JP6737433B2 - めっきレジストを用いたビア構造の同時で選択的なワイドギャップ分割 - Google Patents

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Description

米国特許法第119条に基づく優先権の主張
[0001] 本願は、2013年3月15日出願の米国仮特許出願第61/801,134号及び2014年3月11日出願の米国特許出願第14/205,331号に対する優先権を主張し、両出願は、その譲受人に譲渡され、かつ、参照によってそれらの全体が本明細書に明示的に組み込まれる。
[0002] 本発明は、プリント基板(PCB)に関し、特に、複数の電気信号が、互いに干渉することなく各電気的に絶縁された部分を横断することを可能にするためにPCBスタックアップ内でめっきレジストを用いることによって、ビア構造を、電気的に絶縁された部分に同時に分割するシステム及び方法に関する。
[0003] 消費者は、より速くてより小さな電子製品をますます必要としている。PCBの使用は、新しい電子アプリケーションが市販されるにつれて飛躍的に増大してきた。PCBは、複数の導電層と1以上の非導電層とを積層することによって形成される。PCBのサイズが縮小するにつれて、その電気相互接続の相対的な複雑度が増大していく。
[0004] めっきビア構造は、信号がPCBの層同士の間を伝わることを可能にするために従来用いられる。めっきビア構造は、電気信号の伝送の媒体として機能するPCB内のめっきホールである。例えば、電気信号は、PCBの1つの層上の配線を通り、めっきビア構造の導電材料を通り、その後、PCBの異なる層上の第2配線まで伝わることがある。
[0005] 残念ながら、従来技術の制約によって、めっきビア構造は、電気接続性の機能を実行するために必要な長さよりも長いことがある。例えば、めっきビア構造は、PCBを完全に貫通するが、直接隣接する2つの層上の2つの配線を接続するだけの場合がある。その結果、1以上のスタブが形成されることがある。スタブは、電気信号を伝達するために不要な、めっきビア構造内の余分な導電材料である。
[0006] 高速信号がめっきビア構造を通じて伝送される時、「スタブ効果」は信号を歪めることがある。スタブ効果は、無用で余分な導電材料がめっきビア構造内に存在することの結果である。スタブ効果は、信号の一部が配線接続部を避けて、めっきビア構造の1以上のスタブ内に迂回させられる時に発生する。信号の一部は、スタブの端部から、いくらかの遅延後に配線接続部に向かって戻るように反射されることがある。この遅延した反射は、シグナルインテグリティに干渉し、例えば、信号のビット誤り率を増大させることがある。スタブ効果の悪化作用はスタブの長さとともに増大することがある。10ギガビット毎秒で流れる信号における50%程度の信号減衰がめっきビア構造内のスタブに起因する場合がある。ショートスタブを有するビア構造を製造することができるが、このビア構造は、実質的にコストを増加させる連続的な処理を必要とする。
[0007] 図1は、従来技術におけるめっきビア構造110及びスタブ170を有するPCB100の図である。PCB100は、非導電性の誘導体層120によって隔てられた導電層130から構成される。通常、めっきビア構造110は、円筒形状であって導電材料180によってめっきされたバレル(すなわち、ビア構造の軸)を含む。めっきビア構造110は、PCB100の第1導電層130上の配線140から第2導電層130上の配線150への電気信号160の伝送を可能にする。めっきビア構造のスタブ170は、めっきビア構造110の不要な部分であり、スタブ効果を生じさせることがある。
[0008] 図2は、従来技術において、バックドリルによってスタブ170(図1に示す)が除去された後のめっきビア構造110を有するPCB100の図である。スタブ170を低減させる又は除去するためにめっきビア構造110の不要な部分をバックドリルすることは、スタブ効果を低減させる1つの方法である。バックドリルは、連続的な層処理に対する実現可能な代替案であるが、制約を有する。通常、ドリルビットは、スタブ170をバックドリルし、それによって、めっきビア構造110の不要で余分な導電材料の一部を除去する。ドリルビットがめっきビア構造110からスタブの一部を除去すると、バックドリルされた孔200が形成される。ドリルビットは、一般に、コンピュータ数値制御(CNC)ドリル機械内の超硬ドリルビットである。バックドリルの結果として、めっきビア構造110のスタブ170の一部が除去され、それによって、シグナルインテグリティに干渉し得る寄生容量、寄生インダクタンス及び時間遅延を完全には排除しないが低減させる。
[0009] 大抵の場合、穿孔設備の精度における偏差を許容するために設計許容(design concessions)を形成する必要がある。バックドリルが不正確な(例えば深過ぎる又は中心を外れた)場合、めっきビア構造110の機能部分が除去されて、PCB100が破壊されることがある。結果として、新しいPCB100が、再構築され、バックドリルされなくてはならない。従って、生産量が低下するとともにコストが増加する。
[0010] バックドリル処理はまた、確実に保持可能な公差の点で制約がある。バックドリルは、通常、+/−5ミルの深さ公差までしか制御可能ではない。大抵の場合、さらなる設計許容が、層の強度及び整合性における制約に起因して形成され、穿孔の位置、幅及び方向のバリエーションを可能にすることが必要である。
[0011] さらに別の制約は、多くの設計が、スタブ170が様々な深さであり得る複数のめっきビア構造110のバックドリルを必要とすることである。これは、作成に時間及び資金が必要なドリル工具ファイルの専門のプログラミングを必要とする。
[0012] さらに、複数のめっきビア構造110のバックドリルは、通常、連続処理であり、その結果、PCB100をバックドリルするために必要な時間がスタブ170の数とともに増大する。スタブ170のいずれか1つが適切に穿孔されない場合、PCB100は破壊されることがある。従って、多数のスタブ170をバックドリルすることによって、PCB100に損傷を与える確率が上昇する。
[0013] 別の制約は、多くの設計がまた、PCB100の両面からスタブが除去されることを必要とすることである。これは、バックドリル処理中にPCB100の向きを再び変えることを必要とし、そのことが、さらに時間を必要とし、追加のプログラミングを必要とし、かつ、バックドリル処理の精度に潜在的な誤りを付与する。
[0014] さらに、ドリルビットは、生産量を低下させてPCB100の再加工を必要とするような破損を引き起こしやすい。各個別のめっきビア構造110を再加工する処理は、生産時のサイクル時間を増大させ、生産時のコストを増加させる。加えて、ドリルビットは高価であるので、コストをさらに吊り上げる。
[0015] バックドリルの1つの結果は、除去されたスタブバレルのボリュームが、回路の経路選択に関連して機能しないということである。任意の層上の他のいかなる配線又は相互接続も、除去されたスタブのボリュームを通ることができない。回路配線は、このようなボリュームの周りで再び経路選択される必要がある。大抵の場合、追加の層が追加されて所定の設計ですべての配線を効率的に経路選択することが必要であり、及び従って、複雑さとコストとを増大させる。
[0016] PCBを2以上のセクションに分割して、スタブの長さを減少させる又は連続処理技術等の当該技術分野で知られた方法を用いて配線密度を増大させることができる。連続処理によって、2つの別個のPCBサブアセンブリが個別に製造される。2つのサブアセンブリが、連続的にともに積層され、及び、スルーホール又はビアがめっきされて、2つの個別のPCBを接続して1つにする。スタブは、この方法で制御され得るが、2つの個別のサブアセンブリ同士の間の層に制限される。このような積層処理の「連続する性質」のため、追加の処理ステップを必要とし、かつ、製造のためのコストとサイクル時間とを著しく増大させる。
従来技術のめっきビア構造及びスタブを有するPCBを示す図である。 従来技術のバックドリルによってスタブが除去された後のめっきビア構造を有するPCBを示す図である。 ある実施形態に係る、めっきレジストを通じて形成されためっきビア構造を有するPCBを示す図である。 ある実施形態に係る、電磁放射線に選択的に暴露されたエッチングレジストの層によって覆われたコアサブ複合構造を示す図である。 本発明のある実施形態に係る、改質されたエッチングレジストのエリアを有するサブ複合構造の導電層及び誘電体層を示す図である。 ある実施形態に係る、導電層内にクリアランスを形成するために除去された改質されたエッチングレジスト及び導電層の一部を有するサブ複合構造の導電層及び誘電体層を示す図である。 ある実施形態に係る、除去された改質されていないエッチングレジストを有するサブ複合構造の導電層及び誘電体層を示す図である。 ある実施形態に係る、クリアランス内に堆積されためっきレジストを有するサブ複合構造の導電層及び誘電体層を示す図である。 ある実施形態に係る、めっきレジストのより厚い層を用いて形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。 ある実施形態に係る、導電層内に形成されたクリアランス内にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造と、サブ複合構造の隣接する誘電体層と、を有するPCBスタックアップを示す図である。 ある実施形態に係る、サブ複合構造の最上部の導電層と同一平面上にある表面のアンチパッド領域上にあるサブ複合構造の表面上にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。 ある実施形態に係る、サブ複合構造の表面上にある導電領域又は導電パッド上にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造を有するPCBを示す図である。 めっきスルーホール(PTH)内に形成された理想的なギャップを有する多層PCBスタックアップの一部の断面図である。 めっきスルーホール(PTH)内に形成されたギャップを有する実際の多層PCBスタックアップの一部の断面図である。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内で形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランスを有する多層PCBの一部の断面図である。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内で形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有する多層PCBの一部の断面図である。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有する別の多層PCBの一部の断面図である。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 図15、図16、図17及び/又は図18のPCBを形成する方法を示す図である。第1コア又はサブ複合構造が形成される。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 図20のPCBを形成する方法を示す図である。 少なくともコア又はサブ複合構造内を含む、めっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 図22の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す図である。 単一のコア又はサブ複合構造内でめっきレジスト材料の複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内で形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 図24の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す図である。 2つの異なるコア又はサブ複合構造内でめっきレジスト材料の複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイドを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 図26の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す図である。 1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成された複数のワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランスを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 コア又はサブ複合構造内にめっきレジスト材料及び1以上の誘電体層内にめっきレジスト材料を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内で形成された複数のワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランスを有するさらに別の多層PCBの一部の断面図である。 めっきレジスト材料の複数のポイントを用いることによるめっきスルーホール内でのワイドギャップ/ボイドの形成を示す図である。
[0047] 信号劣化を最小限に抑えるための費用効果が高くて効率的なシステムは、プリント基板(PCB)のめっきビア構造内での導電材料の形成を制御することによって、スタブを電気的に絶縁させる、低減させる又は除去することである。ビア構造内に1以上のボイドを意図的に形成することによって導電材料の形成に抗うために、ビア構造内でめっきレジストの1以上のエリアが用いられる。その結果、ビア構造内の導電材料の形成は、電気信号の伝送に必要なそれらのエリアに限定され得る。ある実施形態によれば、ビア構造を電気的に絶縁されたセグメントに分割することによって、PCB設計の経路の可能性又は配線密度を劇的に増大させることができる。これは、その特定のセグメントに関連付けられた層上に信号を電気的に接続するために、分割されたビアの各々の電気的に絶縁されたセグメントを用いるからである。
[0048] 多層PCBは、チップ基板、マザーボード、バックプレーン、バックパネル、センタープレーン、フレックス回路又はリジッドフレックス回路であってもよい。本発明はPCBでの使用に限定されない。ビア構造は、一方の導電層から他方の導電層に電気信号を伝送するために使用されるめっきスルーホールであってもよい。めっきビア構造は、電気コンポーネントをPCB上の他の電気コンポーネントに電気的に接続するためのコンポーネント実装ホールであってもよい。
[0049] PCBのビア構造内のスタブを電気的に絶縁する、低減させる又は除去するための方法は、バックドリルよりも速くて効率的であり得る。めっきレジストは、PCBの導電層及び/又は誘電体層内の多くのクリアランス内に同時に配置されてもよい。大抵の場合、PCBは、スルーホールと、100,000以上程度のビアと、を有し得る。同時に、多層PCBは複数の層を有し得る。ビアの各々を分割して、各ビアごとに様々な程度にスタブを制御することが好都合である。言い換えれば、各ビアは、異なる層で、かつ、異なる場所で分割されてもよい。単一のパネル上で同時にすべてのビアを分割することができるようにするため、めっきレジストは、パネル内でのビアの穿孔及びその後のめっきの前のPCBスタックアップの形成中、各サブ複合コアの選択された層上に選択的に堆積されてもよい。例えば、PCBの層内のすべてのクリアランスが同時に形成されてもよい。別の例では、導電材料は、PCBのすべてのビア構造内に同時に形成されてもよい。対照的に、上述したように、バックドリルは、一度に1つのビア構造に対して通常は実行される。従って、スタブの形成を制限するためにめっきレジストを組み込む方法は、バックドリルよりもPCBの高速な製造を可能にし得る。
[0050] 図3は、ある実施形態に係る、メッキレジスト370を貫通して形成されためっきビア構造330を有するPCB300を示す図である。PCB300は、誘電体層320a〜320eによって隔てられた導電層310a〜310eを含む。めっきビア構造330は、シード導電材料390と導電材料392のさらなる被覆とによってめっきされる。めっきビア330は、PCBスタックアップを形成するためにサブ複合構造にめっきレジストを選択的に堆積させることによって、複数の電気的に絶縁された部分(330a及び330b)に有効に分割される。例えばめっきビア330等のめっきビアを分割する方法を図4〜図8を参照して以下に説明する。
[0051] 図3は、ビア330の絶縁された部分330aを横断することによって、第1導電層310a上の1つの配線340又はコンポーネント実装パッドから、PCB300の第2導電層310b上の別の配線350に、電気信号が伝送されることをめっきビアが可能にすることを示している。同様に、ビア330の絶縁された部分330bは、別の電気信号362が信号360と干渉することなく配線380に伝送されることを可能にする。
[0052] めっきレジストは、導電層及び誘電体層の1以上のクリアランス内に堆積される通常の非導電材料である。例えば、図3では、めっきレジストは、導電層310d内のクリアランス内に堆積される。PCB300がシード又は触媒槽内に配置される時、シードは、ビアの壁のすべてのエリア上に堆積するが、めっきレジスト上には堆積しない。少量のシードがめっきレジスト上に堆積された場合、これらの残留堆積物を除去するために後処理工程が利用されてもよい。続いて、パネルが無電解銅又は電解銅めっき槽内に配置される時、銅は、シード又は導電性がある場所にめっきされ、めっきレジストがあるエリアにはめっき又は堆積されない。めっきレジストは、ビアのバレルをセグメントに有効に分割する円筒形ボイドを形成する。
[0053] めっきレジスト370は、導電層310dでビア構造330内の触媒材料390及び導電材料392の堆積を阻止する。その結果、ビア330は、電気的に絶縁された部分330a及び330bに分割される。結果的に、電気信号360は、セクション330bによって生じた干渉を通じてシグナルインテグリティを悪化させることなく、第1導電層310aから第2導電層310bに伝わる。めっきビア構造330の導電材料392は、それを通じて電気信号360がPCB300の第1導電層310aから第2導電層310bに伝わるための媒体である。同様に、電気信号362はめっきビア330の導電層310eを横断する。めっきビア構造330は任意の形状を有してもよい。
[0054] 導電又は触媒材料390のある例は、無電解銅、パラジウムシードである。触媒シード処理は電気泳動めっき又は直接金属化を含んでもよい。導電金属又は銅等の導電材料392がビア構造330内に堆積されるめっき処理は電解めっき又は無電解処理を含んでもよい。
[0055] PCB300は任意の数の導電層及び誘電体層を有してもよい。図3は、単純化のため、5つの導電層310a〜310e及び5つの誘電体層320a〜320eのみを示す。導電層310a〜310eの各々は、電源層若しくはグラウンド層等の部分的な層若しくは完全な層を備えてもよく、回路配線の層を備えてもよく、又は、回路配線とグラウンド層等の部分的な層との両方を備えてもよい。導電層310a〜310eの非限定的な例は銅である。誘電体層320a〜320eのある非限定的な例は、FR−4、エポキシガラス、ポリイミドガラス、セラミック炭化水素、ポリイミドフィルム、樹脂含浸織布ガラス、フィルム、樹脂含浸マット材料、ケブラー、紙、及び、分散したナノ粉末を有する樹脂誘電体である。ある実施形態によれば、分割されたビアは、絶縁ペースト又は抵抗ペーストによって充填されて信頼性又は機能性を改善する。
[0056] めっきビア330等のめっきビアの分割方法を図4〜図8を参照して説明する。ここでさらに説明するように、クリアランスは、少なくとも1つの導電層310a〜310e内及び/又は少なくとも1つの誘電体層320a〜320e内にある孔である。例えば、クリアランスは導電層310e内に形成されてもよい。各クリアランスは、めっきビア構造330よりも大きい半径を有する。エッチング処理を通じたクリアランスの形成を図4〜図8を参照にして以下に説明する。
[0057] 図4〜図8は、本発明のある実施形態に係る、導電層310d内のクリアランスのエッチングと、めっきレジスト370の配置及び堆積と、を示す例である。図4〜図8を参照して説明するように、エッチングは、サブ複合構造の両方の導電層に対して適用されてもよいことに留意すべきである。単純化のため、エッチングは、図4〜図8の1つの導電層(310d)を参照して説明する。さらに、単純化のため、図4〜図8は、コアサブ複合構造内の1つの場所上へのめっきレジストの選択的な堆積を説明する。しかしながら、めっきレジストは、PCB設計に応じてサブ複合構造内の複数の場所に選択的に堆積されてもよいことが理解される。さらに、各サブ複合構造は、他のサブ複合構造の層とは異なる層上に選択的に堆積されるめっきレジストを有してもよく、その結果、これらの様々なサブ複合構造を積層してPCBスタックアップを形成することによって所望のPCB設計を達成する。
[0058] 図4は、ある実施形態に係る、電磁放射線に選択的に暴露されたエッチングレジストの層によって覆われたコアサブ複合構造を表す図である。図4は、サブ複合構造402(また、コアとしても言及される)を示しており、このサブ複合構造402は、2つの導電層310d及び310eの間に挟み込まれた誘電体層320dを含む。導電層310dはエッチングレジスト400によって覆われている。エッチングレジストの一部はマスク410によって覆われている。
[0059] エッチングレジスト400は、電磁エッチング処理、化学エッチング処理又は電気化学エッチング処理中に導電層310dのエリアに適用されてそのエリアの反応を阻止する任意の材料である。エッチングレジスト400は、リソグラフィ処理によって、選択的な堆積によって、又は、レーザ直接イメージングによって、処理されてもよい。エッチングレジスト400のある例は、フォトレジスト、有機材料、ドライフィルム、シート、ペースト、ポリマー厚膜及び液体である。
[0060] マスク410は、電磁反応、化学反応又は電気化学反応中、あるエリアを覆って、覆われたエリアの反応を阻止する膜又はめっきである。マスク410のある例は、銀フィルム、ガラス又はジアゾフィルムである。マスク410は、マスク410の配置を制御するように構成されたマスクアライナ(図示せず)を有するエッチングレジスト400上に位置決めされてもよい。エッチングレジスト400の暴露された部分は、非限定的な例として、電磁放射線420又はレーザに暴露され、及び、覆われたエッチングレジストが影響を受けないにしたままにする一方で、暴露されたエッチングレジストを除去可能にするように改質される。レーザを用いる場合、マスク410は不要である。
[0061] 図5は、本発明のある実施形態に係る、改質されたエッチングレジスト500のエリアを有するサブ複合構造402の導電層310d、310e及び誘電体層320dを示す図である。電磁放射線420(図4)が終了してマスク410(図4)が除去される、それによって、改質されていないエッチングレジスト400を暴露する。
[0062] 図6は、ある実施形態に係る、改質されたエッチングレジスト500(図5)を有するサブ複合構造402の導電層310d、310e及び誘電体層320bと、導電層310d内にクリアランス600を形成するために除去された導電層310dの一部と、を示す図である。改質されたエッチングレジスト500(図5)は、当該技術分野において周知の方法によって除去され、それによって、導電層310dの一部を露出させる。導電層310dの露出した部分が、その後、クリアランス600を形成するためにエッチングされ、誘電体層320dを露出させる。クリアランス600は、グラウンド面若しくは電源面内にあってよく、又は、信号層上の導電パッド若しくは特徴部内にあってもよい。
[0063] 図7は、ある実施形態に係る、除去された改質されていないエッチングレジスト400を有するサブ複合構造402の導電層310d、310e及び誘電体層320dを示す図である。改質されていないエッチングレジスト400(図4〜図6)は当該技術分野で周知の方法によって除去されてもよく、これによって導電層310dが露出される。
[0064] 図8は、ある実施形態に係る、クリアランス600内に堆積されためっきレジスト870を有するサブ複合構造402の導電層310d、310e及び誘電体層320dを示す図である。
[0065] 例えば、めっきレジストは、印刷、ステンシル印刷、ニードルディスペンス等を用いて、クリアランス内に堆積され得る。めっきレジストは、無電解金属堆積に触媒作用を引き起こすことが可能な触媒種の堆積に対して耐性を有する疎水性の絶縁材料であってもよい。めっきレジストは、コロイド状黒鉛等の他の「シード」堆積物の堆積に対して抗う材料であってもよい。
[0066] めっきレジストは、エッチングされたクリアランス層と同一平面に又はよりも高くなるように堆積されてもよい。めっきレジストはペースト又は強粘液であってもよい。めっきレジストのある非限定的な例は、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂及びアクリル樹脂である。このような絶縁疎水性樹脂材料は、単独で用いられてもよく、又は、複合された組成物内で疎水特性を維持するために十分な量の他の樹脂材料を有する複合された組成物であってもよい。
[0067] めっきレジストの堆積後、めっきレジストは、適切な方法を用いて硬化される。定位置のめっきレジスト870を有するサブ複合構造402は、現在では、当該技術分野で周知の技術を用いて多層PCBスタックアップの残余部に積層されることが可能である。様々な場所における選択的に堆積されためっきレジストエリアを有する多層サブ複合構造(コア)は、PCBスタックアップを形成するように積層されてもよい。スルーホールは、PCBスタックアップ、導電層、誘電体層及びめっきレジストを貫通するようにドリルで穿孔される。
[0068] 従って、PCBパネルは、シード槽内にパネルを配置した後に無電解銅槽内に浸漬されることによって同時にめっき可能な複数のスルーホールを有する。シード槽の非限定的な例は銅パラジウムコロイドである。表面めっきのための一例を米国特許第4,668,532号明細書で見ることができる。無電解銅は、パネル内の各スルーホールのバレルの追加の電解銅めっきを可能にする最初の導電経路を提供する。シードの化学的性質(無電解銅)は、スルーホールの壁の表面上に堆積するが、めっきレジストを有する壁のエリア上には効果的に堆積しない。少量の無電解銅が、めっきレジスト上に堆積することがあるが、この量は、当該技術分野において公知の後処理ステップによって除去され得る。例えば、めっきレジスト上に堆積され得る任意の少量の無電解銅は、疎水性めっきレジストから実質的にすべての前記触媒種を除去するために十分な期間にわたって、影響を受けたエリアをアルカリ性溶液内のキレート剤に接触させることによって除去され得る。パネルは、その後、パネルめっき又はパターンめっきのどちらかのための公知の処理に進む。例えば電解又は無電解めっきが用いられてもよい。言い換えれば、スルーホールの内壁は、金属堆積溶液に接触させられ、疎水性めっきレジストによって保護されていない壁の暴露された触媒エリアのみを金属化する。
[0069] ビア構造内での導電材料のめっきは、シード材料が存在する場所に生じる。同様に、めっきレジストが存在する場所には導電材料のめっきは形成されない。従って、ビア構造内のめっき導電材料のボイドであるエリアは、電気的に絶縁されたセクションにビアを有効に分割する。PCBスタックアップのある場所内及びある層上にめっきレジストを戦略的に配置することによって、ビア構造内に複数の電気的に絶縁された部分が同時に形成され得る。
[0070] 従って、上記の方法は、ビア構造を、複数の電気的に絶縁されたセグメントに構成するように用いられてもよい。このような各セグメントは、PCB内の適切な層への相互接続経路を提供する。このような分割されたビアは、信頼性を改善し又は機能性を向上させるために、エポキシ又は他の絶縁若しくは抵抗ポリマーのような絶縁材料によって連続的に充填され得る。従って、損失が大きく、間違いやすく、非常に時間の掛かるバックドリルを回避することができる。同様に、図3に戻ると、めっきレジスト370を使用することによって、バックドリルによって生じ得るPCB300への見込まれる損傷を回避する。さらなる利点は、バックドリルが通常+/−5ミルの深さの公差で制御可能である場合に、+/−1ミル以上の制御可能な深さの公差が、本明細書で説明したシステム及び方法によって達成され得る。その結果、めっきレジスト370と、誘電体層320bと、導電層310cとの間の整合性はバックドリルと比較してより狭い標準偏差に保持され得る。
[0071] ある実施形態によれば、より厚いレジスト堆積物が好ましい場合がある。このような場合、サブ複合構造又はコアは、分割されたビア構造が、結果物としてのPCBスタックアップで所望されるエリアに対応するスルーホールによって機械的に穿孔される。サブ複合構造の厚さは約1〜50ミルに及び得る。従って、めっきレジストのより厚い堆積物が形成され得る。スルーホールは、専用の孔充填装置、ステンシル印刷又はスクリーン印刷を用いて、めっきレジストによって充填される。このような処理は孔埋め又はビア埋めとして知られている。めっきレジストは、その後、適切な処理を用いて硬化される。平坦化又は洗浄工程は、サブ複合構造の表面から任意の余分なレジストを除去するために採用されてもよい。サブ複合構造は、回路画像を形成する標準的なPCB処理を用いて処理されてもよい。スルーホールは、回路画像の形成前又は形成後にめっきレジストによって充填されてもよいことに留意されたい。サブ複合構造は、その後、多層PCBスタックアップに積層され、及び、その処理は、無電解シード、及び、PCBスタックアップ内の1以上のビア構造の内壁の後続のめっきについて、上述したように継続し得る。ある実施形態によれば、分割されたビアは、電気的な絶縁材料、オーム抵抗ペースト又は電圧感応状態遷移誘電材料によって充填されて信頼性又は機能性を向上させる。電圧感応遷移状態誘電材料を用いる場合、PCB内のプログラム可能な回路の経路選択がなされてもよい。さらに、電圧感応状態遷移誘電材料は過渡保護を提供する。本明細書で用いられるように、用語「過渡」は、静電放電事象だけではなく、プリント基板内に電圧及び電流を直接的又は間接的に誘導する短時間の任意の現象も包含し、並びに、このような電圧及び電流の振幅は、プリント基板上の電子部品の劣化又は機能不全を引き起こすのに十分に大きい。
[0072] 図9は、ある実施形態に係る、めっきレジストのより厚い層を用いて形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。図9は、誘電体層920a〜920fによって隔てられた導電層910a〜910fを含むPCB900を示す。めっきビア構造930は、シード導電材料990と、導電材料992のさらなるコーティングと、によってめっきされる。めっきビア930は、PCBスタックアップを形成するために用いられるサブ複合構造内にめっきレジストを選択的に堆積させることによって、複数の電気的に絶縁された部分(930a及び930b)に有効に分割される。
[0073] 図9は、部分930bによって引き起こされた干渉を通してシグナルインテグリティを劣化させずに、ビア930の絶縁された部分930aを横断することによって、第1導電層910a上の1つの配線940からPCB900の第2導電層910b上の別の配線950に電気信号960が伝送されることを、分割されためっきビアが可能にすることを示す。めっきビア構造930の導電材料992は媒体であり、この媒体を通じて、電気信号960がPCB900の第1導電層910aから第2導電層910bに伝わる。同様に、ビア930の絶縁された部分930bは、別の電気信号962が、信号960と干渉することなく配線980に伝送されることを可能にする。めっきレジスト970は、導電層910c及び導電層910dでビア構造930内の導電材料990及び992の堆積を阻止する。その結果、ビア930は、電気的に絶縁された部分930a及び930bに有効に分割される。
[0074] PCB900は任意の数の導電層及び誘電体層を有してもよい。図9は、単純化のため、6層の導電層910a〜910f及び6層の誘電体層920a〜920fのみを示す。導電層910a〜910fの各々は、電源層若しくはグラウンド層等の部分的な層若しくは完全な層を含み、及び、回路配線の層を備えてもよく、又は、回路配線とグラウンド層等の部分的な層とを備えてもよい。導電層910a〜910fの非限定的な例は銅であり、及び、誘電体層920a〜920fのある非限定的な例は、エポキシガラス、ポリイミドガラス、セラミック炭化水素、ポリイミドフィルム、テフロンフィルム、樹脂含浸マット材料、ケブラー、紙、分散したナノ粉末を有する樹脂誘電体である。
[0075] ある実施形態によれば、めっきレジストは、サブ複合構造の導電層内及び誘電体層に隣接して形成されたクリアランス内に選択的に堆積される。このような場合、サブ複合構造は、機械的に又はレーザによって穿孔されてブラインドホールを形成することができる。ブラインドホールは、サブ複合構造の1つの導電層で始まり、誘電体層を通じて進み、サブ複合構造の別の導電層上で終わる。しかしながら、ブラインドホールの深さは、サブ複合構造の導電層に到達しない任意の深さに穿孔されてもよい。めっきレジストは、その後、例えば、スキージ除去、ステンシル又はスクリーン印刷工程を用いてブラインドホール内に堆積される。レジストはその後に硬化される。ブラインドホールの開口端からレジストを除去するために平坦化又は洗浄工程が用いられてもよい。サブ複合構造は、標準的なPCB処理を用いて処理されて回路画像を形成することができる。めっきレジストは、回路画像の形成前又は形成後に堆積させられてもよいことに留意されたい。サブ複合構造は、その後、多層PCBスタックアップに積層され、並びに、その処理は、ビア構造の内壁の無電解シード及び後続のめっきについて上述したように継続し得る。このようなビア構造における利点は、めっきレジストが、孔のブラインド端の外側に出てこないこと、及び、サブ複合構造(コア)の穿孔されていない導電層への接続が形成され得ることである。ある実施形態によれば、分割されたビアは、電気的に絶縁材料、オーム抵抗体ペースト又は電圧感応状態遷移誘電材料によって充填されて信頼性及び機能性を向上させる。電圧感応状態遷移誘電材料を用いる場合、PCB内のプログラム可能な回路の経路選択がなされてもよい。さらに、電圧感応状態遷移誘電材料は過渡保護を提供することができる。
[0076] 図10は、ある実施形態に係る、導電層内とサブ複合構造の隣接する誘電体層内とに形成されるクリアランス内にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。図10は、誘電体層1020a〜1020fによって隔てられた導電層1010a〜1010fを含むPCB1000を示す。めっきビア構造1030は、シード導電材料1090と、導電材料1092のさらなるコーティングと、によってめっきされる。めっきビア1030は、PCBスタックアップを形成するために用いられるサブ複合構造内にめっきレジストを選択的に堆積させることによって、複数の電気的に絶縁された部分(1030a及び1030b)に有効に分割される。
[0077] 図10は、部分1030bによって引き起こされる干渉を通じてシグナルインテグリティを劣化させずに、ビア1030の絶縁された部分1030aを横断することによって、第1導電層1010a上の1つの配線1040からPCB1000の異なる導電層1010c上にある別の配線1050に電気信号1060が伝送されることを、分割されためっきビアが可能にすることを図示する。めっきビア構造1030の導電材料1092は媒体であり、この媒体を通じて、電気信号1060がPCB1000の第1導電層1010aから第2導電層1010cに伝わる。同様に、ビア1030の絶縁された部分1030bは、別の電気信号1062が信号1060と干渉せずに配線1080に伝送されることを可能にする。めっきレジスト1070は、導電層1010d及び誘電体層1020cでビア構造1030内での導電材料1090及び1092の堆積を阻止する。その結果、ビア1030は、電気的に絶縁された部分1030a及び1030bに有効に分割される。
[0078] PCB1000は任意の数の導電層及び誘電体層を有してもよい。図10は、単純化のため、6層の導電層1010a〜1010f及び6層の誘電体層1020a〜1020fのみを示している。導電層1010a〜1010fの各々は、電源層若しくはグラウンド層等の部分的な層若しくは完全な層を備えてもよく、及び、回路配線の層を備えてもよく、又は、回路配線とグラウンド層等の部分的な層とを備えてもよい。導電層1010a〜1010fの非限定的な例は銅であり、及び、誘電体層1020a〜1020fのある非限定的な例は、エポキシガラス、ポリイミドガラス、セラミック炭化水素、ポリイミドフィルム、テフロンフィルム、樹脂含浸マット材料、ケブラー、紙、分散したナノ粉末を有する樹脂誘電体である。
[0079] ある実施形態によれば、めっきレジストは、サブ複合構造の最上端の導電層と同一平面上にある表面上の露出した誘電体上でサブ複合構造の表面上に選択的に堆積される。このような場合、めっきレジストは、露出した誘電体上にあるサブ複合構造コアのエッチングされた表面上に堆積される。めっきレジストは、スクリーン印刷、ステンシル、ニードル堆積、又は、当該技術分野において公知の他の方法を用いて誘電体上に堆積される。めっきレジストの堆積物の厚さは、5ミル厚さまでの範囲に調節されてもよい(2ミル〜30ミル)。めっきレジストの堆積物は、任意の形状を有し得るが、通常、幾何学的に円形又は四角形であってもよい。堆積後、レジストは、適切な処理を用いて硬化される。サブ複合構造は、標準的なPCB処理を用いて処理されて回路画像を形成することができる。めっきレジストは回路画像の形成前又は形成後に堆積され得ることに留意されたい。サブ複合構造は、その後、多層PCBスタックアップに積層され、及び、その処理は、無電解シード及びビア構造の内壁の後続のめっきについて上述したように継続し得る。ある実施形態によれば、分割されたビアは、電気的な絶縁材料、オーム抵抗体ペースト又は電圧感応状態遷移誘電材料によって充填されて信頼性又は機能性を向上させる。電圧感応状態遷移誘電材料を用いる場合、PCB内のプログラム可能な回路の経路選択がなされてもよい。さらに、電圧感応状態遷移誘電材料は過渡保護を提供することができる。
[0080] 図11は、ある実施形態に係る、暴露された誘電体上でサブ複合構造の表面上にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。図11は、誘電体層1120a〜1120eによって隔てられた導電層1110a〜1110eを含むPCB1100を示す。めっきビア構造1130は、シード導電材料1190と、導電材料1192のさらなるコーティングと、によってめっきされる。めっきビア1130は、PCBスタックアップを形成するために用いられるサブ複合構造にめっきレジストを選択的に堆積させることによって、複数の電気的に絶縁された部分(1130a及び1130b)に有効に分割される。
[0081] 図11は、部分1130bによって引き起こされた干渉を通じてシグナルインテグリティを劣化させずに、ビア1130の絶縁された部分1130aを横断することによって、第1導電層1110a上の1つの配線1140からPCB1100の異なる導電層1110c上の別の配線1150に電気信号1160が伝送されることを、分割されためっきビアが可能にすることを示す。めっきビア構造1130の導電材料1192は媒体であり、この媒体を通じて、電気信号1160がPCB1100の第1導電層1110aから別の導電層1110cに伝わる。同様に、ビア1130の絶縁された部分1130bは、別の電気信号1162が信号1160と干渉せずに配線1180に伝送されることを可能にする。めっきレジスト1170は、導電層1110cと別の導電層1110eとの間のエリアでのビア構造1130内への導電材料1190及び1192の堆積を阻止する。その結果、ビア1130は、電気的に絶縁された部分1130a及び1130bに有効に分割される。めっきビア構造1130は任意の形状を有してもよい。
[0082] PCB1100は任意の数の導電層及び誘電体層を有してもよい。図11は、単純化のため、5層の導電層1110a〜1110e及び5層の誘電体層1120a〜1120eのみを示す。導電層1110a〜1110eの各々は、電源層若しくはグラウンド層等の部分的な層若しくは完全な層を備えてもよく、及び、回路配線の層を備えてもよく、又は、回路配線を有する層とグラウンド層等の部分的な層とを備えてもよい。導電層1110a〜1110eの非限定的な例は銅であり、及び、誘電体層1120a〜1120eのある非限定的な例は、エポキシガラス、ポリイミドガラス、セラミック炭化水素、ポリイミドフィルム、テフロンフィルム、樹脂含浸マット材料、ケブラー、紙、分散したナノ粉末を有する樹脂誘電体である。
[0083] ある実施形態によれば、めっきレジストは、サブ複合構造の表面上の導電領域又は導電パッド上のサブ複合構造の表面上に選択的に堆積される。導電領域は、平面になるようにパターン化されてもよく、又は、個別のパッド若しくは特徴部であってもよい。パッド又は特徴部の場合、めっきレジストはパッドに重なり得る。めっきレジストは、スクリーン印刷、ステンシル、ニードル堆積、又は、当該技術分野において公知の他の方法を用いて導電領域上に堆積される。めっきレジストの堆積物は、任意の形状を有してもよいが、通常、幾何学的に円形又は四角形であってもよい。堆積後、レジストは適切な処理を用いて硬化される。サブ複合構造は、標準的なPCB処理を用いて回路画像を形成することができる。めっきレジストが、回路画像の形成前又は形成後に堆積され得ることに留意されたい。サブ複合構造は、その後、多層PCBスタックアップに積層されてもよく、及び、その処理は、無電解シード及びビア構造の内壁の後続のめっきについて、上述したように継続することができる。ある実施形態によれば、分割されたビアは、電気的な絶縁材料、オーム抵抗体ペースト又は電圧感応状態遷移誘電体によって充填されて、信頼性又は機能性を向上させる。電圧感応状態遷移誘電体を用いる場合、PCB内のプログラム可能な回路の経路選択がなされてもよい。さらに、電圧感応状態遷移誘電体は過渡保護を提供することができる。
[0084] 図12は、ある実施形態に係る、サブ複合構造の表面上の導電領域又は導電パッド上にめっきレジストを選択的に堆積させることによって形成された分割されためっきビア構造を有するPCBスタックアップを示す図である。図12は、誘電体層1220a〜1220eによって隔てられた導電層1210a〜1210eを含むPCB1200を示す。めっきビア構造1230は、シード導電材料1290と導電材料1292のさらなるコーティングとによってめっきされる。めっきビア1230は、PCBスタックアップを形成するために用いられるサブ複合構造にめっきレジストを選択的に堆積させることによって、複数の電気的に絶縁された部分(1230a及び1230b)に有効に分割される。
[0085] 図12は、部分1230bによって引き起こされた干渉を通じてシグナルインテグリティを劣化させずに、ビア1230の絶縁された部分1230aを横断することによって、第1導電層1210a上の1つの配線1240からPCB1200の導電パッド1210d上の別の配線1250に電気信号1260が伝送されることを、分割されためっきビアが可能にすることを示す。めっきビア構造1230の導電材料1292は媒体であり、この媒体を通じて、電気信号1260がPCB1200の第1導電層1210aから導電パッド1210dに伝わる。同様に、ビア1230の絶縁された部分1230bは、別の電気信号1262が信号1260と干渉することなく配線1280に伝送されることを可能にする。めっきレジスト1270は、導電層1210eと導電パッド1210dとの間のエリアでのビア構造内への導電材料1290及び1292の堆積を阻止する。その結果、ビア1230は、電気的に絶縁された部分1230a及び1230bに有効に分割される。めっきビア構造1230は任意の形状を有してもよい。
[0086] PCB1200は任意の数の導電層及び誘電体層を有してもよい。図12は、単純化のため、5層の導電層1210a〜1210e及び5層の誘電体層1120a〜1120eのみを示す。導電層1210a〜1210eの各々は、電源層若しくはグラウンド層等の部分的な層若しくは完全な層を備えてもよく、及び、回路配線の層を備えてもよく、又は、回路配線を有する層とグラウンド層等の部分的な層とを備えてもよい。導電層1210a〜1210fの非限定的な例は銅であり、及び、誘電体層1220a〜1220eのある非限定的な例は、エポキシガラス、ポリイミドガラス、セラミック炭化水素、ポリイミドフィルム、テフロンフィルム、樹脂含浸マット材料、ケブラー、紙、分散したナノ粉末を有する樹脂誘電体である。
[0087] めっきレジスト堆積及び分割されたセクションを生じさせるビアの同時のめっきの選択的な性質に起因して、ビアは、他のセクションの信号を妨害することなく信号を伝達可能な複数のセクションにさらに分割されることができる。これを効果的にするため、コンピュータプログラムは、PCBレイアウトの設計時に用いることが利点である。例えば、コンピュータプログラムは、Cadence Allegro(商標)、又は、Mentor Expedition(商標)、又は、Supermax(商標)等のECADソフトウェアに適用され得る。コンピュータプログラムはまた、スタンドアロンのソフトウェアモジュールとして動作することができ、このソフトウェアモジュールは、ECADシステムからデータを取り込んで、ビアを分割し、その後、ECAD又はコンピュータ支援製造(CAM)システムに適切なファイルを出力し戻す。このようなソフトウェアはまた、選択されたコア内の適切な孔を穿孔する製造設備をプログラミングするために用いられるため、ファイルを出力することができ、及び/又は、めっきレジストの選択的な堆積のためのステンシルを製造するアートワークを生成する。従って、めっきレジストの位置、及び、結果として生じた分割されたビアの位置を決定することによって、PCB設計は、最適化されて、経路の密度を高める又は整合性を改善することができる。PCBレイアウトの既存の設計の場合、コンピュータプログラムが用いられて、例えば、バックドリルのための位置に相関する位置におけるめっきレジストの選択的な堆積のための位置を識別することができる。
複数のめっきレジストのポイントを用いたよりワイドな導電ビアギャップ
[0088] いくつかの単一のめっきレジストギャップ/ボイドのアプローチの1つの欠点は、図3の場合と同様に、いくつかの単一のめっきレジストギャップ/ボイドのアプローチが製造不良(例えば電気的短絡)になりやすいことである。例えば、多層PCBスタックアップ内の層が薄くなるにつれて、めっきレジストの厚さをさらに薄くしなければならず、めっきスルーホール(ビアとしても言及される)内の導電めっき材料が、ギャップ/ボイドを封入することを意図しためっきレジスト材料にまたがって短絡し得る可能性を増大させる。
[0089] 図13は、めっきスルーホール(PTH)内に形成された理想的なギャップを有する多層PCBスタックアップの一部の断面図を示す。多層PCBスタックアップ1302は、ともに積層されてPCBスタックアップ1302を形成する1以上のコア及び/又はサブ複合構造1312a及び1312bを含んでもよい。各コア及び/又はサブ複合構造1312a及び1312bは、リジッド、セミリジッド、セミフレキシブル及び/又はフレキシブル構造を形成する1以上の誘電体層及び/又は導電層を含んでもよい。
[0090] 一例では、構造1312a及び/又は1312bは、片面又は両面上に誘電材料1322(例えばプレプリグ)を有する導電層(例えば金属箔(foil))1320a及び導電層1320bを含むコア構造1315(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。誘電材料は、例えば、プレプリグ、接着シート、及び/又は、硬化された若しくは部分的に硬化された樹脂等のサブ複合材料であってもよく、かつ、これらは、補強材料又は強化材料又は凝結体によって含浸されてもよい。硬化された又は部分的に硬化された樹脂は、エポキシ、ポリイミド、ポニフェニレンエーテル(PPO)、シアン酸エステル、炭化水素、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ビスマレイミドトリアジン(BT)、フェノール樹脂、又は、混合されていない若しくは混合された組成物としてプリント基板誘電材料に用いられる任意の樹脂を含んでもよい。樹脂含浸補強材は、誘電材料1322に用いられてもよく、及び、織られた又は織られていないガラス繊維、ケブラー繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、セルロース繊維、若しくは、プリント基板に用いられる任意の他の繊維を含んでもよい。織られていない補強材が用いられる時、この補強材は、刻んだ粉末状材料等の繊維であってもよい。
[0091] 第2例では、構造1312a及び/又は1312bは、それぞれの間に1以上の誘電体層1326a、1326b及び/又は1326cを有する1以上の導電層(例えば金属箔)1324a、1324b、1324c及び/又は1324dを含む第1サブ複合構造1317(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。この例では、複合構造1317は上面及び下面に導電層を有する。
[0092] 第3例では、構造1312a及び/又は1312bは、それぞれの間に1以上の導電層(例えば金属箔)1330a、1330b、1330c及び/又は1330dを有する1以上の誘電体層1328a、1328b、1328c、1328d及び/又は1328eを含む第2サブ複合構造1319(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。この例では、複合構造1319は上面及び下面に誘電体層を有する。
[0093] ある例では、コア/サブ複合構造1312a及び/又は1312b内の導電層の1以上が、導電層1320、1324及び/又は1330のエッチングによって形成された電気配線及び/又はパッドを含んでもよい。
[0094] 図13では、めっきレジスト1304はコア/サブ複合構造1312bの一部上に堆積された。例えば、積層処理中、めっきレジスト1304は、例えば、スクリーン印刷、ステンシル印刷、インクジェット、転写印刷又は他の堆積方法を用いてコア/サブ複合構造1312bの表面上に堆積された。めっきレジスト1304は、導電層1320a、1324a又は誘電体層1328aのいずれかの最上部上に堆積されてもよいことに留意されたい。
[0095] めっきスルーホール(PTH)1316は、めっきレジスト1304を含むスタックアップ1302を貫通して形成されてもよく、めっきレジスト1304は、コア/サブ複合構造1312a、1312bの1以上の導電層1320、1324及び/若しくは1330、並びに/又は、1以上の導電層上に形成された電気配線/パッドを電気的に結合してもよい。めっきレジスト1304は、めっきレジスト1304でPTH1316内での導電めっき材料の堆積を阻止する。その結果、PTH1316は、電気的に絶縁されたビアセグメント1308及び1310に有効に分割される。PTH1316が電気的な導電材料によってめっきされる時、2つの別個のビアセグメント1308及び1310が、めっきレジスト1304によってビアギャップ/ボイド/クリアランス1318が形成されるように形成される。
[0096] しかしながら、図13は、理想的な状況であり、かつ、現実の/実際のPTH構造でしばしば出てくる問題を説明していない。
[0097] 図14は、めっきスルーホール(PTH)1416内に形成されるギャップを有する実際の多層PCBスタックアップの一部の断面図を示す。多層PCBスタックアップ1402は、複数の誘電体層1406a、1406b及び1406c(例えばプリプレグ層)と、複数のコア又はサブ複合構造1412a及び1412bと、を含む。コア又はサブ複合構造1412a及び1412bは、図13のものと同様であってもよい。この例では、めっきレジスト1404は第1コア/サブ複合構造1412b上に堆積された。PTH1416が電気的な導電材料によってめっきされる時、2つの分割されたビアセグメント1408及び1410が、めっきレジスト1404によってビアギャップ/ボイド/クリアランス1418が形成されるように形成される。ここで図示するように、積層処理中、1406b内にある平らでないソリッド構造に起因して、大きな厚さの変化が(例えば層1412a及び1406bの間に)あり得る。従って、少なくとも1つの非導電/誘電体層1406bは、複数のコア又はサブ複合構造1412a及び1412bがともに積層される時に重要となる厚さの変化及び積層ボイドに適合するのに十分な幅であることを必要とし得る。一方で、多くのプリント基板(PCB)は、インピーダンス制御、総厚さ制御及び/又は他の理由に起因する誘電体層厚さの制約を有する。そして、PCBは、解決不能のトレードオフに直面し得る。例えば、等方性の電解めっきの性質に起因して、めっきレジスト1404上に広がって突出する導電めっき材料がしばしば存在する。この突出(overhang)した導電材料は、ギャップ/ボイド/クリアランス1418の幅を短縮し、第1ビアセグメント1408と第2ビアセグメント1410との間の短絡の可能性を増大させる。たとえ短絡が存在しなくても、小さいギャップ1418は電流漏洩及び/又はアーク放電を受けやすい。短絡、漏洩、アーク放電及び誘電体層の不均一な厚みのリスクに起因して、非導電性誘電体層は、さらにより大きな幅にされなくてはならない可能性がある。しかしながら、めっきレジスト1404及び/又は誘電体層1406bの幅の増加は、厚さの制約(例えばインピーダンス制御、厚み制御等)に起因してオプションではない。
[0098] 図15〜図29は、図13〜図14の単一のギャップ/ボイドアプローチの欠点を克服するための様々な解決策を示す。
[0099] 図15は、1以上の誘電体層1506a及び1506b内にめっきレジスト1504及び1505を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール1516内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランス1518を有する多層PCB1502の一部の断面図を示す。多層PCB1502内では、ギャップ/ボイド/クリアランス1518は2つのめっきレジスト材料1504及び1505の間に形成され得る。多層PCB1502は、追加の誘電体、コア構造及び/又はサブ複合構造層1512a、1512b及び1512cを含んでもよい。第1めっきレジスト材料1504及び1505は、無電解金属堆積に触媒作用を及ぼすことが可能な触媒種の堆積に耐性を有する絶縁性の疎水性樹脂状材料を含んでもよい。第1ビアセグメント1504及び第2ビアセグメント1505は、分割されためっきスルーホール1516の外周に沿って仕切られてもよい。
[00100] 別の実施例では、第1及び第2めっきレジストは、堆積を効果的に阻止する、及び/又は、電解めっきシードの除去を可能にする、プリント基板に用いられる材料と比較してより小さな表面積の穿孔ホール表面を備えてもよい。別の例では、めっき樹脂面及び他のエリアの間の化学的又は物理的接着力の差分を用いて電解めっきシードを除去するために化学処理又は物理処理が用いられてもよい。
[00101] 一例では、第1めっきレジスト材料1504の第1厚さは第1誘電体層1506aの第2厚さより小さくてもよい。同様に、第2めっきレジスト材料1505の第3厚さは第2誘電体層1506bの第4厚さより小さくてもよい。
[00102] 別の例では、第1めっきレジスト材料1504の第1厚さは第1誘電体層1506aの第2厚さとほぼ同一である。
[00103] 一例では、コア又はサブ複合構造1512a、1512b及び/又は1512cは、少なくとも1つの電源面及び/又は少なくとも1つのグラウンド面を含んでもよい。
[00104] 図16は、1以上の誘電体層1606b及び1606c内にめっきレジスト材料1604及び1605を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール1616内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド1618を有する多層PCB1602の一部の断面図を示す。多層PCB1602は、複数の誘電体層1606a、1606b、1706c及び/又は1606dと、複数のコア又はサブ複合構造1612a及び/又は1612bと、1以上の誘電体、コア及び/又はサブ複合構造層1614と、を含んでもよい。多層PCB1602内において、ギャップ/ボイド/クリアランス1618は、2つのめっきレジスト材料1604及び1605の間に形成されてもよい。この例では、めっきレジスト材料1604及び1605は、第1コア又はサブ複合構造1612aの第1面上、及び、第2コア又はサブ複合構造1612bの第2面上に堆積された。多層PCB1602は、めっきレジスト材料1604及び1605の間に追加の誘電体、コア構造及び/又はサブ複合構造層1614を含んでもよい。追加的に、第1誘電体層1606aは第1コア又はサブ複合構造1612aの第2面上に配置されてもよく、及び、第2誘電体層1606bは第2コア又はサブ複合構造1612bの第1面上に配置されてもよい。
[00105] 一例では、構造1612a、1612b及び/又は1614は、誘電材料1622(例えばプリプレグ)のどちらかの面上に配置された導電層(例えば金属箔)1620a及び1620bを含むコア構造1615(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。誘電材料は、例えば、プリプレグ、接着シート、及び/又は、硬化された若しくは部分的に硬化された樹脂等のサブ複合材料であってもよく、及び、これらは、補強材料又は強化材料又は凝結体で含浸されてもよい。硬化された又は部分的に硬化された樹脂は、エポキシ、ポリイミド、ポリフェニレンエーテル(PPO)、シアン酸エステル、炭化水素、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ビスマレイミドトリアジン(BT)、フェノール樹脂、若しくは、混合されていない又は混合された組成物としてプリント基板誘電材料に用いられる任意の樹脂を含んでもよい。樹脂含浸補強材は、誘電材料1622に用いられてもよく、及び、織られた又は織られていないガラス繊維、ケブラー繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、セルロース繊維、又は、プリント基板に用いられる任意の他の繊維を含んでもよい。織られていない補強材が用いられる時、この補強材は、刻んだ粉末状材料等の繊維であってもよい。
[00106] 第2例では、構造1612a、1612b及び/又は1614は、それぞれの間に1以上の誘電体層1626a、1626b及び/又は1626cを有する1以上の導電層(例えば金属箔)1624a、1624b、1624c及び/又は1624dを含む第1サブ複合構造1617(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。この例では、複合構造1617は上面及び下面上に導電層を有する。
[00107] 第3例では、構造1612a、1612b及び/又は1614は、それぞれの間に1以上の導電層(例えば金属箔)1630a、1630b、1630c及び/又は1630dを有する1以上の誘電体層1628a、1628b、1628c、1628d及び/又は1628eを含む第2サブ複合構造1619(例えばフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジッド又はリジッド)であってもよい。この例では、複合構造1619は上面及び下面に誘電体層を有する。
[00108] ある例では、コア/サブ複合構造1612a及び/又は1612b内の導電層の1以上が、導電層1620、1624及び/又は1630をエッチングすることによって形成された電気配線及び/又はパッドを含んでもよい。
[00109] 図17は、1以上の誘電体層1706b及び1706d内にめっきレジスト材料1704及び1705を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール1716内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド1718を有する別の多層PCB1702の一部の断面図を示す。多層PCB1702は、複数の誘電体層1706a、1706b、1706c、1706d及び/又は1706e、複数のコア又はサブ複合構造1712a及び/又は1712b、及び/又は、1以上の誘電体、コア及び/又はサブ複合構造層1714a及び/又は1714bを含んでもよい。多層PCB1702内では、ギャップ/ボイド/クリアランス1718は、2つのめっきレジスト材料1704及び1705の間に形成されてもよい。この例では、めっきレジスト材料は、第1コア又はサブ複合構造1712aの第1面上、及び、第2コア又はサブ複合構造1712bの第1面上に堆積された。多層PCB1702は、めっきレジスト材料1704及び1705の間に追加の誘電体、コア構造及び/又はサブ複合構造層1714aを含んでもよい。追加的に、第1誘電体層1706aは第1コア又はサブ複合構造1712aの第2面上に配置されてもよく、及び、第2誘電体層1706cは第2コア又はサブ複合構造1712bの第2面上に配置されてもよい。
[00110] 多層PCB1702の一部の斜視図は、一例において、めっきレジスト1704が、PTH1716が配置されるべき位置に対応するコア又はサブ複合構造1712aの一部上のみに堆積され得ることを示す。例えば、めっきレジスト1704は、PTH1716に形成される/穿孔されるべき孔よりもわずかに大きい領域に堆積されてもよい。その結果、めっきレジスト1704及び/又は1705は、コア又はサブ複合構造1712a及び/又は1712bの全面上よりもむしろ、コア又はサブ複合構造1712a及び/又は1712bの選択された領域又は一部上に堆積されてもよい。結果として、一例において、第1めっきレジスト1704及び/又は第2めっきレジスト1705は、スルーホールの半径/直径よりも大きい半径/直径を有してもよい。
[00111] 図18は、1以上の誘電体層1806a及び1806d内にめっきレジスト材料1804及び1805を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール1816内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド1818を有するさらに別の多層PCB1802の一部の断面図を示す。多層PCB1802は、複数の誘電体層1806a、1806b、1806c、1806d及び/又は1806e、複数のコア又はサブ複合構造1812及び/又は1812b、及び/又は、1以上の誘電体、コア及び/又はサブ複合構造層1814a及び/又は1814bを含んでもよい。この例では、めっきレジスト材料は、第1コア又はサブ複合構造1812aの第1面上、及び、第2コア又はサブ複合構造1812bの第2面上に堆積された。多層PCB1802は、めっきレジスト材料1804及び1805の間に追加の誘電体、コア構造及び/又はサブ複合構造層1814aを含んでもよい。めっきスルーホール1816が多層PCB1802を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料1804と第2めっきレジスト材料1805との間の長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス1818に沿った箇所を除いて導電材料でめっきされて、第2ビアセグメント1810から電気的に絶縁された第1ビアセグメント1808を有する分割されためっきスルーホール1816を形成する。
[00112] 中間コア又はサブ複合構造1812a、1814a及び/又は1812bにまたがるめっきを阻止するため、これらの中間コア又はサブ複合構造は、めっき処理中に電流路を形成することはなく(例えばグラウンド又は電源に結合されない)、それによって、スルーホール内の中間コア又はサブ複合構造1812a、1814a及び/又は1812bの厚さに沿ってめっき材料が堆積することを妨げる。
[00113] 図19は、図15、図16、図17及び/又は図18のPCBを形成する方法を示す。第1コア又はサブ複合構造が形成される(1902)。例えば、第1コア又はサブ複合構造は、コア又はサブ複合構造1512a(図15)、1612a(図16)、1712a(図17)及び/又は1812a(図18)であってもよい。第1コア又はサブ複合構造の少なくとも1つの導電層は、エッチングされて、ビアパッド、アンチパッド及び/又は電気配線を形成してもよい(1904)。例えば、このようなエッチングは、ビアが形成されるべきポイントに/ポイントから電気路を形成するように機能してもよい。第1めっきレジスト材料はその後、第1コア又はサブ複合構造の少なくとも1つの表面上に堆積されてもよい(1906)。例えば、第1めっきレジストは、コア又はサブ複合構造1512a(図15)の下面上のめっきレジスト1504(図15)、コア又はサブ複合構造1612a(図16)の下面上のめっきレジスト1604(図16)、コア又はサブ複合構造1712a(図17)の下面上のめっきレジスト1704(図17)、及び/又は、コア/サブ複合構造1812a(図18)の上面上のめっきレジスト1804(図18)であってもよい。
[00114] 同様に、第2コア又はサブ複合構造が形成される(1908)。例えば、第2コア又はサブ複合構造は、コア又はサブ複合構造1512c(図15)、1612b(図16)、1712b(図17)、及び/又は、1812b(図18)であってもよい。第1コア又はサブ複合構造の少なくとも1つの導電層は、エッチングされて、ビアパッド、アンチパッド、及び/又は、電気配線を形成してもよい(1910)。例えば、このようなエッチングは、ビアが形成されるべきポイントへの/ポイントからの電気経路を形成するように機能してもよい。第2めっきレジスト材料は、その後、第2コア又はサブ複合構造1912の少なくとも1つの表面上に堆積されてもよい。例えば、第2めっきレジストは、コア又はサブ複合構造1512c(図15)の上面上のめっきレジスト1505(図15)、コア又はサブ複合構造1612b(図16)の上面上のめっきレジスト1605(図16)、コア又はサブ複合構造1712b(図17)の下面上のめっきレジスト1705(図17)、及び/又は、コア又はサブ複合構造1812b(図18)の下面上のめっきレジスト1805(図18)であってもよい。
[00115] 第1コア又はサブ複合構造、及び、第2コア又はサブ複合構造は、その後、その間に少なくとも1つの誘電体層を有するように積層されてもよい(1914)。スルーホールが、その後、第1コア又はサブ複合構造と、第2コア又はサブ複合構造と、少なくとも1つの誘電体層と、を貫通して形成されてもよく、及び、第1めっきレジストと、第2めっきレジストと、を貫通して形成されてもよい(1916)。スルーホールの内面は、第1めっきレジストと第2めっきレジストとの間の長さに沿った箇所を除いて、誘電材料によってめっきされてもよく、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成する(1918)。例えば、めっきスルーホールは、めっきスルーホール1516、1616、1716及び/又は1816であってもよい。これは、第1及び第2めっきレジスト材料の位置決めの結果(図15の1504/1505、図16の1604/1605、図17の1704/1705、及び/又は、図18の1804/1805等)として、めっき材料は、第1及び第2めっきレジスト材料の間にある領域に付着せず、それによって、めっきスルーホールに沿ってボイド/ギャップ/クリアランスを形成する。
[00116] 図20は、1以上の誘電体層2006b及び2006cのめっきレジスト2004及び2005を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール2016内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド2018を有するさらに別の多層PCB2002の一部の断面図を示す。多層PCB2002は、複数の誘電体層2006a、2006b、2006c及び/又は2006dと、複数のコア又はサブ複合構造2012a、2012b及び/又は2012cと、を含んでもよい。多層PCB2002内で、ギャップ/ボイド/クリアランス2018は2つのめっきレジスト材料2004及び2005の間に形成されてもよい。この例では、めっきレジスト材料は、第1コア又はサブ複合構造2012bの第1面上、及び、第1コア又はサブ複合構造2012bの第2面上に堆積された。続いて、めっきスルーホール2016が多層PCB2002を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料2004と第2めっきレジスト材料2005との間の長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2018に沿った箇所を除いて誘電材料によってめっきされ、第2ビアセグメント2010から電気的に絶縁された第1ビアセグメント2008を有する分割されためっきスルーホール2016を形成する。
[00117] 中間のコア又はサブ複合構造2012bにわたってめっきを阻止するため、その中間のコア又はサブ複合構造2012bが、めっき処理中、電流路を形成せず(例えば、グラウンド又は電源に結合されない)、それによって、スルーホール内にある中間のコア又はサブ複合構造2012bの厚さに沿っためっき材料の堆積を阻止することに留意されたい。
[00118] 図21は、図20のPCBを形成する方法を示す。第1コア又はサブ複合構造が形成される(2102)。例えば、第1コア又はサブ複合構造はコア又はサブ複合構造2012b(図20)であってもよい。第1コア又はサブ複合構造の少なくとも1つの誘電体層は、エッチングされ、ビアパッド、アンチパッド及び/又は電気配線を形成してもよい(2104)。例えば、こうしたエッチングは、ビアが形成されるべきポイントへの/ポイントからの電気経路を形成するように機能してもよい。第1めっきレジスト材料は、その後、第1コア又はサブ複合構造の第1面上に堆積されてもよい(2106)。例えば、第1めっきレジストは、コア又はサブ複合構造2012b(図20)の上面上のめっきレジスト2004(図20)であってもよい。第2めっきレジスト材料は、その後、第1コア又はサブ複合構造の第2面上に堆積されてもよい(2108)。例えば、第2めっきレジストは、コア又はサブ複合構造2012b(図20)の下面上のめっきレジスト2005(図20)であってもよい。
[00119] 第1コア又はサブ複合構造は、その後、1以上の誘電体層及び/又は他のコア又はサブ複合構造に積層されてもよい(2110)。スルーホールが、その後、第1コア又はサブ複合構造と、1以上の誘電体層と、他のコア又はサブ複合構造と、第1めっきレジスト及び第2めっきレジストと、を貫通して形成されてもよい(2112)。スルーホールの内面は、第1めっきレジストと第2めっきレジストとの間の長さに沿った箇所を除いて誘電材料によってめっきされ、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成してもよい(2114)。すなわち、第1及び第2めっきレジスト材料(例えば図20の2004及び2005)の分割の結果として、めっき材料が、第1及び第2めっきレジスト材料の間の領域に付着せず、それによって、めっきスルーホールに沿ったボイド/ギャップ/クリアランスを形成する。
[00120] 図22は、少なくともコア又はサブ複合構造内に含まれるめっきレジスト材料2204及び2205を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド2218を有するさらに別の多層PCB2202の一部の断面図を示す。多層PCB2202は、複数の誘電体層2206a、2206b、2206c及び/又は2206dと、複数のコア又はサブ複合構造2212a、2212b及び/又は2212cと、を含んでもよい。多層PCB2202内において、ギャップ/ボイド/クリアランス2218が2つのめっきレジスト材料2204及び2205の間に形成されてもよい。この例では、第1めっきレジスト材料2204は、第1コア又はサブ複合構造2212aの第1面上に堆積された。例えば、第1めっきレジスト材料2204は、第1コア又はサブ複合構造2212aの一部である導電層又は導電パッド/配線2214a上に堆積されてもよい。第2めっきレジスト材料2205は、第2コア又はサブ複合構造2212b内に堆積されてもよい。例えば、第2めっきレジスト材料2205は、このような構造が形成される間に、第2コア又はサブ複合構造2212bの導電層又は誘電体層内に堆積されてもよい。続いて、めっきスルーホール2216が多層PCB2202を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料2204と第2めっきレジスト材料2205との間の長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2218に沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメント2210から電気的に絶縁された第1ビアセグメント2208を有する分割されためっきスルーホール2216を形成する。
[00121] 一例では、第1コア又はサブ複合構造2212bは、誘電材料2222(例えばプレプリグ)のどちらかの面上に配置された導電層(例えば金属箔)2220a及び2220bを含むフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジット又はリジット構造であってもよい。誘電材料は、例えばプレプリグ、接着シート、及び/又は、硬化された若しくは部分的に硬化された樹脂等のサブ複合材料であってもよく、かつ、これらは、補強材又は強化材又は凝結体(aggregate)で含浸されてもよい。硬化された又は部分的に硬化された樹脂は、エポキシ、ポリイミド、ポリフェニレンエーテル(PPO)、シアン酸エステル、炭化水素、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ビスマレイミドトリアジン(BT)、フェノール樹脂、若しくは、混合されていない又は混合された組成物としてプリント基板誘電材料に用いられる任意の樹脂であってもよい。樹脂含浸補強材は、誘電材料2222に用いられてもよく、及び、織られた又は織られていないガラス繊維、ケブラー繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、セルロース繊維、若しくは、プリント基板に用いられる任意の他の繊維を含んでもよい。織られていない補強材が用いられる時、この補強材は、刻んだ粉末状材料等の繊維であってもよい。第2めっきレジスト材料2205は誘電体層2222内に堆積されてもよい。
[00122] 第2例では、第1コア又はサブ複合構造2212aは、それぞれの間に1以上の誘電体層2226a、2226b及び/又は2226cを有する1以上の導電層(例えば金属箔)2224a、2224b、2224c及び/又は2224dを含むフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジット又はリジット構造であってもよい。この例では、複合構造2217は上面又は下面上に導電層を有する。第2めっきレジスト材料2205は誘電体層2226b内に堆積されてもよい。
[00123] 第3例では、第1コア又はサブ複合構造2212aは、それぞれの間に1以上の導電層(例えば金属箔)2230a、2230b、2230c及び/又は2230dを有する1以上の誘電体層2228a、2228b、2228c、2228d及び/又は2228eを含むフレキシブル、セミフレキシブル/セミリジット、及び/又は、リジット構造であってもよい。この例では、複合構造1619は上面及び下面に誘電体層を有する。第2めっきレジスト材料2205は誘電体層2228c内に堆積されてもよい。
[00124] ある例では、コア/サブ複合構造2212a及び/又は2212b内の導電層の1以上が、導電層2220、2224及び/又は2230のエッチングによって形成された電気配線及び/又はパッドを含んでもよい。
[00125] 図23は、図22の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す。少なくとも1つの導電層が、エッチングされ、ビアパッド、アンチパッド及び/又は電気配線を形成してもよい(2302)。第1めっきレジスト2205は、少なくとも1つの導電層2304の第1面上に堆積されてもよい(2304)。少なくとも1つの導電層と、1以上の導電層及び/又は誘電体層と、を組み込んだ第1コア又はサブ複合構造2212bが、その後、形成される(2306)。1以上の導電層及び/又は誘電体層2308を組み込んだ第2コア又はサブ複合構造2212aがまた形成されてもよい(2308)。第2めっきレジストが、第2コア又はサブ複合構造2310の表面上に堆積されてもよい(2310)。
[00126] 第1コア又はサブ複合構造2212b、第2コア又はサブ複合構造2212a、及び/又は、1以上の誘電体層及び/又は他のコア又はサブ複合構造は、その後、1以上のステップでともに積層されてもよい(2312)。スルーホールが、第1コア又はサブ複合構造、第2コア又はサブ複合構造、1以上の誘電体層及び/又は他のコア又はサブ複合構造を貫通して、かつ、第1めっきレジスト及び第2めっきレジストを貫通して形成されてもよい(2314)。スルーホールの内面は、第1めっきレジストと第2めっきレジストとの間の長さに沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成してもよい(2316)。
[00127] 図24は、単一のコア又はサブ複合構造内にめっきレジスト材料2404及び2405の複数のポイントを用いることによってめっきスルーホール2416内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド2418を有するさらに別の多層PCBの一部の断面図を示す。多層PCB2402は、複数の誘電体層2406a、2406b、2406c及び/又は2406dと、複数のコア又はサブ複合構造2412a、2412cと、を含んでもよい。多層PCB2402内において、ギャップ/ボイド/クリアランス2418は、2つのめっきレジスト材料2404及び2405の間に形成されてもよい。この例では、第1めっきレジスト材料2404は、第1コア又はサブ複合構造2412bの第1面上に堆積された。例えば、第1めっきレジスト材料2404は、第1コア又はサブ複合構造2412bの一部である導電層又は導電パッド/配線2414a上に堆積されてもよい。第2めっきレジスト材料2405は、第1コア又はサブ複合構造2412aの第2面上に堆積されてもよい。例えば、第2めっきレジスト材料2405は、このような構造が形成される間に、第1コア又はサブ複合構造2412bの導電層又は誘電体層内に堆積されてもよい。続いて、めっきスルーホール2416が多層PCB2402を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料2404と第2めっきレジスト材料2405との間の長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2418に沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメント2410から電気的に絶縁された第1ビアセグメント2408を有する分割されためっきスルーホール2416を形成する。
[00128] 図25は、図24の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す。少なくとも1つの導電層が、エッチングされて、ビアパッド、アンチパッド及び/又は電気配線を形成してもよい(2502)。第1めっきレジスト2404が第1導電層上に堆積されてもよい(2504)。第2めっきレジスト2405が第1導電層上に堆積されてもよい(2506)。少なくとも1つの導電層、第1導電層、第2導電層、及び/又は、1以上の導電層及び/又は誘電体層を組み込んだ第1コア又はサブ複合構造2412bが、その後、形成されてもよい(2508)。
[00129] 第1コア又はサブ複合構造2412b、及び/又は、1以上の誘電体層及び/又は他のコア又はサブ複合構造が、その後、1以上のステップでともに積層されてもよい(2510)。スルーホールが、第1コア又はサブ複合構造、1以上の誘電体層、及び/又は、他のコア又はサブ複合構造を貫通して、かつ、第1めっきレジスト及び第2めっきレジストを貫通して形成されてもよい(2512)。スルーホールの内面は、第1めっきレジストと第2めっきレジストとの間の長さに沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成してもよい(2514)。
[00130] 図26は、2つの異なるコア又はサブ複合構造内でめっきレジスト材料2604及び2605の複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール2616内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド2618を有するさらに別の多層PCB2602の一部の断面図を示す。多層PCB2602は、複数の誘電体層2606a、2606b、2606c及び/又は2606dと、複数のコア又はサブ複合構造2612a、2612b及び/又は2612cと、を含んでもよい。多層PCB2602内において、ギャップ/ボイド/クリアランス2618は、2つのめっきレジスト材料2604及び2605の間に形成されてもよい。この例では、第1めっきレジスト材料2604は、第1コア又はサブ複合構造2612aの第1面上に堆積された。例えば、第1めっきレジスト材料2604は、第1コア又はサブ複合構造2612aの一部である導電層又は導電パッド/配線2614a上に堆積されてもよい。第2めっきレジスト材料2605は、第2コア又はサブ複合構造2612bの第2面上に堆積されてもよい。例えば、第2めっきレジスト材料2605は、このような構造が形成される間に、第2コア又はサブ複合構造2612bの導電層又は誘電体層内に堆積されてもよい。続いて、めっきスルーホール2616が多層PCB2602を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料2604と第2めっきレジスト材料2605との間の長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2618に沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメント2610から電気的に絶縁された第1ビアセグメント2608を有する分割されためっきスルーホール2616を形成する。
[00131] 図27は、図26の多層PCB内に延長ビアギャップ/ボイド/クリアランスを形成する方法を示す。少なくとも1つの導電層が、エッチングされ、ビアパッド、アンチパッド及び/又は電気配線を形成してもよい(2702)。第1めっきレジスト2604が第1導電層上に堆積されてもよい(2704)。少なくとも1つの導電層、第1導電層及び/又は1以上の導電層及び/又は誘電体層を組み込んだ第1コア又はサブ複合構造2612aが、その後、形成される(2706)。
[00132] 第2めっきレジスト2605は第2導電層上に堆積されてもよい(2708)。第1導電層及び/又は1以上の導電層及び/又は誘電体層を組み込んだ第2コア又はサブ複合構造2612bが、その後、形成される(2710)。
[00133] 第1コア又はサブ複合構造2612a、第2コア又はサブ複合構造2612b、及び/又は、1以上の誘電体層及び/又は他のコア又はサブ複合構造が、その後、1以上のステップでともに積層されてもよい(2712)。スルーホールが、第1コア又はサブ複合構造、第1コア又はサブ複合構造、1以上の誘電体層、及び/又は、他のコア又はサブ複合構造を貫通して、かつ、第1めっきレジスト及び第2めっきレジストを貫通して形成されてもよい(2714)。スルーホールの内面は、第1めっきレジストと第2めっきレジストとの間の長さに沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成してもよい(2716)。
[00134] 図28は、1以上の誘電体層2806b及び2806c内にめっきレジスト材料2804、2805、2807及び2809を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール2816内に形成されたワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランス2818a及び2818bを有するさらに別の多層PCB2802の一部の断面図を示す。多層PCB2802は、複数の誘電体層2806a、2806b、2806c及び/又は2806dと、複数の誘電体層、コア構造又はサブ複合構造2812a、2812b及び/又は2812cと、を含んでもよい。多層PCB2802内において、ギャップ/ボイド/クリアランス2818a及び2818bは、2つのめっきレジスト材料2804/2805の間又は2807/2809の間にそれぞれ形成されてもよい。一例では、めっきレジスト材料2804/2805は、第1コア又はサブ複合構造2812a上、及び、第2コア又はサブ複合構造2812bの第1面上に、それぞれ堆積された。同様に、めっきレジスト材料2807/2809は、第2コア又はサブ複合構造2812bの第2面上、及び、第3コア又はサブ複合構造2812c上に、それぞれ堆積された。続いて、めっきスルーホール2816が多層PCB2802を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト材料2804と第2めっきレジスト材料2805との間の第1長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2818aに沿った箇所を除いて、及び、第3めっきレジスト材料2807と第4めっきレジスト材料2809との間の第2長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2818bに沿った箇所を除いて、導電材料によってめっきされ、互いに電気的に絶縁された第1ビアセグメント2808と、第2ビアセグメント2814と、第3ビアセグメント2810と、を形成する。
[00135] 図28に図示するビアセグメンテーション処理は、多層PCB2802の積層後、任意の追加の処理なしに、単一のめっき処理で、内部の又は埋め込まれたビアセグメント2814を形成するように機能することに留意されたい。この内部の又は埋め込まれたビアセグメント2814は、第1ビアセグメント2808及び/又は第2ビアセグメント2810が形成されない時であっても形成されてもよい。
[00136] 図29は、コア又はサブ複合構造内のめっきレジスト材料2904と、1以上の誘電体層2906b及び2906c内のめっきレジスト材料2905、2907及び2909と、を有する複数のポイントを用いることによって、めっきスルーホール2916内に形成された複数のワイド(長手方向)ギャップ/ボイド/クリアランス2918a及び2918bを有するさらに別の多層PCB2902の一部の断面図を示す。多層PCB2902は、複数の誘電体層2906a、2906b、2906c及び/又は2906dと、複数の誘電体層と、コア構造又はサブ複合構造2912a、2912b及び/又は2912cと、を含んでもよい。多層PCB2902内において、ギャップ/ボイド/クリアランス2918a及び2918bは、2つのめっきレジスト材料2904/2905の間又は2907/2909の間にそれぞれ形成されてもよい。一例では、第1めっきレジスト2904は、第1コア又はサブ複合構造2912a内に堆積され、及び、第2めっきレジスト2905は、第2コア又はサブ複合構造2912bの第1面上に堆積された。同様に、第3めっきレジスト材料2907は、第2コア又はサブ複合構造2912bの第2面上に堆積され、及び、第4めっきレジストは、第3コア又はサブ複合構造2912cの第1面上に堆積された。続いて、めっきスルーホール2916が多層PCB2902を貫通して形成される時、スルーホールの内面は、第1めっきレジスト2904と第2めっきレジスト2905との間の第1長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2918aに沿った箇所を除いて、及び、第3めっきレジスト2907と第4めっきレジスト2909との間の第2長さ/ギャップ/ボイド/クリアランス2918bに沿った箇所を除いて、誘電材料によってめっきされ、互いに電気的に絶縁された第1ビアセグメント2908と、第2ビアセグメント2914と、第3ビアセグメント2910と、を有する分割されためっきスルーホール2916を形成する。
[00137] 図30は、めっきレジスト材料の複数のポイントを用いることによるめっきスルーホール内へのワイドギャップ/ボイドの形成を示す。まず、コア構造又はサブ複合構造3002が形成される。一例では、コア構造又はサブ複合構造3002は、その間に誘電体を有する2つの導電層を有するコア構造3006であってもよい。別の例では、コア又はサブ複合構造3002は、各々が複数の導電層及び誘電体層を備える第1サブ複合構造A3008又は第2サブ複合構造B3010であってもよい。
[00138] めっきレジスト材料3004は、その後、コア構造又はサブ複合構造3002の少なくとも1つの面上に堆積されてもよい。例えば、めっきレジスト材料3004は、特定の厚さまで、かつ、規定されたエリア又は領域内(例えば層全体ではなく)に堆積されてもよい。規定されたエリア又は領域は、ビアのための孔が貫通するエリアに対応してもよい。
[00139] 第1誘電材料3012は、その後、コア構造又はサブ複合構造3002の片面又は両面上に堆積又は積層されてもよい。第1誘電材料3012の厚さは、少なくとも、めっきレジスト材料3004の厚さと同一の厚さであっても、又は、めっきレジスト材料3004の厚さより大きくてもよい。このようにして、単一のめっきレジスト材料3004がPCBスタックアップ内に一体化されてもよい。追加のめっきレジスト材料がPCBスタックアップの層内に同様に堆積されてもよい。例えば、第2めっきレジスト材料3018が、第2誘電材料3014に積層されてもよく(例えば、前又は後のいずれかに)、又はそうでなければ第2誘電材料3014に結合された第2コア構造又はサブ複合構造3016上に同様に堆積されてもよい。第3誘電材料3020は、第2コア構造又はサブ複合構造3016の面上及び第2めっきレジスト材料3018上に堆積され、さらにPCBスタックアップ3026を構築してもよい。
[00140] スルーホール3026は、その後、PCBスタックアップ3028の複数の層を貫通して形成されてもよく、及び、その後、めっきされて、互いに電気的に絶縁された第1めっきビアセグメント3026及び第2めっきビアセグメント3024を形成してもよい。すなわち、この例では、ホール3026がめっきされる時、導電材料が、第1及び第2めっきレジスト材料3004及び3006の間でめっきされず、それによって、第1及び第2ビアセグメント3022及び3024の間にワイドギャップ/ボイドを形成する。
[00141] 図15、図16、図17、図18及び図20に図示しためっきスルーホール内のワイドギャップ/ボイドの例は、図30に図示した処理と同様の方法で形成されてもよい。追加的に、(例えば、図22、図24、図26及び図29に図示した)コア構造又はサブ複合構造自体へのめっきレジスト材料の埋め込みはまた、前記構造の積層処理中に同様の方法で実現されてもよい。
[00142] 上述した明細書において、本発明の実施形態を、実施ごとに変化し得る多数の特定の詳細を参照して説明した。明細書及び図面は従って、限定的な意味ではなく例示であるものと考慮されるべきである。本発明は、すべてのその均等物を含む、添付の請求項と同様に広いものであることを意図している。
[00143] 当業者は、本明細書で開示された実施形態に関連して説明された様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムステップが電子機器、コンピュータソフトウェア又は両方の組み合わせとして実行されてもよいことを理解する。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に図示するため、様々な例示の構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップは、それらの機能性に関して一般的に上述された。こうした機能性がハードウェア又はソフトウェアとして実行されるかどうかは、特定の用途及びシステム全体に課された設計制約に依存する。
[00144] ある例示的な実施形態を添付の図面で説明して図示したが、当業者には様々な他の変更が思い付き得るので、こうした実施形態が、広い本発明の単なる例示であり、かつ、広い本発明への限定とはならず、及び、本発明が、図示又は説明した特定の構成及び配列に限定されないことが理解されるであろう。

Claims (15)

  1. 第1誘電体層と、
    前記第1誘電体層内に選択的に位置決めされた第1めっきレジストと、
    前記第1誘電体層又は第2誘電体層内に選択的に位置決めされた第2めっきレジストであって、前記第2誘電体層は前記第1誘電体層から隔てられる、第2めっきレジストと、
    前記第1誘電体層、前記第1めっきレジスト及び前記第2めっきレジストを貫通するスルーホールであって、当該スルーホールの内面は、前記第1めっきレジスト及び前記第2めっきレジストの間の長さに沿った箇所を除いて導電材料によってめっきされ、第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第1ビアセグメントを有する分割されためっきスルーホールを形成する、スルーホールと、を備える多層プリント基板。
  2. 前記第1めっきレジストは、第1コア又はサブ複合構造の第1面に隣接して配置され、前記第2めっきレジストは、第2コア又はサブ複合構造の第2面に隣接して配置される、請求項1に記載の多層プリント基板。
  3. 前記第1めっきレジストは、第1コア又はサブ複合構造の第1面に隣接して配置され、前記第2めっきレジストは、前記第1コア又はサブ複合構造の反対側の第2面に隣接して配置される、請求項1に記載の多層プリント基板。
  4. 前記第1めっきレジスト及び第2めっきレジストのうちの少なくとも1つは第1コア構造又はサブ複合構造内に配置され、前記第1誘電体層及び第2誘電体層は前記第1コア構造又はサブ複合構造の一部である、請求項1に記載の多層プリント基板。
  5. 前記第1めっきレジスト及び第2めっきレジストの両方が第1コア構造又はサブ複合構造内に配置され、前記第1誘電体層及び第2誘電体層は前記第1コア構造又はサブ複合構造の一部である、請求項1に記載の多層プリント基板。
  6. 前記第1めっきレジストが第1コア構造又はサブ複合構造内に配置され、前記第2めっきレジストは第2コア構造又はサブ複合構造内に配置され、前記第1誘電体層は前記第1コア構造又はサブ複合構造の一部であり、前記第2誘電体層は前記第2コア構造又はサブ複合構造の一部である、請求項1に記載の多層プリント基板。
  7. 前記第1めっきレジスト及び第2めっきレジストは前記第1誘電体層内に配置され、前記多層プリント基板は、
    前記第2誘電体層内に選択的に位置決めされた第3めっきレジストと、
    前記第2誘電体層内に選択的に位置決めされた第4めっきレジストであって、前記第3めっきレジストは前記4めっきレジストから隔てられ、前記スルーホールは、前記第2誘電体層、前記第3めっきレジスト及び前記第4めっきレジストを貫通し、前記スルーホールの内面は、前記第3めっきレジスト及び前記第4めっきレジストの間の第2長さに沿った箇所を除いて前記導電材料によってめっきされ、前記第1ビアセグメント及び第2ビアセグメントから電気的に絶縁された第3ビアセグメントを形成する、第4めっきレジストと、をさらに備える、請求項1に記載の多層プリント基板。
  8. 1以上のコア構造又はサブ複合構造と、
    前記1以上のコア構造又はサブ複合構造の間の1以上の追加の誘電体層と、をさらに備える、請求項1に記載の多層プリント基板。
  9. 前記第1めっきレジストの第1厚さは前記第1誘電体層の第2厚さよりも小さい、請求項1に記載の多層プリント基板。
  10. 前記第1めっきレジストの第1厚さは前記第1誘電体層の第2厚さとほぼ同一である、請求項1に記載の多層プリント基板。
  11. 前記第1めっきレジストは、無電解金属堆積に触媒作用を及ぼすことが可能な触媒種の堆積に対して耐性を有する絶縁疎水性樹脂材料を含む、請求項1に記載の多層プリント基板。
  12. 前記第1めっきレジスト及び第2めっきレジストのうちの少なくとも1つは、前記スルーホールの半径よりも大きな半径を有する、請求項1に記載の多層プリント基板。
  13. 前記第1ビアセグメント及び第2ビアセグメントは、前記分割されためっきスルーホールの外周に沿って仕切られる、請求項1に記載の多層プリント基板。
  14. 分割されためっきスルーホールを有するプリント基板の製造方法であって、
    第1誘電体層を形成するステップと、
    前記第1誘電体層に第1めっきレジストを選択的に堆積させるステップと、
    前記第1誘電体層又は前記第1誘電体層から区別可能で隔てられた第2誘電体層内に第2めっきレジストを選択的に堆積させるステップと、
    前記第1誘電体層、前記第1めっきレジスト及び前記第2めっきレジストを貫通するスルーホールを形成するステップと、
    第1ビアセグメントが形成されて当該第1ビアセグメントが第2ビアセグメントから電気的に絶縁されるように、前記第1めっきレジスト及び前記第2めっきレジストの間の前記スルーホールのセグメントに沿った箇所を除いて導電材料によって前記スルーホールの内面をめっきするステップと、を含む方法。
  15. 前記第1誘電体層及び第2誘電体層の両方が、前記第1誘電体層及び前記第2誘電体層の間に位置決めされた第1コア又はサブ複合構造の外側にある、請求項14に記載の方法。
JP2019030059A 2013-03-15 2019-02-22 めっきレジストを用いたビア構造の同時で選択的なワイドギャップ分割 Active JP6737433B2 (ja)

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