JPH02260491A - プリント回路板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、一般にはプリント回路板に関するものであり
、さらに詳しくは、スルー・ホールを有し、このめっき
されたスルー・ホールの上に、配線パターンを形成でき
、これによりプリント回路の使用可能なスペースを増大
することができる、改良されたプリント回路板に関する
ものである。

さらに特定の態様では、本発明は、回路板上に１つまた
は複数の絶縁材料層を設けたプリント回路板を提供する
。この回路板は、メツキされたスルー・ホールを有し、
各絶縁材料層は、その上に形成された回路線と、次のメ
タライゼーシβンの下部層に接続するためのバイアを有
する。

Ｂ、従来の技術及び発明が解決しようとする課題従来の
プリント回路カード及びプリント回路板では、回路板の
両側及び中間層と、回路板の両側に形成された配線との
連絡のために、穴あけされ、めっきされたスルー・ホー
ルを使用する。めっきされたスルー・ホールは、各形式
の回路構成部品を接続するためのピンを設けることが多
い。めっきされたスルー・ホールは、モジュール用のは
んだ付はソケットとして機能できること、そして、これ
らはかなり大きく、はんだによる接続ができるように、
回路板の表面上のめっきされたスルー・ホールのＦ！囲
に、はんだ付は可能な金属のリングまたはランドを設け
ることが、通常必要である。

この構造形式では、２点間配線に大きなカード・スペー
ス求たは回路板スペースを使用することができない。何
故ならば、各配線間、及び配線とはんだリングとの間に
余地を残してホールとホールの間のスペースに配線を行
なわなければならないからである。最近は、ピンでなく
、他の形式の接続パッドを有する表面モジュール及び薄
膜チップ配線装置が紹介されている。この形式の構造に
よって、ホールに必要なスペースは幾分減少させること
ができるが、この技術によっても、表面配線に利用でき
ないかなりのスペースが、ホールによって占められる。

回路板上にめっきされたスルー・ホールがある各種形式
相互接続のために、様々な技術が示唆されている。

たとえば、米国特許第３３５８７８８号明細書には、様
々な開口すなわちホールを通って延びる導線を設けるこ
とができる方法が示されている。しかしこの方法は、利
用できる構造にも、ホールの利用にも多くの制限がある
。この他に箋配線密度を幾分増大するための技術を示す
特許としては、当社の米国特許第４５５４４０５号、米
国特許第４５８１８９７号、当社の米国特許第４５３５
３８８号、米国特許第４５９８１８８号、米国特許第４
１７９８００号がある。これらはいずれも、回路板の表
面全体を使用するには完全に効果的ではない。

Ｃ０課題を解決するための手段 本発明によって、改良された回路板またはカード、及び
これらを製造する方法が提供される。この回路板または
カードは、両側に配線され、配線の中間層のある、また
はない絶縁コアと、一方の表面から他方の表面に延びる
めっきされたスルー・ホールを有し、ホールのうちの少
なくとも１つは配線に接続されたプリント回路板または
カードを含む。配線及びめっきされたスルー・ホールを
覆うカードまたは回路板の、少なくとも１つの表面の上
には、永久誘電材料を置く。誘電材料を通してバイアを
形成し、めっきされたスルー・ホール及び、誘電材料の
上に形成された電気回路または線に接続された配線と連
絡する。回路または線の少なくとも一部はめっきされた
スルー・ホールを被覆し、スルー・ホールから絶縁され
る。誘電材料上の電気回路は、誘電材料中に形成された
バイアを介して、下のカードの上の回路に接続される。

必要であれば、誘電材料と電気回路からなる追加層及び
線を、同様に層杖に形成し、同様なバイアを用いて、下
の層に接続することができる。

Ｄ、実施例 第１ａ図ないし第１に図及び第１ｄｄ図を参照して、本
発明の１実施例による回路板の形成における様々な段階
を、幾分図式的に説明する。本発明の出発点は、パーソ
ナル化した回路板またはカード１０を供給することであ
る。回路板１０はコア１１を含み、このコア１１は、従
来の当技術分野で周知の方法でガラス布に含浸した臭素
化エポキシ樹脂で形成することが好ましい。コア１１は
、銅または他の導電性材料でめっきした、一連のスルー
・ホールを有し、コアの片側から他の側への、また必要
に応じて中間層への導電性が得られる。

通常、カードの片側または両側に、めっきされたスルー
・ホール１２の周囲に形成した、はんだ付は可能なリン
グまたはランド１４を含む電気回路が形成される。多く
の場合、従来の方法で、回路板の片面または両面に銅線
を形成し、めっきされたスルー・ホール１２のそれぞれ
の周囲のはんだ付けできるリングまたはランド１４と接
続するが、これらは図を明瞭にするために省略する。こ
れらの銅線は、存在する場合には、本明細書に説明する
ように形成しようとする回路からランドへ電気的接続を
行なうために使用される。回路板１０の表面は、ベンゾ
トリアゾール噴霧、軽石による摩擦、または蒸気吹付け
により清浄化し、永久フォトレジストを貼ることができ
るように準備をする。

第１ｂ図に示すように、永久フォトレジスト層１８を、
その上に貼る。これはシート状で使用する乾式フォトレ
ジストが好ましい。フォトレジストの好ましい形式は、
米国特許出願第０８２３８０号明細書に開示されている
。このフォトレジストの特に好ましい実施例は、インタ
レズ社（ＩｎｔｅｒｅｚＣｏｍｐａｎｙ　）から販売さ
れている多官能性エポキシ樹脂であるＳＵＢを約７８％
、チバ・ガイギー社（Ｃｉｂａ　Ｇｅｆｇｙ　Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ）から販売されている脂環式エポキシ樹
脂であるアラルダイト（Ａｒａｌｄｉｔｅ）　ＣＹ　Ｌ
　７９を約１７％、ダウ・ケミカル社（Ｄｏｗ　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されている三官
能性のエポキシ樹脂であるタフティックス（Ｔａｃｔｉ
ｘ）　７４２を約５％含んでなる樹脂である。この樹脂
に、ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から販売されている
フォト・イニシエータであるＵＶＥ　１０１４を約５％
添加する。これは、シートまたは乾燥薄膜型のフォトレ
ジストで、厚さ約０．０５ｍｍのシートとして使用する
ことが好ましい。これは、熱間圧延貼合せ等の従来の方
法により、約１００ないし約１５０℃、毎分的８０ｃｍ
の速度、約２．１ｋｇ／ａｍ２の空気圧で付着させるこ
とができる。

このフォトレジストは、硬化して、回路板の上に残り、
上に金属の回路を形成することができる硬質で不浸透性
の、比較的不反応性の絶縁材料を生成することが重要で
ある。本明細書では、このような性質を持つレジストを
永久フォトレジストとして特徴づける。他のフォトレジ
ストを使用することもできるが、この特定のフォトレジ
ストは特にこの付着には望ましく、有用である。

この時点で、永久フォトレジスト１８を所望のバイアの
パターンに露光し、フォトレジスト層１８を通して、下
のランド１４または銅線への相互接続を行なう。この露
光は、従来のタマラック（Ｔａｍａｒａｃｋ　）　Ｉｆ
光装置を使用して、約０．７ｋｇ／ｃｍ２のフォトマス
タ接触圧、７５０ｍＪ／ｃｍ２の圧力で、３００ないし
５００ｎｍの５ｋＷのアーク・ランプを使用して行なう
。次にレジストを約１０分間、約１００℃でベーキング
を行なって予備的または部分的に硬化させる。この部分
硬化は、後に続く現像段階で、フォトレジストの露光し
た部分と側光しない部分との、溶解度の差を増大させる
ためであるが、後で行なう最終的な硬化ではない。

次にパターンを、９４％の１．１．１−ＭＣＦトリクロ
ロメタンと８％のγ−ブチロールアセトン・スプレィの
溶液で、約６０秒間、２．１ないし２．８ｋｇ／ｃｍ２
で現像することが望ましく、次いで、約３０ないし４５
秒間水洗し、空気で強制乾燥する。これにより、第１ｃ
図に示すように、永久フォトレジスト１８を貫通して形
成されたバイア２０を有する構造体が得られる。現像の
後、残ったフォトレジスト１８をタマラック露光装置で
、約２ジユールで露光して、最終的すなわち永久的な硬
化を行ない、次に約１５０℃で３０分間ベーキングする
。こうして、上に金属の回路を取り付けるのに適した、
硬質で不浸透性の永久絶縁誘電材料が得られる。この回
路は次の方法により付着させる。

フォトレジスト１８の表面は、軽石と水の蒸気吹付けで
洗浄することが好ましい。その後、フォトレジスト１８
の表面と、バイア２０の中にメタライゼーシθン・シー
ド層を付着させる。これは、真空チャンバ内でのクロム
鋼層の真空メタライゼーシｅンにより行なうことが好ま
しく、後のバイア及び回路の銅めっきのための接着層と
して使用する。まず、クロム層２２を真空蒸着によって
通常的４００ないし８００オングストロームの厚さに付
着させ、次に銅ｊｉ１２４を約３０００オングストロー
ムの厚さに付着させる。これらはいずれも第１ｄ図、よ
り詳しくは第１ｄｄ図に示すような構造体を提供する、
従来の真空蒸着技術によって祠着する。

この段階に続いて、乾式レジストの薄１！２６、好まし
くはデュポン社（ＤｕＰｏｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から
りストン（Ｒｉｓｔｏｎ）　Ｔ　−１８８の商品名で販
売されているネガティブ・レジストを付着させる。これ
は通常厚さが約０．０３８ｍｍで、従来の方法により熱
間圧延貼合せ機で付着させる。工程のこの時点を第１ｅ
図に示す。次に乾式薄膜レジストを、約６０ないし７０
ｍＪで約２ないし５秒間、紫外線に露光してパターン化
するが、このためにはり４マラック密着露光Ｈ１ｌを使
用することが好ましい。

露光されるパターンは、永久レジスト１８の上に付着さ
せようとする金属線パターンに望まれるパターンのネガ
ティブである。フォトレジスト２Ｂを、金属線を接続す
るランド１４、または他の中間層の回路接触点の位置の
上でも露光する。次にこのパターンを、メチルクロロフ
ォルムを使用するなどの従来の方法で現像し、続いて水
スプレィまたはフレオンを使用してすすぎを行なう。こ
れは従来実施されているもので、第１ｆ図に示す構造体
が得られる。

次に、通常硫酸鋼を含有する硫酸水溶液の、酸性めっき
槽を用いて、銅をめっきすることが好ましい。この電気
めっきにより、銅線３２になるパターン内にあらかじめ
シード付けした層の上に銅が付着し、銅はバイア２０の
中に付着する。この構造体を第１ｇ図に示す。

次に、あらかじめ露光された乾式薄膜フォトレジスト２
Ｂを塩化メチレン約１．３ｋｇ／Ｃｍ２でスプレィして
剥離した後、水をスプレィしてすすぎ、空気乾燥する。

これにより、露光された乾式薄膜レジスト２Ｂが除去さ
れ、銅線３２がクロム２２及び銅２４のシード層の上に
付着して、第１ｈ図に示すような、メツキされ、充填さ
れたバイア２０が残る。

この時点で、残ったクロム及び銅のシード層２２及び２
４を、フラッシュ・エツチングにより剥離する。銅を除
去して下のクロム層を露出させるが、銅の除去には、比
重が約１．２８の塩化第二鉄溶液を約０．θｋｇ／ｃｍ
２の圧力で、約１分間、約３０℃で項霧することが好ま
しい。。次にクロム層を、約６０ｇ／Ｑの水酸化ナトリ
ウムを含有する過マンガン酸カリウム組成物を、約０゜
８ｋｇ／ｃｍ２の噴霧圧で約１．２分間、約３０℃で噴
霧して除去した後、脱イオン水ですすぐ。次にこの構造
体全体を７５ｇ／Ｑのシュウ酸溶液ですすいだ後、脱イ
オン水で２回すすぐ。得られた構造体を第１１図に示す
。

第１１図に見るように、銅線３２はきわめて近接して形
成され、実際に下のめっきされたスルー・ホールの真上
を通るので、永久フォトレジスト１８の表面上に、非常
に近接した配線パターンができる。接続が必要な所では
、充填されたバイア２０により、配線または銅信号線３
２から下のランド１４（または、線がある場合には線）
へ、したがってめっきされたスルー・ホール１２への電
気的連続性が得られる。同様な構造体は回路板１０の反
対側にも設けることができる。

配線を追加したい場合や、特にフォトレジスト１８上の
銅線３２に直交する方向に走行する配線を望む場合には
、線の層を追加するために、この方法全体を繰り返すこ
とができる。この場合、第１ｊ図に示すように、フォト
レジスト１８と同じ。

第２永久フォトレジスト層３４を、銅線３２及び層状の
フォトレジスト１８の上に付着させる。次に、前記と同
じ方法を繰り返して、第２組の銅線を設ける。その銅線
の１本が永久フォトレジスト層３４上の３６で示され、
これは、第１に図に示すように、銅線３２すべてに直交
していることが好ましい。第２永久フォトレジスト層３
４の中にバイア３８を形成して、銅線３６と銅線３２と
を相互接続する。この場合も、銅線３４０間隔を非常に
狭くすることができ、下の回路板１０上のめっきされた
スルー・ホール１２の上を通過させることができる。

第２図は、一部の線、バイア、及びめっきされたスルー
・ホールを、幾分線図的に示した平面図で、高密度の配
線がいかに達成されたかを示す。

事実、配線密度は、下の回路板では、回路板上のホール
の真上に走行させることができないために低下した下の
回路板上の密度よりはるかに高くすることができる。こ
の発明では、幅がわずか０゜０５　ｍ　ｍ　１中心間の
距離が０．１ｍｍの線を使用することができるのに対し
、従来の技術で、線が回路板の上にある場合、線はめっ
きされたスルー・ホールを避けるために、幅を０．１ｍ
ｍ１中心間の距離を０．２３ｍｍとしなければならない
場合が非常に多い。

本発明の好ましい実施例では、永久フォトレジストとレ
ジスト処理技術を使用して、永久フォトレジスト１８及
び３４中に、バイアを設ける。しかし、フォトレジスト
以外の永久誘電材料を使用することも可能である。その
ような材料の１つはポリテトラフルオロエチレンである
。この場合、バイア２０及び３８を形成するために、誘
電材料を露光、現像せずに、機械的、またはレーザ・ド
リリング技術を用いて、所定の位置にバイア２０及び３
８を形成する。その他、線を形成し、バイアに金属を滴
たす技術は前記のものと同じである。

Ｅ０発明の効果 スルーホールの上にも配線パターンを形成できるので、
プリント回路板上の使用可能な配線スペースを増大する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図ないし第１に図は、本発明による改良された回
路板の製造中の各段階を、やや線図的に示す図である。 第１ｄｄ図は第１ｄ図のバイア２０のめっき層を示す部
分断面図である。 第２図は、本発明により形成した回路板の一部で、各種
の線パターンを示す平面図である。 １０・・・・回路板（カード）、１１・・・・コア、１
２・・・・スルー・ホール、１４・・・・ランド、１８
・・３．フォトレジスト、２０．３８・・・・バイア、
２２・・・・クロム層、２４・・・・銅層、２Ｂ・・・
・乾式レジスト薄膜、３２．３８・・・・銅線、３４・
・・・永久フォトレジスト層。 出願人　　インターナシ日ナル・ビジネス・マシーンズ
ーコーポレーシ日ン 復代理人　弁理士　　篠　　１）　文　　雄回路板 手続補正書 （方式） ６、補正の対象 平成 ２年 ４月 （１）明細書の図面の簡単な説明の欄 （２）図　面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）めっきされたスルー・ホールを有する絶縁コアと
   、 回路板の少なくとも片面に、前記のめっきされたスルー
   ・ホールに接続したランドを含む電気回路と、 前記回路板の少なくとも１つの表面上にあって、回路と
   めっきされたスルー・ホールを被覆する永久誘電材料と
   、 前記永久誘電材料を通って延び、前記のめっきされたス
   ルー・ホールに接続した回路と連絡するバイアと、 前記永久誘電材料上にあって、少なくとも一部が前記の
   めっきされたスルー・ホールの上を通るがスルー・ホー
   ルから絶縁された電気回路線と、から成るプリント回路
   板。
2. （２）絶縁コア、及びめっきされたスルー・ホールを有
   し、さらに少なくともその片側に、前記のめっきされた
   スルー・ホールに接続したランドを含む電気回路を有す
   る、プリント回路板を形成する方法であって、 前記回路板の少なくとも片面に、回路及びめっきされた
   スルー・ホールを被覆する永久誘電材料を設ける段階と
   、 前記永久誘電材料中を通過して、前記のめっきされたス
   ルー・ホールに接続した回路に連絡するバイアを形成す
   る段階と、 前記永久誘電材料の上に、少なくとも一部が前記のめっ
   きされたスルー・ホールを被覆し、それから絶縁された
   電気回路線を形成し、前記回路を前記のバイアを介して
   、前記回路板上の前記配線に接続する段階と、 からなるプリント回路板の製造方法。