JPH029195A - スルーホール付印刷配線板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スルーホール付印刷配線板の製造方法に関
し、詳しくは、電子部品取付用の部品リード線挿入孔等
として利用され、配線基板を貫通する孔、いわゆるスル
ーホールを有する印刷配線板を製造する方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

スルーホールを有する印刷配線板の製造方法としては、
まず、市販の絶縁基板や銅張積層板等に、スルーホール
となる貫通孔をあけた後、無電解めっきあるいはこれと
電解めっきとの併用によって、上記スルーホール用孔の
内壁および基板表面に、回路となる導体金属層を形成す
る。

この導体金属層に回路パターンを形成する方法として、
いくつかの方法がある。

＋１＋　　印刷等の手段によってスルーホール用孔を耐
エツチング用インクからなる孔埋めインクで埋めて孔壁
を保護した状態で、導体金属層の表面にエツチングレジ
ストを、印刷法あるいは写真製版法によってパターンニ
ングし、その後、導体金属層をエツチング処理すること
によって回路形成する、いわゆる「孔埋め法」。

（２）　　スルーホール用孔および導体金属層表面にド
ライフィルム等のフィルム状レジストをラミネートし、
いわゆる「テンティング法」によってエツチングパター
ンを形成した後、塩化第２銅、塩化第２鉄、アルカリエ
ッチャント等のエツチング液によって回路パターン以外
の不要な導体金属層を溶解除去する。つぎに、有機溶剤
あるいは無機のアルカリ溶液等のレジスト剥離液によっ
てエツチングレジストを除去して回路形成する方法。

上記ふたつの方法が一般的であるが、それ以外の方法と
して、（３）導体金属からなる回路を得るのに、回路パ
ターン部のみを異金属めっきして、選択エツチングによ
って回路形成する、いわゆる「パターンめっき法」、あ
るいは、（４）回路として必要な部分のみに無電解めっ
きを施す、いわゆる「アディティブ法」等がある。これ
らの方法は、例えば、特開昭５４−５０８７２号公報、
特開昭６０−１８７０９５号公報等に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような方法のうち、（１１の「孔埋め法」は、比
較的低コストで生産できる方法であるが、スルーホール
の信頼性に乏しいという欠点があった。（２）の「テン
ティング法」は、スルーホールがあるために液状レジス
トを用いることが出来ないので、フィルム状レジストを
用いているのであるが、レジストの厚みの関係から１０
０μ寓以下の微細な回路パターンを形成することが稚し
い。（３）の「パターンめっき法」は、高密度パターン
を精度良く仕上げるのに通しているが、オーバーレイめ
っきを必要とするため、設備的に高価につく欠点がある
。（４）の「アディティブ法」は、産業用用途の分野で
最近注目されているが、特殊な接着剤付き触媒入りの積
層板を使用しなければならないといった問題がある。

上記した先行技術のうち、製造コストや回路粘度の点で
、他の製造方法よりも有利な「孔埋め法」における問題
点を、第３図にもとづいて、さらに詳しく述べる。図は
、孔埋めインクとして、従来−船内に用いられている加
熱硬化型の孔埋めインクを用いた場合について、エツチ
ング処理を行う前の段階のスルーホール付近の状態を示
している。絶縁基板１の表裏両面およびスルーホール用
孔ＩＯの内壁面には、めっき法によって形成された導体
金属層２が設けられてあり、スルーホール用孔１０の内
部には、加熱硬化型の孔埋めインク４′が充填されてい
る。この導体金属層２の上に、所望の回路パターンに対
応して、エツチングレジスト層３によるエツチングパタ
ーンを形成している。

ところが、従来の加熱硬化型孔埋めインク４′は有機溶
剤に溶解し易いため、エツチングレジスト層３となる感
光性液状レジスト中の溶剤成分とよく反応して溶融（図
中、溶融部分４０参照）あるいは弾きを生じることにな
る。そのため、スルホールエツジ部分３０でのレジスト
層３および孔埋めインク４′の厚みが薄くなり、エツチ
ング処理を行ったときに、この部分の導体金属層２まで
エツチングされてしまい、断線等のトラブルが起きる原
因になっていたのである。

そこで、この発明の課題は、上記した「孔埋め法」にお
いて、孔埋めインクの溶解によるトラブル発生を防止す
ることによって、スルーホールの信頼性を高めることの
できるスルーホール付印刷配線板の製造方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明は、スルーホール用孔に
充填する充填剤として、従来の加熱硬化型゛孔埋めイン
ク等の溶剤型充填剤に代えて、無溶剤型充填剤を用いる
ようにしている。

〔作　　　用〕

無溶剤型の充填剤であれば、レジスト中の溶剤成分と反
応して溶解したり剥離する心配がない。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明のスルーホール付印刷配線板の製造
方法にかかる実施例を示す工程流れ図であり、この工程
流れ図にしたがって、順次説明する。また、第２図には
、工程途中における断面図を示しているが、図面中、従
来例と同様の構造部分には同じ符号を付けている。

印刷配線板の材料となる絶縁基板１としては、紙基材フ
ェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、紙基材ポリエステ
ル樹脂、ガラス基材エポキシ樹脂、ガラス基材テフロン
樹脂、ガラス基材ポリイミド樹脂、コンポジット樹脂等
の合成樹脂基板や、アルミニウム、鉄等の金属をエポキ
シ樹脂等で絶縁処理した金属系絶縁基板、あるいはセラ
ミック基板等、通常の印刷配線板に用いられている材料
が使用される。なお、上記のような絶縁基板１の表面に
、予め銅からなる導体金属層２が形成された、銅張積層
板を用いることもできる。

絶縁基板１にスルーホール用孔１０をあける。

スルーホール用孔１０の形成方法としては、ドリル加工
やレーザー加工等、通常の印刷配線板と同様の手段が用
いられる。なお、絶縁基板ｌとしてセラミック基板を用
いる場合には、焼成前のセラミックグリーンシートに対
して、パンチング等の手段で孔あけ加工した後、焼成す
る方法も採用できる。スルーホール用孔１０の孔径は、
通常は１゜０ｍｍ以下で実施されるが、用途によっては
、それ以上の孔径でも実施される。この孔あけ加工にお
いて、切断屑およびスミアが発生する場合があり、これ
らの切断屑等を除去する必要があるときには、高圧水洗
、サンドブラスト等の物理的処理方法、あるいは、硫酸
法、クロム酸法等の化学的処理方法を用いてスルーホー
ル用孔ＩＯを洗浄するスルーホール用孔１０が形成され
た絶縁基板（もしくは銅張積層板）■に対して、表裏両
面およびスルーホール用孔１０の内壁面に、めっき法に
よって導体金属層２を形成する。絶縁基板ｌにめっきを
施す前には、必要に応じて、絶縁基板１の表面およびス
ルーホール用孔１０の内壁面に対して、脱脂およびソフ
トエツチングを行ったのち、金属パラジウムを析出させ
て、表面を活性化させておく。上記のような前処理を行
った絶縁基板ｌを化学めっき浴などに？ｕ　？Ｊｉして
、銅、ニッケル、金等の導体金属層２を形成する。

上記のような化学めっき法で得られる導体金属層２は、
０．１〜数μｍ程度の薄い層であるので、もっと厚い導
体金属層２を必要とする場合には、前記化学めっき法に
よって導体金属層２を形成した後、さらに電解めっき法
で厚い導体金属層２を形成する。なお、絶縁基板１の代
わりに銅張積層板を用いる場合には、導体金属層２の形
成工程の一部を省略することができる。

つぎに、スルーホール用孔１０の内部に、紫外線硬化型
の孔埋めインクからなる無溶剤型充填剤４を埋め込み、
紫外線を照射して硬化させ、スルーホール用孔１０の内
壁面を、後工程での処理に対して保護しておく。充填剤
としては、従来のような加熱乾燥型孔埋めインク等の溶
剤型充填剤は好ましくない。すなわち、加熱乾燥型の孔
埋めインクは、加熱によってインクに含まれる有機溶剤
を蒸発揮散させて乾燥被膜を得るので、前記したように
、スルーホール用孔ｌＯの内部に充填された孔埋めイン
クと、後工程で絶縁基板１の表面にり布される感光性レ
ジスト中の溶剤成分とが反応して、孔埋めインクの熔解
もしくは剥離を生じ、スルーホールのエツジ部分、すな
わちスルーホールランドのエツジ部分において、導体金
属層２がエツチングされてしまって、その厚みが薄くな
るからである。したがって、この発明において用いる充
填剤４としては、無溶剤型の充填剤に限られる。

具体的な無溶剤型の充填剤４としては、通常の回路形成
技術に用いられる各種の無溶剤型充填剤が使用できるが
、例えば、前記した紫外線硬化型の孔埋めインクの成分
としては、各種アクリル系オリゴマー、アクリル酸エス
テル等の反応性希釈モノマー、光重合開始剤のほか、フ
ィラーとしてシリカ、タルク等を含んでいてもかまわな
い。但し、希釈液として有機溶剤を含まないものを用い
る必要がある。

上記のようにして、スルーホール用孔１０に無溶剤型充
填剤４を埋め込んだ絶縁基板１は、必要に応じて、表面
を研磨する。この研磨によって、表面が平滑化されると
ともに、表層部の酸化層、表層部に付着した充填剤４、
油脂分、ゴミ等を除去することができる。研出方法とし
ては、通常の印刷配線板の製造方法と同様の手段が適用
できるが、−船内には研磨機等によって物理的に研磨す
る方法が用いられる。この研磨工程では、充填剤４が充
填されたスルーホール用孔１０の開孔まわりに、窪みや
段差が生じないようにして研出を行うのが好ましい。

つぎに、絶縁基板１の導体金属層２の上に、エツチング
レジスト層３を形成する。具体的には、−船内に用いら
れている感光性液状レジストを、絶縁基板ｌの全面に塗
布・乾燥させた後、適当なマスクパターンを用いて紫外
線で露光し、これを現像することによって、所望のエツ
チングパターンを形成する、いわゆるフォトレジスト法
等によって、エツチングレジスト層３を形成する。この
ようなフォトレジスト法において用いるレジスト材とし
ては、ポジタイプおよびネガタイプの何れを用いてもよ
い。レジスト材の塗布方法としては、スピンナー、ロー
ルコータ、印刷等の通常の塗布手段が採用される。上記
のようなフォトレジスト法を用いてエツチングパターン
を形成することによって、他の方法では不可能な線幅お
よび線間３０μ―という微細パターンの形成も可能にな
る。

第２図は、上記のようなエツチングレジスト層３の形成
工程が終了した段階の絶縁基板ｌを示している。スルー
ホール用孔１０を埋めた充填材４が無溶剤型であるので
、充填剤４の上にエツチングレジスト層３を形成しても
、充填剤４力ｑ容解したり弾きを生じたりすることなく
、スルーホール用孔１０はエツジ部分を含めて良好に保
護されている。

レジスト層３が形成された絶縁基板１に対してエツチン
グを行って、導体金属層２の回路パターンを形成する。

エツチング処理方法は、通常の回路形成方法と同様の方
法で行う。

ついで、エツチングレジスト層３および充填剤４を剥ｉ
ｖ除去する。剥離液としては、ｐＪａＯＨｌＮ　ａ　！
　ＣＯｓ等のアルカリ溶液、その他の通常の剥離液が用
いられ、絶縁基板１をこれらの剥離液に浸漬する方法、
あるいは剥離液を絶縁基板１０）表面にスプレーする方
法等で実施される。

エツチングレジスト層３および充填剤４が除去されれば
、スルーホール付印刷配線板が完成するが、必要に応じ
て、仕上げ加工として表面の研出、脱脂、洗浄を行う。

研磨量は、０．１〜１０μ■程度が好ましく、望ましく
は０．２〜２μ−で実施される。研磨方法は、前記した
ような物理的な処理方法が一般的であるが、その他通常
のＶｒ暦方法が採用できる。脱脂、洗浄方法も、通常の
印刷配線板の処理方法が用いられる。

以上に説明した工程にしたがって、この発明にかかるス
ルーホール付印刷配線板の製造方法が実施されるが、充
填剤として無溶剤型充填剤を用いる以外は、前記したい
わゆる「孔埋め法」と同様の工程で実施でき、各工程の
具体的実施方法としては、上記に説明した以外にも、通
常の印刷配線板の製造方法と同様の方法を組み合わせて
実施することができる。

つぎに、この発明にかかるスルーホール付印刷配線板の
製造方法を実際に通用した具体的実施例について説明す
る。

一実施例１− 銅張積層板として、鉄等の全屈基材をエポキシ樹脂等で
被覆して絶縁処理した全屈系絶縁基板からなる銅張積層
板を用いた。ドリル加工によって、孔径０．４ｍｍのス
ルーホール用孔１０を形成した後、サンドブラスト等に
よってスルーホール用孔１０の洗浄を行った。つぎに、
硫酸を用いて絶縁基板１０表面およびスルーホール用孔
１０の内壁面をソフトエツチングした後、化学めっき法
によって銅層を形成し、さらに電解めっき法によって、
金属銅の厚付けを行い、厚み３５μ■の導体金属層２を
形成した。

スルーホール用孔ｌＯの内壁面を、紫外線硬化型でかつ
無溶剤型の孔埋めインク（三井東圧化学株式会社製：紫
外線硬化型孔埋めインク、ＭＴＵＶ−２１００）で塗膜
した後、紫外線照射して硬化させた。その後、絶縁基板
１の導体金泥層２の表面を、Ｕ磨機等によって物理的に
１ｉｌＦ磨し、研磨された導体金属層２の上に、ネガ型
の感光性液状レジスト（東京応化株式会社製：ネガ型液
状レジスト、０Ｐ−２）を、ロールコータ−によって塗
布した。感光性レジストを８０℃で乾燥させた後、ネガ
型のマスクパターンを用いて紫外線露光し、現像するこ
とによってレジストの膜化を行い、エラチンパターンを
形成した。

つぎに、通常のエツチング処理方法で導体金属１田２の
エツチングを行って、絶縁基板１に線幅、線間８０μ鳳
の回路を形成した。エソチング工程終了後、孔埋めイン
ク４およびレジスト膜３は全て３％ＮａＯＨ溶液によっ
て剥離除去し、スルーホール付印刷配線板を得た。

このようにして製造されたスルーホール付印刷配線板の
スルーホール導通性を調べたところ、断線等の不良はみ
られず、従来のサブトラクティブ法等に比べても、スル
ーホール信頼性が極めて高いことが実証できた。

一実施例２− 絶縁基板１として９６％焼結アルミナ基板を用い、レー
ザー加工によって孔径０．３μ亀のスルーホール用孔１
０を形成した。このアルミナ焼結基板ｌの表面およびス
ルーホール用孔の内壁面を、燐酸によって均一に粗化し
た。粗化処理された絶縁基板１を充分に洗浄乾燥した後
、絶縁基板１の表面およびスルーホール用孔１０の内壁
面に、化学めっき法によって、厚みｌＯμ重の銅層を形
成して導体金属層２とした。

導体金属層２が形成された絶縁基板１に対して、スルー
ホール用孔１０の内壁面を、前記実施例１と同様の紫外
線硬化型かつ無溶剤型の孔埋めインクで塗膜した後、紫
外線照射して硬化させた。

このあと、絶縁基板１の導体金属層２の表面を、ｒｌｌ
Ｆ磨機等によって物理的にｇｆ磨した後、導体金属層２
の上に、ポジ型の感光性液状レジスト（東京応化株式会
社製：ボジ型液状レジスト、ＰＭＥＲＰ−ＲＦ３００Ｓ
）をロールコータで塗布した。感光性液状レジストを９
０″Ｃで乾燥した後、ポジ型のマスクパターンを用いて
紫外線露光し、これを現像しレジストの膜化を行ってエ
ツチングパターンを形成した。ついで、エツチング処理
によって、導体金属層２に、線幅、線間５０μ鶏の回路
パターンを形成した。エツチング終了後、孔埋めインク
４およびレジストｌ１ｌｉ！３は全て３％ＮａＯＨ溶液
によって剥離除去し、酸性の有機性水溶液で脱脂、洗浄
を行って、スルーホール付印刷配線板を得た。

このようにして製造されたスルーホール付印刷配線板の
スルーホール導通性を調べたところ、前記実施例Ｉと同
様に、断線等の不良はみられず、スルーホール信頼性が
極めて高いことが実証できた。

一実施例３− Ａ１．０１粉末９６重量部と、５ｉｏ２．ｃａＯ，Ｍｇ
Ｏ等の焼結補助剤４重量部とを混合するとともに、この
混合物に対し１２重量部の有機物（結合剤、可塑剤等）
を添加して、さらに全体を混合した。この混合物を、ド
クターブレード法によってシート状に成形して、セラミ
ックグリーンシートを得た。このグリーンシートを加熱
して半硬化状態にした後、金型でプレス加工して、孔径
０．４ｍｍのスルーホール用孔１０を形成した。つぎに
、上記グリーンシートを１５０°Ｃで乾燥した後１６０
０℃で焼成することによって、スルーホール用孔１０を
有するセラミック基板からなる絶縁基板１を得た。

上記絶縁基板ｌの表面を燐酸で粗化処理した後、化学銅
めっき法によって、厚み８μｌの銅層からなる導体金属
層２を、基板表面およびスルーホール用孔１０の内壁面
に形成した。以下、前記実施例２と同様の工程を経て、
セラミック基板からなるスルーホール付印刷配線板を製
造したところ、前記各実施例と同様に断線等の不良はみ
られず、優れたスルーホール信頼性を発揮できた。

一実施例４− 絶縁基板１としてガラス基材エポキシ樹脂基板を使用し
、感光性液状レジストをデイツプ法によって塗布した以
外は、前記実施例１と同様の工程でスルーホール付印刷
配線板を製造したところ、実施例１と同様に断線等の不
良はみられず、優れたスルーホール信頼性を有するもの
であった。

一実施例５ 絶縁基板１として焼結窒化アルミ基板を使用し、感光性
液状レジストをスピンナーで塗布した以外は、実施例２
と同様の工程でスルーホール付印刷配線板を製造したと
ころ、実施例２と同様に断線等の不良は見られず、優れ
たスルーホール信頼性を有するものであった。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかるスルーホール付印刷配
線板の製造方法によれば、エツチングによる回路形成時
に、スルーホール用孔の内壁面を保護する充填剤として
、無溶剤型の充填剤を用いるので、充填剤の上に形成す
るエツチングレジスト中の溶剤成分と反応して熔解した
り剥離する心配がない。すなわち、従来の溶剤型充填剤
を用いた場合のように、スルーホール用孔のエツジ部分
を覆う充填剤が薄くなって、この部分の導体金属層がエ
ツチングされてしまうという問題が生じずスルーホール
用孔の内壁面全体を良好に保護しておくことができる。

したがって、スルーホール信頼性が高く、回路精度が良
好で、製造コストも安いという、印刷配線板として必要
な３つの要件の何れをも、充分に満足させることができ
る、極めて優れたスルーホール付印刷配線板の製造方法
を提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる実施例の工程流れ図、第２図
は工程途中の断面図、第３図は従来例の断面図である。 １・・・絶縁基板　１０・・・スルーホール用孔　２・
・・導体金属層　３・・・エツチングレジスト層　４・
・・無溶剤型充填剤 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図 第２図 云、′；３因 月二糸六ネｉｔＴ正書（１頒 １．事件の表示 昭和６３年特許願第１５９８２４号 ２、発明の名称 スルーホール付印刷配線扱の製造方法 ３、　　？ｌｌｉ正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　（Ｕ叫帝没　三　好　俊　夫４、代理人 な　　　し ６、補正の対象 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 ■　明細書第５頁第１７行〜第１８行に「溶解によるト
ラブル」とあるを、「溶解あるいはレジスト屓の弾きに
よるトラブル」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　スルーホール用孔の内壁面および基板両面に導体金
   属層が形成された絶縁基板に対して、スルーホール用孔
   を充填剤で埋めた後、絶縁基板の導体金属層の上に所定
   パターンのエッチングレジスト層を形成し、エッチング
   処理を行って導体金属層の回路形成を行うスルーホール
   付印刷配線板の製造方法において、充填剤として無溶剤
   型充填剤を用いることを特徴とするスルーホール付印刷
   配線板の製造方法。