JPH03285387A - プリント配線板導体パターンの形成方法 - 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】 訓　要： 電子機器等に使用されるプリント配線板の導体パターン
の形成方法に関し、 簡略化された工程でもって、いやまず高密度化の要望に
十分応えることの可能な、信頼性の向上し且つ回路の設
計自由度の高いプリント配線板の製造を可能にする導体
パターンの形成方法を提供するのを目的とし、 連通微小空隙構造を有するメッキ可能な基材を導体領域
とすべき所望パターンの領域を残してメッキ不能の不導
電性物質で覆い、次いで上記所望パターン領域に選択的
にメッキを施して、導体が基材の一面から他面に連続し
てなる所望パターンの導体領域を形成する工程からなる
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子機器等に使用されるプリント配線板の導
体パターンの形成方法に関する。より詳しく述べるなら
ば、本発明は、基材の一面から他面に連続する導体を有
するプリント配線板導体ノくターンの形成方法に関する
。

〔従来の技術〕

プリント配線板の歴史は古く、その製造方法も時代の要
請に基づき数々の改善・工夫を経て現在に至っている。

サブトラクティブ法は、かなり完成度の高い代表的な製
造方法であって、産業用プリント配線板のほとんどは現
在のところこの方法によって製造されている。サブトラ
クティブ法では、プリント配線板は基板の孔あけ、メッ
キ活件化処理、無電解銅メッキ、メッキレシストノくタ
ーン形成（スクリーン印刷又は露光・現像）、電気銅メ
ッキ、電気ハンダメッキ、メッキレジストの剥離、銅エ
ツチング、ヒユージンク、ソルダレジスト印刷の諸工程
を経て製造される。サブトラクティブ法以外の方法とし
ては、アディティブ法があり、これは現在主として民生
用プリント配線板の製造に利用されている。

〔発明が解決しようとする課題＝ ますます増大する電子機器の高機能化、小型化の要請に
伴い、プリント配線板には、ファインノくターン化や多
層化による高密度化が強く求めろれるようになっている
。ところが、従来のプリント配線板製造方法では、この
ような増加する高密度化の要望に十分に対応しきれなく
なりつつある。

特に多層プリント配線板においては、部品リードの挿入
や層間接続のだ約のスルーホール形成工程が特に煩雑で
、製品の信頼性低下を招ｔ、）でいる。

例えば、現在のプリント配線板製造技術の主流を占める
サブトラクティブ法の場合、電気銅メッキで行う厚付け
の際にスルーホールの壁面に銅メッキを均一に付着させ
るのが困難であり、それゆえにこの方法は、多層化配線
板のようにアスペクト比の大きなプリント配線板には十
分に対応しきれない。また、プリント配線板を多層化し
た場合、多層化後に配線板に孔をあけるとそれに伴って
生じたスミアが層内のスルーホール部に露出された導体
の壁面に付着して層間の導通を妨げることがある。その
上、サブトラクティブ法では先に述べたような煩雑な諸
工程を経て製造されるため、高密度化の要望に応えて製
品プリント配線板の信頼性を向上させるのは容易なこと
ではない。

アディティブ法は、サブトラクティブ法と比較して工程
が簡略化されている。ところがアディティブ法では、銅
メッキの厚付けの可能な電気銅メッキは使用されず、ス
ルーホールのメッキも回路パターンの形成も長時間（例
えば４０時間程度）を要する無電解銅メッキで行われる
。これは、製造時間を長くするほかにも、メッキレジス
トに亀裂が入るといったような信頼性の低下を招く欠点
を有する。従って、アディティブ法を応用した場合にお
いても、高密度化の要望にかなう信頼性のあるプリント
配線板を得ることは困難である。

そのほかに、従来の製造方法で作られるプリント配線板
はし）ずれも、多層化して隣接していなし１層間を接続
しようとする場合には常にスルーホールを使用しなけれ
ばなるなかった。スルーホールを多用すると、それだけ
配線密度は低下し、層間接続の信頼性も低下する。この
ため従来は、回路設計の際にスルーホールの使用を最小
現に抑えるよう平面内の配線レイアウトを決めており、
従って設計の自由度がかプ；り制限されて参だ。そして
そのために、スルーホールを通して１層間接続に当てろ
れる配線の距離が相応じて長くなって、接続の遅延を招
きがちであった。

このように、従来のプリント配線板Ｏ製造ｊ二あってそ
の高密度化を妨げ、信頼性を低下させていたのは、サブ
トラクティブ法に代表されるように工程が煩雑であった
ことはもとより、スルーホールやバイアホールのように
基材を貫通する導電性部分の形成に原因のあったことが
分る。

本発明は、簡略化された工程でもって、いやまず高密度
化の要望に十分応えることの可能な、信頼性の向上し且
つ回路の設計自由度の高いプリント配線板の製造を可能
にする導体パターンの形成方法を提供するのを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプリント配線板導体パターンの形成方法は、連
通微小空隙構造を有するメッキ可能な基材を導体領域と
すべき所望パターンの領域を残してメッキネ能の不導電
性物質で覆い、次いで上記所望パターン領域に選択的に
メッキを施して、導体が基材の一面から他面に連続して
なる所望パターンの導体領域を形成する工程からなる方
法である。

本発明の方法で用いられる基材は、その一方の表面から
他方の表面まで連通ずる微小空隙を有する構造の基材で
ある。所望パターンでもって選択的にメッキの施された
基材の領域は、基材を通ってその一面から他面に至る微
小空隙の壁に付着したメッキ層が基材を縦貫する連続の
導体を構成することによって、−面から他面に導通する
導体領域にされる。このように、基材の微小空隙は、そ
の壁にメッキ層が付着して得られる連続導体が基材の一
面から他面まで達することのできる連続性を有すること
が不可欠であって、これによりスルーホールやバイアホ
ールのように基材の両面に導通する導体パターンを形成
するのが可能になるが、その連通経路は、必ずしも直線
的でなくてもよく、最終的に基材の一面から他面に至る
非直線的なものであって差支えない。基材の連通微小空
隙は、基材の一方の表面から他方の表面に達するばかり
でなく、相互にも連通している。基材はまた、電気的に
絶縁性のものでなければならず、そして多層化する場合
にはそのために適用される高温に耐えることができなく
てはならない。このような条件を満たす適当な基材の例
を挙げると、繊維質材料、多孔質材料の如きものである
。繊維質材料としては、例えばガラスや他のセラミック
ス（炭化ケイ素等）の繊維を始め、ポリイミド等の耐熱
性樹脂繊維の織布、不織布等を使用することができ、ま
た紙を用いることもできる。多孔質材料としては、例え
ば焼結セラミックスから作ちれた多孔質材料てあって一
方の表面かみ他方の表面へと連通する細孔を有するソー
トを使用することができる。

−Ｈには、ガラス布を用いるのが有利であろう。

基材の摩さは、特に重要ではないが、不導電性物質で基
材の一部を覆う際にそれが導体領域とすべき部分へしみ
出て導体領域と不導体領域との境界が不鮮明になるのを
防止するため薄−）方が好まし基材は、所望パターンの
導体領域を形成するためにメッキを施すことが可能でな
ければならない。

基材自体がメッキの付着しない又はメッキの付着しにく
い材料でできている場合には、基材に例えば無電解銅メ
ッキの場合のパラジウム触媒のようなメッキ促進物質を
前もって付与して、基材をメッキ可能な状態にしておく
ことが可能である。基材が直接メッキを施すことの可能
な種類の合成樹脂のような材料で作られている場合には
、基材に対する上記の如き処理は不要である。

所望パターン領域以外の領域を覆う物質は、後に所望パ
ターン領域に施されるメッキの付着しな１．１不導電惟
物質でなければならない。この物質は、絶縁性である必
要があり、また多層化する場合に適用される高温に耐え
るものでなくてはならなし１゜このような条件を満たす
物質は、いずれも使用可能である。−例を挙げれば、エ
ポキシ樹脂等の合成樹脂を都合よく使用することができ
る。また、一般のメッキレジストを使用することもでき
る。

このほかに、基材の導体領域のメッキを施した連通微小
空隙内に後述のように導電性物質として／’％ンダが充
填される場合には、不導電性物質としてハンダレジスト
を使用しても差支えない。このような物質は、一般には
溶剤溶液として基材に適用されよう。メッキネ能な不導
電性物質の溶剤溶液は、スクリーン印刷のような簡便な
手法により基材に塗布・含浸させ、そして溶剤は乾燥等
によりその後除去される。スクリーン印刷のほかにオフ
セット印刷を使用することが可能である。精度的には、
オフセット印刷の方が優れている。

基材の所望パターンの領域に選択的に施されるメッキは
、プリント配線板の導体として適当なあらゆる金属のメ
ッキでよい。一般には、無電解銅メッキやハンダメッキ
を有利に使用することができる。無電解銅メッキを採用
しそして一般にはメッキの付着しない又はメッキの付着
しにくいものであろう基材に銅メッキを施す場合には、
基材にパラジウム触媒又はパラジウム−スズ系の触媒を
始めとする任意の触媒を、基材を不導電性物質で覆うよ
りも前に付与しておく。銅メッキ液としては、Ｃｕ５Ｏ
ａ、　ＨＣＨＯ，ＮａＯＨ，ＥＤＴ＾、　２Ｎ八等を成
分とする高速厚付は用化学銅メッキ液も、ロッセル塩を
主たる錯体として用いる低温低速化学銅メッキ液も使用
可能である。ハンダメッキは、予め施された銅メッキ上
に施される。

本発明の方法によって形成された導体パターンは、プリ
ント配線板の通常の配線パターンとしてばかりでなく、
バイアホールやスルーホールとして利用することが可能
である。この肋細書でバイアホール又はスルーホールと
称するものは、実際には、従来のプリント配線板におけ
るようにドリルで基材にくりぬかれた完全な中空貫通孔
でなく、メッキにより導体が連通微小空隙構造の基材に
付着して形成された基材の一面から他面へ連続する導電
性領域を指す。

メッキを施すことにより所望パターンの導体領域の形成
された基材は、そのままでプリント配線板として、ある
いは多層化して多層プリント配線板を組み立てるのに使
用することが可能ではあるが、メッキを施された導体領
域の連通微小空隙内ももつと短時間の処理で導体領域の
一面から他面への所望の導通を獲保する二とができるば
かりでなく、導電性物質としてハンダやインジウムのよ
うな低融点合金又は金属を使用すれば、多層化の際の加
熱圧着を他の接着性物質の助けを借りずに行うことが可
能になる。低融点の導電性物質は、例えばその物質が溶
融している浴に基材を浸漬することにより連通微小空隙
内へ簡単に充填することが可能である。導体領域にハン
ダメッキを施した場合には、この領域の連通微小空隙内
に更にハンダ等の低融点の導電性物質を入れなくても多
層化の際の加熱圧着を行うことができる。連通微小空隙
内に入れられたハンダ等の加熱溶融による接着だけでは
層間の接着強度が不十分の場合には、導体領域以外の部
分に熱可塑性樹脂溶液をスクリーン印刷等で塗布して乾
燥させた後、加熱圧着すればより強固な接着を得ること
ができる。

本発明の方形により形成された導体パターンを有するプ
リント配線板は、プリント配線板の一般的用途例えば汎
用のパソコン用プリント配線板を始めとして、大型コン
ピュータ用の超多層プリント配線板に至るまでの幅広い
用途に応用することができよう。

〔作　用〕

本発明の導体パターン形成方法で使用する連通微小空隙
構造を有するメッキ可能な基材は、その連通微小空隙の
壁に付着するメッキ層によって構成される導体が基材の
一方の表面から他方の表面まで連続してなる導体領域を
形成するのを可能にする。導体領域とすべき所望パター
ンの領域を残して基材を覆うメッキネ能の不導電性物質
は、この部分に後にメッキが付着するのを防−１てこの
部分を絶縁性にする。メッキネ能の不導電性物質に覆わ
れない基材の所望パターン領域に選択的に施されるメッ
キは、基材の連通微小空隙を形成している壁０８分に付
着してメッキ層を作り出し、そして二〇メッキ層が基材
〇一方の表面から他方の表面まで連通微小空隙の壁を伝
って連続する導体を構成して、この所望バクーンの領域
に基材の一面から他面に通じる導電性を与える。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図（ａ）に示すように、厚さ３０４程度の薄いガラ
ス布基材１を用意し、これに無電解銅メッキ用のパラジ
ウム触媒を付与した。メッキレジストとしてアスファル
トピッチを主成分とするものを用い、これをエポキシ樹
脂溶液中に容量比で３０％混和させた。このエポキシ樹
脂溶液を、上記基材の導電パターンを形成すべき部分以
外の箇所にスクリーン印刷により塗布して含浸させ、次
いで８０℃の恒温室に３０分間入れておいて有機溶剤を
除去した。このようにして、第１図（ｂ）に示したよう
にガラス布基材に不導電性領域２が形成された。次に、
第１図（Ｃ）に示すように、この基材をメッキ槽３に入
れて、不導電性領域２以外の領域４に無電解銅メッキに
よりメッキ銅を沈着させた。メッキ液には、成分として
Ｃｕ５Ｏａ、　ＨＣＨＯ，Ｎａ０ＨＥＤＴＡ、　２ＮＡ
等を含有している高速厚付は用化学銅メッキ液を用いた
。３０分間のメッキ処理で、メッキ銅は厚さ３０ＪＭの
ガラス布基材に十分浸透した。

このようにして所望パターンの導体領域４を形成するこ
とにより、両面に導通する配線パターンの導体領域４と
不導電性領域２とを有するプリント配線板５を作製した
。

層間導通のためのバイアホール９を有するプリント配線
板８（第１図（ｅ））も、同じ手順で作製した。

次に、このようにして得られたプリント配線板５．８の
おのおのの全体にノーンダフラツクスを付与した後、そ
れらをハンダ浴６に入れた（第１図（ｄ））。こうする
ことによって、メッキ銅を有する配線パターン７又はバ
イアホール９　（第１図（ｅ））の部分に選択的にノ１
ンダを含浸させた。この場合には、プリント配線板をノ
１ンダ浴に浸漬する前に、不導電性領域２にスクリーン
印刷等によりソルダーレジストを塗布しておく方が好ま
しい。

ソルダーレジストは、ハンダブリッジ等を確実になくす
のに有利である。また、ノ＼ンダフラツクスがなくても
殆どの場合問題ないが、これがあった方が信頼惟は一層
向上する。更に、ノ＼ンダ含浸の手段として、ハンダフ
ラックスにハンダ粒子を分散させたクリームハンダをス
クリーン印刷又はオフセット印刷でめっき部に選択的に
塗布した後に加熱溶融させても差支えない。また、銅め
っき上に電気メッキでハンダメッキを施すことも可能で
ある。

多層プリント配線板１０を製造するために、第１図（ｅ
）に示すように、導体パターンを形成したプリント配線
板５とバイアホールを形成したプリント配線板８とを交
互に積み重ね、／’％ンダ溶融温度以上に加熱して圧着
した。

表面実装化が進んでいる今日、部品リードを通すための
スルーホールは不用で、本発明のバイアホールによる層
間接続で十分である。

口発吃弓の効果〕 以上説明したように、本発明のプリント配線板導体パタ
ーンの形成方法によれば、従来のいわゆるスルーホール
あるいはバイアホールのように導体が基材の一面から他
面まで連続している導体パターンを、基材に例えばドリ
ルによる孔あけのような機械的手段でもって中空貫通孔
を用意することなしに、従来の方法に比べてずっと簡単
な工程で形成することができる。本発明の方法によって
形成される導体パターンは、基材の一面かう他面に達す
る十分且つ完全な導通性を有し、層間導通のためのバイ
アホールとして申し分なく利用することができる。また
、所望の配線パターンを有する配線導体としても利用す
ることができる。

このように、本発明によれば、従来に比べて簡略化され
た工程でもって、従来のいわゆるスルーホールあるし）
はバイアホールに相当する導体パターン及び配線に相当
する導体パターンの両方をル成することが可能になる。

同一基材に形成された配線部分の導通は完全てあり、ま
た多層化した場合のバイアホール８分の導通も完全であ
る。更に、本発明に従って形成された配線用の導体パタ
ーンは、基材の両面に通じる導通住を有するので、多層
化した場合に従来のし）わゆるスルーホールを介さずに
層間の接続が可能になり、回路の設計自由度が高くなる
。従って、本発明のプリント配線板導体パターンの形成
方法によれば、簡略化された工程でもって、高密度化の
要望に十分応えることのできる、信頼性の向上し、しか
も回路の設計自由度の高いプリント配線板の製造が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプリント配線板製造方法の工程を説
明する図である。 図中、１は基材、２は不導電性領域、３はメッキ槽、４
は導体領域、５は導体パターンを有するプリント配線板
、６ははんだ浴、７は配線パターン、８はバイアホール
を有するプリント配線板、９はパイアホーノペ１０は多
層プリント配線板。 （ａ） ↓ フリ／ト配紳板

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．連通微小空隙構造を有するメッキ可能な基材を導体
   領域とすべき所望パターンの領域を残してメッキ不能の
   不導電性物質で覆い、次いで上記所望パターン領域に選
   択的にメッキを施して、導体が基材の一面から他面に連
   続してなる所望パターンの導体領域を形成する工程から
   なることを特徴とするプリント配線板導体パターンの形
   成方法。
2. ２．更に前記導体領域のメッキを施した連通微小空隙内
   に導電性物質を入れる、請求項１記載の方法。
3. ３．前記基材が繊維質材料又は多孔質材料の基材である
   、請求項１又は２記載の方法。
4. ４．前記基材が触媒を付与してメッキ可能にされている
   、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. ５．所望パターン領域を残して前記基材を覆うメッキ不
   能の不導電性物質が合成樹脂である、請求項１から４ま
   でのいずれか一つに記載の方法。
6. ６．所望パターン領域を残して前記基材を覆うメッキ不
   能の不導電性物質がメッキレジストである、請求項１か
   ら４までのいずれか一つに記載の方法。
7. ７．前記導体領域のメッキを施した連通微小空隙内に入
   れられる物質がハンダである、請求項２記載の方法。