裏面の銅箔５上に形成した感光層（図示せず）に所定の寸法の露光用マスクフィルムを介して露光・現像、エッチングを施して、図２（Ｂ）の工程Ｂに示すような回路パターン６ａ、６ｂと銅張積層板３の４隅にＸ線認識用ランド７ａ、７ｂを形成し内層コア基板８として準備する。

図に示すように、表面および裏面に形成されたＸ線認識用ランド７ａ、７ｂは、互いに形成された位置の直上または直下の領域を除く位置に形成され、Ｘ線認識用導通孔２はＸ線認識用ランド７ａ、７ｂが形成されていない位置で、かつ表面のＸ線認識用ランド７ａと裏面のＸ線認識用ランド７ｂとの間に位置する領域の絶縁材１に露出した状態で形成されている。

なお、回路パターン６ａ、６ｂ及びＸ線認識用ランド７ａ、７ｂの形成は、上記の露光用マスクフィルムを用いる方法の他に、直接描画露光機を用いてパターン描画データに基づいて感光層に直接パターンを描画する方法を採用することもできる。

次に、ガラス繊維の織布または不織布等の基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸され半硬化したＢステージ状態のプリプレグシート９の両面に離型性フィルム１０をラミネートし、図２（Ｃ）の工程Ｃに示すように、レーザ加工等の方法を用いかつ所定の貫通孔の加工位置データに基づいて、インナーバイアホール用の貫通孔１１ａとプリプレグシート９の４隅にＸ線認識用インナーバイアホール用の貫通孔１１ｂを形成する。

次に図２（Ｄ）の工程Ｄに示すように、貫通孔１１ａ、１１ｂに導電性ペースト１２を充填し離型性フィルム１０を両面から剥離した後、インナーバイアホール１３およびＸ線認識用インナーバイアホール１４を備えた層間接着シート１５を作製し、少なくとも２枚準備する。

次に図２（Ｅ）の工程Ｅに示すように、内層コア基板８の両面に２枚の層間接着シート１５ａ、１５ｂと最外層に銅箔５を積層し加熱加圧して多層の銅張積層板１６を形成し準備する。

図に示すように、表面用の層間接着シート１５ａと裏面用の層間接着シート１５ｂに形成されたＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂの形成位置は互いに異なるように構成されている。

次に図２（Ｆ）の工程Ｆに示すように、図中の矢印の位置の多層の銅張積層板１６の層内のＸ線認識用ランド７ａ、７ｂとＸ線認識用導通孔２とＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂとをＸ線で投影し認識する。

図に示されているように、本実施の形態における多層の銅張積層板１６は、内層コア基板８の両面に表面用の層間接着シート１５ａと裏面用の層間接着シート１５ｂを積層した後、Ｘ線認識用ランド７ａ、７ｂとＸ線認識用導通孔２とＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂとは、互いに形成された位置の直上または直下の層の位置には形成されていない状態、すなわち断面の上方から下方へのＸ線投影図（平面図）において重ならない位置関係であることを特徴とするものである。

さらに、多層の銅張積層板１６の表層にエッチング法等の方法を用いて回路パターンを形成したのちソルダレジスト層を選択的に形成して多層プリント配線板を得る。

以上の多層プリント配線板の製造工程の図２（Ｆ）の工程ＦにおけるＸ線で投影される画像が、本発明の多層プリント配線板の位置認識マークの形態である。

本発明の多層プリント配線板の位置認識マークの特徴を図３を用いて以下に説明する。すなわち、
１．内層コア基板８の表面および裏面に形成したＸ線認識用ランド７ａ、７ｂとＸ線認識用導通孔２と層間接着シート１５ａ、１５ｂのＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂは、Ｘ線投影画像上における四角形（矩形）領域Ｒに形成されている。
２．より詳細に述べると、Ｘ線認識用ランド７ａ、７ｂは、四角形領域Ｒの中心部領域の中心線Ｐ上に形成され、層間接着シートのＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂは四角形領域の４隅を含む２辺Ｓ１（図中に楕円一点鎖線で囲った部分で示す）上に形成され、Ｘ線認識用導通孔２は中心線Ｑ上を含めて四角形領域の２辺Ｓ２上に形成されている。なお、辺Ｓ１、Ｓ２は図中に楕円一点鎖線で囲った部分として示す。
３．また、２つのＸ線認識用ランド７ａ、７ｂは、前記中心部領域に一定の間隔Ｌで対向して配置され、Ｘ線認識用導通孔２が形成されている中心線Ｑは、２つのＸ線認識用ランド７ａ、７ｂの間に存在している。
４．さらにＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂは、表面用および裏面用の層間接着シートにそれぞれ少なくとも２つ形成され、表面用の層間接着シートの２つのＸ線認識用インナーバイアホール１４ａは四角形領域Ｒの１辺を構成する２つの隅に形成され、裏面用の層間接着シートの２つのＸ線認識用インナーバイアホール１４ｂは、前記２つの隅以外の四角形領域Ｒの２つの隅に形成されている。

なお、四角形領域Ｒにおける多層プリント配線板の位置認識マークは、多層の銅張積層板１６の少なくとも４隅を含む複数の箇所に設けられている。

この本発明の多層プリント配線板の位置認識マークを前述の図２（Ｆ）の製造工程のＸ線認識用ランドとＸ線認識用導通孔とＸ線認識用インナーバイアホールとをＸ線で認識する工程で用いる場合について、図３のＸ線投影図としての多層プリント配線板の位置認識マークを参考に説明する。

図２の工程Ｆは、（イ）Ｘ線認識用ランド７ａ、７ｂと複数のＸ線認識用インナーバイアホール１４ａ、１４ｂとのそれぞれの相対位置（位置関係）Ｌ１〜Ｌ１０を確認するステップと、（ロ）少なくとも２点のＸ線認識用ランド７ａと７ｂの間の距離Ｌを測長するステップとを含むものである。

本実施の形態においては、Ｌ１〜Ｌ１０については、０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲を設計上の許容範囲とし、上記の認識の結果、前記範囲から逸脱している場合は、以下に示す補正が必要となる。

すなわち、図４の工程フローチャートに示すように、「先発生産ロット」が「工程Ｅ」を終了し、多層の銅張積層板の層内のＸ線認識用ランドとＸ線認識用導通孔とＸ線認識用インナーバイアホールとをＸ線で認識する工程Ｆに存在し、「先発生産ロット」の生産の後に行われる「後発生産ロット」が「工程Ａ」の複数のＸ線認識用導通孔を備えた内層コア用の銅張積層板の準備を終了した場合を想定する。

本発明の特徴は、先発生産ロットにおける工程Ｆ、すなわち、多層の銅張積層板の層内のＸ線認識用ランドとＸ線認識用導通孔とＸ線認識用インナーバイアホールとをＸ線で認識した結果に基づき、「後発生産ロット」の（１）パターン寸法係数は回路パターンとＸ線認識用ランドを形成する際に用いる露光用マスクフィルムに対する寸法補正係数（工程Ｂ）、および、（２）貫通孔の形成位置係数はレーザ加工機の貫通孔の加工位置データに対する補正係数（工程Ｃ）、を補正することである。

その結果を、「後発生産ロット」は「工程Ｂ」以降の工程に反映させることができる。

本実施の形態と従来の層間絶縁用接着シートに導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと回路パターンとの位置ズレ量は従来の方法で最大０．１５ｍｍであったが本実施の形態では０．０５ｍｍ以内とすることができた。

また生産ロット間におけるばらつきは、０．２０ｍｍから０．１０ｍｍへと低減させることができ、品質を安定させることができた。

本発明の多層プリント配線板の位置認識マークを用いることにより、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと内層導体回路及び外層導体回路との位置ズレ量や生産ロット間の寸法のばらつきを容易に確認することが可能となる。このことから位置ズレ量を低減し、生産ロット間の寸法のばらつきを解消するための処置を迅速に採用することができるため、多層プリント配線板の製造工程における歩留まりを向上させ、品質の高い多層プリント配線板を提供することができる。これにより、本発明の産業上の利用可能性は大きいといえる。

１ 絶縁材
２ Ｘ線認識用導通孔
３ 銅張積層板
４ 導通孔
５ 銅箔
６ａ、６ｂ 回路パターン
７ａ、７ｂ Ｘ線認識用ランド
８ 内層コア基板
９ プリプレグシート
１０ 離型性フィルム
１１ａ インナーバイアホール用の貫通孔
１１ｂ Ｘ線認識用インナーバイアホール用の貫通孔
１２ 導電性ペースト
１３ インナーバイアホール
１４ Ｘ線認識用インナーバイアホール
１４ａ 表面用のＸ線認識用インナーバイアホール
１４ｂ 裏面用のＸ線認識用インナーバイアホール
１５ 層間接着シート
１５ａ 表面用の層間接着シート
１５ｂ 裏面用の層間接着シート
１６ 多層の銅張積層板
１７ａ 表面側の絶縁層
１７ｂ 裏面側の絶縁層

Claims (6)

1. 内層コア基板と層間接着シートと銅箔とが積層された多層の銅張積層板の表面上の四角形領域に、Ｘ線投影画像としてＸ線認識用ランド、Ｘ線認識用導通孔、Ｘ線認識用インナーバイアホールが投影され、
   前記Ｘ線認識用ランドとＸ線認識用導通孔は前記内層コア基板に形成されたものであり、
   Ｘ線認識用インナーバイアホールは前記内層コア基板の両面に積層される前記層間接着シートに形成されたものであることを特徴とする多層プリント配線板の位置認識マーク。
2. Ｘ線認識用ランドは四角形領域の中心部領域に投影され、Ｘ線認識用インナーバイアホールは四角形領域の４隅を含む２辺上に投影され、Ｘ線認識用導通孔は四角形領域の前記２辺以外の残りの２辺上に投影されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識マーク。
3. Ｘ線認識用ランドは内層コア基板の表裏面にそれぞれ形成され、表裏面のＸ線認識用ランドは前記中心部領域に一定の間隔で互いに対向して配置されて投影されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識マーク。
4. Ｘ線認識用インナーバイアホールは、表面用および裏面用の層間接着シートにそれぞれ少なくとも２つ形成され、表面用の層間接着シートの２つのＸ線認識用インナーバイアホールは四角形領域の１辺を構成する２つの隅に投影され、裏面用の層間接着シートの２つのＸ線認識用インナーバイアホールは、前記２つの隅以外の四角形領域の２つの隅に投影されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識マーク。
5. 四角形領域は、銅張積層板の少なくとも４隅を含む複数の箇所に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識マーク。
6. Ｘ線認識用導通孔とＸ線認識用インナーバイアホールは、それぞれ内層コア基板、層間接着シートに形成された貫通孔に導電性ペーストが充填されて形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の位置認識マーク。

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