JP6270628B2 - 端面電極を有するプリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は端面電極を有するプリント配線板の製造方法に係り、詳しくは回路部を形成するエッチングの前にスルーホール内の一部を保護することを特徴とするプリント配線板とその製造方法に関する。

従来、製品の小型化に向けて、製品端面に設置したスルーホールを、そのほぼ中央の位置で分割し、形成された端面を端面電極として用いる技術が実施されていた。
このようなプリント配線板の分割には、ダイサー加工、プレス金型による打ち抜き加工、ルーター加工等の加工方法が用いられるが、いずれの加工でもその機械的衝撃により、表層のランドやスルーホール内のめっき層（導通めっき）にバリや剥がれやクラック等の欠陥が発生するという問題を抱えていた。

そこで、これらの欠陥を回避するため、分割時に切断されるエリアのランド部の一部を除去する工法（例えば特許文献１）や、特殊な工法、装置を用いてスルーホール内及びランド部の一部を除去する工法（例えば特許文献２）が報告されている。しかしながら、前者のランド部のみの対応ではスルーホール内のめっき部に生じる問題が解決できず、後者の特殊な工法、装置を用いる場合には、低コストで生産出来ない等の問題があった。

特開２００７−３２９３１８ 特開平０８−１９５５３９

本発明は、特にスルーホール内のめっきの一部及びランドの一部を、特殊な工法、装置を用いることなく、既存の工程で除去することを可能とする端面電極を有するプリント配線板の製造方法を提供するものである。

本発明の第１の発明は、端面電極を有するプリント配線板の製造方法であって、以下の（ａ）から（ｉ）の工程を順に経ることを特徴とする製造方法である。
（ａ）絶縁基材の表面に銅導体を備えた配線板材料を準備する。
（ｂ）前記配線板材料にスルーホールを形成する。
（ｃ）前記銅導体上及び前記スルーホール内の面にめっき層を形成する。
（ｄ）前記めっき層を形成した前記スルーホールに樹脂を充填し、物理研磨により充填した前記樹脂と前記めっき層を形成した銅導体とを平坦化する。
（ｅ）前記スルーホールの分割時に切断されるエリアに有る樹脂の全てをレーザー加工により除去する。
（ｆ）前記配線板材料の表面にレジストを形成する。
（ｇ）回路部となる所には前記レジストが残り、分割時に切断される前記エリアに前記レジストが残らない露光用マスクを設定して露光を行い、現像をしてエッチングレジストを形成する。
（ｈ）前記回路部を形成するめっき層の一部及び前記スルーホール内に形成した前記めっき層の一部をエッチングにより除去する。
（ｉ）前記エッチングレジストを剥離し、同時に前記スルーホール内の前記樹脂を溶解除去して、後に端面電極となるスルーホールを形成する。

本発明の第２の発明は、端面電極を有するプリント配線板の製造方法であって、以下の（ａ）から（ｉ）の工程を順に経ることを特徴とする製造方法である。
（ａ）絶縁基材の表面に銅導体を備えた配線板材料を準備する。
（ｂ）前記配線板材料にスルーホールを形成する。
（ｃ）前記銅導体上及び前記スルーホール内の面にめっき層を形成する。
（ｄ）前記めっき層を形成した前記スルーホールに樹脂を充填し、物理研磨により充填した前記樹脂と前記めっき層を形成した銅導体とを平坦化する。
（ｅ）前記スルーホールの分割時に切断されるエリアに有る樹脂の全てをレーザー加工により除去する。
（ｆ）前記配線板材料の表面にレジストを形成する。
（ｇ）回路部となる所には前記レジストが残り、前記分割時に切断されるエリアに前記レジストが残らない露光用マスクを設定して露光を行い、現像をしてエッチングレジストを形成する。
（ｈ）前記回路部を形成するめっき層の一部及び前記スルーホール内に形成しためっき層の前記分割時に切断されるエリアの幅及び加工誤差を含んだ範囲幅分をエッチングにより除去する。
（ｉ）前記エッチングレジストを剥離し、同時に前記スルーホール内の樹脂を溶解除去して、後に端面電極となるスルーホールを形成する。
また、本発明の第３の発明は、第１及び第２の発明におけるスルーホール内を充填する前記樹脂が、前記エッチングレジストの現像液には不溶であって剥離液に可溶な樹脂であることを特徴とする端面電極を有するプリント配線板の製造方法である。

本発明のプリント配線板の製造方法によれば、端面電極を形成するスルーホールの分割を、容易に且つ高品質で行うことを可能とし、既存の設備を用いて端面電極を有するプリント配線板の提供を可能にするものである。

本発明により形成した、分割時に切断されるエリアの回路部が除去されたスルーホール部の部分拡大平面図である。 図１中のａ−ａ線部の断面図である。 本発明による端面電極を有するプリント配線板の製造方法の一部［（ａ）〜（ｄ）］を示す配線板材料（プリント配線板）の断面図による説明図である。 図３−１の続きで本発明による端面電極を有するプリント配線板の製造方法の一部［（ｅ）〜（ｈ）］を示す配線板材料（プリント配線板）の断面による説明図である。 各製造工程に対応したスルーホール周りの様子を示す部分拡大平面図である。

プリント配線板における小型化を図る目的で、製品端面に設置したスルーホールを、そのほぼ中央の位置で分割し、形成された端面を端面電極として用いる技術が実施され、このようなスルーホールの分割において、分割に伴う機械的衝撃により表層のランドやスルーホール内のめっきに生じる欠陥を防止したプリント配線板の製造方法を実現した。
以下、両面基板の場合の実施例を用いて本発明の実施の形態を詳細する。

図１は、本発明により形成した、分割時に切断されるエリアの回路部が除去されたスルーホール部の部分拡大平面図で、図２は図１のａ−ａ線における断面図である。
図１、図２において、１は絶縁基材、２は第一銅導体、３は第二銅導体、４はスルーホール、５は導通めっき（めっき層）、７は分割時に切断されるエリア、２１はランド、３０は端面電極である。

図１、図２に示すようなランド２１、スルーホール４構造を持つ本発明に係るプリント配線板の分割時に切断されるエリア７の部分を、切断することにより側面に端面電極３０を備えるプリント配線板が提供される。
本発明では、ランド２１及びスルーホール４の切断部における導通めっき（第一銅導体２と第二銅導体３を導通させるめっき層）５が、ダイサー加工、プレス加工、ルーター加工等によって切断するに際して加工される幅および加工誤差を含んだ範囲幅分だけ、予め除去されていることを特徴とする。
このような形態を採用することにより、端面電極形成時の切断加工によって生じる表層のランドやスルーホール内の導通めっきにおけるバリ、剥がれ、クラック等の欠陥を防止可能とするものである。
以下に、図１、図２のようなスルーホール形態をもたらす製造方法について図３−１、図３−２及び図４の各図面を使用して説明する。

［端面電極を有するプリント配線板の製造方法］
図３−１〜図３−２、及び図４に本発明による両面基板を用いた端面電極を有するプリント配線板の製造方法を説明する。なお、用いる基板は両面基板に限らず、多層基板に適用することが可能である。以下、回路部の形成にはサブトラクティブ法を用いて説明するが、セミアディティブ法、アディティブ法でも適用可能である。さらに、図示はしないが最終の外層回路を形成後には、レジスト形成、金めっき等の処理が行われる。
なお、図３−１、図３−２は本発明の製造方法における各工程を断面形態による説明図で、図４（ｂ）〜（ｈ）は図３−１、図３−２に対応した平面形態の説明図である。さらに、製造方法における（ｉ）工程を経た状態のスルーホール４の形態は、図１、図２、図４（ｉ）に示すように形成されている。

図３−１、図３−２、及び図４において、１１は配線板の製造に用いた両面基板材料、６は樹脂（充填樹脂）、６ａは分割時に切断されるエリアの樹脂を除去した部分、８はエッチングレジスト、９は露光用マスク、１０は露光用マスクの露光しない部分である。

［製造工程フロー］
以下に、図を用いて本発明に係る製造工程フローを説明する。
（ａ）第一銅導体２及び第二銅導体３により絶縁基材１を挟み込んだ両面基板材料１１を準備する（図３−１（ａ）参照）。

（ｂ）両面基板材料１１に、ドリルなどの加工装置によりスルーホール４を形成する（図３−１（ｂ）、図４（ｂ）参照）。

（ｃ）両面基板材料１１の第一、第二銅導体２、３上、及びスルーホール４内の面（側面）に導通めっき５を設ける（図３−１（ｃ）、図４（ｃ）参照）。

（ｄ）導通めっき５を設けたスルーホール４に、樹脂６を充填し、物理研磨を行って充填した樹脂６と第一銅導体２、第二銅導体３を平坦化する（図３−１（ｄ）、図４（ｄ）参照）。

（ｅ）分割時に切断されるエリアの樹脂６をレーザー加工により除去することで、分割時に切断されるエリアの樹脂を除去した部分６ａを形成する（図３−２（ｅ）、図４（ｅ）参照）。

（ｆ）エッチングレジスト８を、両面基板材料１１の両面に形成する（図３−２（ｆ）、図４（ｆ）参照）。

（ｇ）回路部とする所にはエッチングレジスト８が残り、分割時に切断されるエリア７についてはエッチングレジスト８が残らないように露光用マスク９を設定して露光を行う（図３−２（ｇ）参照）。１０は露光用マスクの露光しない部分である。

（ｈ）その後現像を行うことでエッチングレジスト８は所定のパターンのエッチングマスクを形成し、導通めっき５、第一銅導体２、第二銅導体３に対してエッチング処理を施すことで表裏面に回路部を形成し、同時にスルーホール内の導通めっき５の一部を除去する（図３−２（ｈ）、図４（ｈ）参照）。

（ｉ）エッチングレジストを剥離し、同時にスルーホール４内の樹脂６を溶解除去して、端面電極３０を露出させたスルーホール４を作製する（図１、図２、図４（ｉ）参照）。

さらに、（ｊ）既知の方法により回路部上の所定の部分にレジストによる絶縁層を形成および必要部分に所定のめっきを形成してプリント配線回路が作製される（図示せず）。

上記製造方法により製造される本発明に係るプリント配線板に用いられる各材料を以下に示す。
絶縁基材には、市販のコア材、プリプレグに加え、シート状、フィルム状、または半硬化の液状の樹脂を使用することができる。その樹脂成分に指定は無く、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素含有樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂等を単体または複数樹脂を混合したものを使用することができる。

その絶縁基材１の厚みに指定は無く、０．０３０ｍｍ〜１００ｍｍとすることが可能であるが、スルーホール内の部分的なエッチング加工を行う事を考慮すると１６ｍｍ以下が最適である。

スルーホール内を保護する樹脂６には市販の液状樹脂が使用出来る。
その樹脂成分に指定は無く、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素含有樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂等を単体または複数樹脂の混合で使用することが出来る。
ただし使用するエッチングレジストの現像液への耐薬品性を有し、同時に、使用するエッチングレジストの剥離液への溶解性も有する樹脂を使用する。

また、樹脂の硬化特性については、熱硬化タイプ、ＵＶ硬化タイプ及びその他条件での硬化が選択出来るが、いずれの硬化方法でも硬化したのちに、上記耐薬液性及び溶解性を有することが必要となる。
樹脂の塗布方法に指定は無く、印刷法、ローラーコーティング法等、使用する樹脂に最適な塗布方法を選択すれば良い。

スルーホール内の導通めっき厚、及び表層の銅導体厚に指定は無く、スルーホールの接続信頼性及び必要な回路幅がエッチング可能な厚さを選択すれば良い。

レーザー加工には炭酸ガスレーザー、ＵＶレーザー、エキシマレーザーが使用出来るが、レーザー光を受ける導体の損傷を防止する為には炭酸ガスレーザーが最適である。

分割時に切断されるエリアとしては、基板の切断ラインから片側に３０〜５０μｍ程度の距離を設定するが、切断位置精度および加工精度によって適切な距離を決めることが可能である。

１ 絶縁基材
２ 第一銅導体
３ 第二銅導体
４ スルーホール
５ 導通めっき（めっき層）
６ 樹脂
６ａ 分割時に切断されるエリアの樹脂を除去した部分
７ 分割時に切断されるエリア
８ エッチングレジスト
９ 露光用マスク
１０ 露光用マスクの露光しない部分
１１ 両面基板材料
２１ ランド
３０ 端面電極

Claims (3)

1. 端面電極を有するプリント配線板の製造方法であって、
   下記（ａ）から（ｉ）の工程を順に経ることを特徴とする端面電極を有するプリント配線板の製造方法。
   記
   （ａ）絶縁基材の表面に銅導体を備えた配線板材料を準備する。
   （ｂ）前記配線板材料にスルーホールを形成する。
   （ｃ）前記銅導体上及び前記スルーホール内の面にめっき層を形成する。
   （ｄ）前記めっき層を形成した前記スルーホールに樹脂を充填し、物理研磨により充填した前記樹脂と前記めっき層を形成した前記銅導体とを平坦化する。
   （ｅ）前記スルーホールの分割時に切断されるエリアに有る樹脂の全てをレーザー加工により除去する。
   （ｆ）前記配線板材料の表面にレジストを形成する。
   （ｇ）回路部となる所には前記レジストが残り、分割時に切断される前記エリアに前記レジストが残らない露光用マスクを設定して露光を行い、現像をしてエッチングレジストを形成する。
   （ｈ）前記回路部を形成するめっき層の一部及び前記スルーホール内に形成しためっき層の一部をエッチングにより除去する。
   （ｉ）前記エッチングレジストを剥離し、同時に前記スルーホール内の樹脂を溶解除去して、後に端面電極となるスルーホールを形成する。
2. 端面電極を有するプリント配線板の製造方法であって、
   下記（ａ）から（ｉ）の工程を順に経ることを特徴とする端面電極を有するプリント配線板の製造方法。
   記
   （ａ）絶縁基材の表面に銅導体を備えた配線板材料を準備する。
   （ｂ）前記配線板材料にスルーホールを形成する。
   （ｃ）前記銅導体上及び前記スルーホール内の面にめっき層を形成する。
   （ｄ）前記めっき層を形成した前記スルーホールに樹脂を充填し、物理研磨により充填した前記樹脂と前記めっき層を形成した銅導体とを平坦化する。
   （ｅ）前記スルーホールの分割時に切断されるエリアに有る樹脂の全てレーザー加工により除去する。
   （ｆ）前記配線板材料の表面にレジストを形成する。
   （ｇ）回路部となる所には前記レジストが残り、前記分割時に切断されるエリアに前記レジストが残らない露光用マスクを設定して露光を行い、現像をしてエッチングレジストを形成する。
   （ｈ）前記回路部を形成するめっき層の一部及び前記スルーホール内に形成しためっき層の前記分割時に切断されるエリアの幅及び加工誤差を含んだ範囲幅分をエッチングにより除去する。
   （ｉ）前記エッチングレジストを剥離し、同時に前記スルーホール内の前記樹脂を溶解除去して、後に端面電極となるスルーホールを形成する。
3. 前記スルーホール内を充填する樹脂が、前記エッチングレジストの現像液には不溶であって剥離液に可溶な樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の端面電極を有するプリント配線板の製造方法。

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