JPH0434839B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は多層プリント回路板の製造方法に係
り、特に導体層数が比較的多い多層プリント回路
板を経済的に製造するのに好適な、多層プリント
回路板の製造方法に関する。

〔発明の背景〕

従来より計算機、通信機等の産業用電子機器に
は、部品搭載と部品間の高密度配線を効率よく行
なうため、多層プリント回路板が使用されてい
る。通常使用されている多層プリント回路板の製
造はつぎの工程によつて行なわれていた。予め内
層パタンを形成した内層プリント板と外層プリン
ト板との各層の間にプリプレグを挟んで積層プレ
スにより一体化した後、各層のランドを貫通して
スルホール孔をあけ、孔内に銅めつきを施して各
層を接続する。

このような多層プリント板の製法では、積層プ
レスの際に内層ランド位置にばらつきが生じ、貫
通孔が正しく内層ランドの中心を通らない問題が
あつた。このような当業者には周知の問題は、多
層プリント回路板の層数が増すと、特に４層を越
えると著しく大きくなる傾向を有している。

３乃至４層の比較的層数の少ない上記の多層プ
リント回路板では上記の問題が比較的少ないた
め、マスラミネーシヨン方式と称して、両面スル
ホール基板と同様の手軽さで多層板を製造するの
が一般化している。この方式は例えば「電子材
料」第22巻第10号（昭和58年）第77頁から第84頁
までに記載された納富、藤平、藤森著「内層回路
入り多層銅張積層板」と題する論文に記載されて
いる。

上記のように積層プレスを用いずに多層プリン
ト回路板を製造するには、片面もしくは両面に回
路を形成したプリント基板の回路上に絶縁層を設
け、絶縁層上にフルアデイテイブ方式で回路を形
成して多層化することができる。このような方法
の一例は、特公昭52−8504号に示されているよう
に、パタン形成した片面銅張積層板の一部に絶縁
層を被着形成し、絶縁層上に化学銅めつきに触媒
活性なメツキ用インクを用いてパタンを形成し、
その後化学銅めつきで絶縁層上に導体回路を形成
するものである。同様の方式で両面基板を用いて
多層化する例が特公昭49−25981号および55−
10160号に示されている。上記の例では両面銅張
積層板を出発材料に用いても、高々４層回路板を
製造できるのみである。例え上記の方法で４層回
路を形成し、さらに絶縁層を介して配線を行なお
うとしても、上記の例中には認識されていないつ
ぎのような問題が生じるため、著しく困難とな
る。

すなわち、配線層数に比例して化学銅めつき回
数が増えるために経済的に著しく不利になるのに
加え、上記例には全く示されていない。めつき中
に回路と絶縁材料との密着力が低下し剥離してし
まう問題が解決できないことである。通常の回路
には銅が用いられ、絶縁材料にはエポキシ等の耐
熱性のよい熱硬化性樹脂が用いられる。このよう
な場合、銅回路と絶縁材料との密着力は塗布、硬
化時には著しく大であるが、化学銅めつき中に密
着力は低下し、極端な場合剥離にまで至る。これ
は回路形成用の厚付け化学銅めつきでは量常70
℃、PH12、20h程度の有機材料にとつて激しい環
境に曝されるのに加え、銅析出反応に伴う電気化
学ポテンシヤルの影響が、銅と絶縁材料の接着界
面にまで及び、接着部の結合を切断してしまうた
めと推定されている。

したがつて、銅張積層板の回路上に化学銅めつ
き回路を形成する、以上記載された例の方式は、
めつき中の密着力確保の問題を解決しないかぎ
り、実用性にとぼしい製造法といわなければなら
ない。さらに、フルアデイテイブ方式を繰り返し
て層数を増すには、化学銅めつきを繰り返すの
で、累積した化学銅めつき時間に耐える絶縁材料
が必要となり、製造上の困難は著しく大きくなつ
てしまう。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これまでの多層プリント回路
板の製造法では解決できなかつた上記の問題点を
解決し、容易かつ経済的に多層プリント回路板を
供給することができる、新規な多層プリント回路
板を製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を解決するために、本発明者は、従来
技術の優れた点のみを用いた全く新しい製造方法
により容易に多層プリント回路板を製造できるこ
とを見出した。すなわち、従来の積層プレスとプ
リプレグを用いて多数の回路板を一体化した後、
スルホール加工を行なう方式では、内層の位置ず
れの問題はあるにしても、４層程度までは比較的
容易に多層板を製造できる。また、形成した回路
上にフルアデイテイブ方式で絶縁層を介してパタ
ンを形成して多層化する方式でも、数層のパタン
形成は実用性がある。そこで、これらの方式の長
所のみを採り入れることで、すなわち、積層プレ
ス方式で内層と外層を一体化した多層プリント回
路板の外層パタンを形成した後、絶縁層を介して
さらに化学銅めつきでパタン形成を行なうことに
より、製造上の大な困難を伴なわずに、経済的に
多層プリント回路板を得ることができる。このよ
うな新規な方式で多層プリント回路板を製造する
には、回路銅箔上に絶縁層を設けた状態で化学銅
めつき液に浸漬するため、化学銅めつき条件に耐
え、銅箔と絶縁層間の剥離等を生じない材料を用
いるのが良い。このような材料としては、エポキ
シ樹脂を主剤とし、グアニジンもしくはその誘導
体もしくはその変性物を硬化剤を用いた熱硬化性
樹脂が好ましい。主剤と硬化剤の配合比は、材料
と銅箔との密着力が最大となるように選ばれ、実
際には主剤100重量部に対し硬化剤20〜80部とな
る。さらに好ましくは、(a)エポキシ樹脂を主剤と
し、(b)１−０−トリルビグアニド変成物が硬化剤
として用いられる。

本発明による方法で用いられる上記(a)のエポキ
シ樹脂としては、平均して１分子当り２個以上の
エポキシ基を有する化合物、例えばビスフエノー
ルＡ、ハロゲン化ビスフエノールＡ、カテコー
ル、レゾルシノールなどのような多価フエノー
ル、またはグリセリンのような多価アルコールと
エピクロルヒドリンとを塩基性触媒の存在下で反
応させて得られるポリグリシジルエーテルあるい
はポリグリシジルエステル、さらに、ノボラツク
型フエノール樹脂とエピクロルヒドリンとを縮合
させて得られるエポキシノボラツク、さらには過
酸化法でエポキシ化したエポキシ化ポリオレフイ
ン、エポキシ化ポリブタジエン、ジシクロペンタ
ジエン化オキサイド、あるいはエポキシ化植物油
などである。

本発明による方法で用いられる上記(b)の１−０
−トリルビグアニド変性物としては、１−０−ト
リルビグアニドと適量のエポキシド化合物および
ｎ−ブチルセロソルブ等の有機溶剤を混合撹拌す
ることにより得られる。

１−０−トリルビグアニド変性物でエポキシ樹
脂を硬化させると、化学銅めつき中に銅箔との剥
離が生じない層間材料を得ることができる。この
ような材料を印刷塗布するには当業者に周知の方
法で印刷インクに適した粘度に調整することも可
能であり、そのために通常用いられる(c)無機充填
剤、(d)粘度調整用揺変剤、(e)消泡剤、(f)有機溶剤
のような成分を加えてもよい。

本発明による方法で用いられる前記(c)の充填剤
としては、タルク、マイカ、アルミナ、硫酸バリ
ウム、SiO₂、TiO₂などの無機微粉末がある。こ
のような微粉末を前記(a)のエポキシ樹脂100重量
部に対し３〜40重量部添加することが好ましい。
40部以上加えると、塗膜形成能が悪く、３部より
少ないと特性向上効果が小さい。

本発明による方法で用いられる前記(d)の揺変剤
としては、SiO₂などの無機質の超微粉末を適宜
添加すればよい。

本発明による方法で用いられる前記(e)の消泡剤
としては、シリコーンオイルなどが用いられ、前
記(f)の有機溶剤としてはカルビトール、セロソル
ブ等の溶剤を用いることができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例を用いて一層詳しく説明す
る。

実施例 １ 当業者に周知の方法で、積層プレス方式の多層
プリント回路板を用意する。第１図Ａは４層プリ
ント回路板の断面図で、そのプリント回路板１
は、通常用いられるように、最外層に銅箔２₁お
よび２₂、内層には電源および接地層それぞれ3₁
および3₂を有し、プリプレグを用いて積層プレス
で一体化されたものである。このような多層プリ
ント回路板は、プレスを用いて積層することもで
きるし、市販品を購入することも可能である。こ
の多層プリント回路板に孔あけ加工（第１図Ｂ）
してスルホール４₁および４₂を設け、ついで当業
者に周知の方法で最外層銅箔２₁および２₂をエツ
チングして、回路５およびランド６を形成する
(C)。つぎにランド部６を除いて絶縁層７を塗布す
る(D)。また、この絶縁層７を回路５上に塗布しな
い部分８を設ければ、絶縁層上の回路と接続され
た所謂ビアホールとすることもできる。

絶縁層７は回路銅箔５上に設けられるので、後
の化学銅めつきに十分耐える必要がある。さら
に、基板の半田付け作業等の高温にも耐え、回路
５と密着力が低下しない必要がある。このため、
本発明では、耐熱性のよいエポキシ樹脂をベース
に、銅箔との密着性のよい硬化剤を用いた、つぎ
のような樹脂組成分を用いた。

(a) エポキシノボラツク樹脂 ……100重量部 (b) １−０−トリルビグアニドのビスフエノール
Ａジグリシジルエーテル変性物 ……50重量部 (c) アルミナ粉末 ……20重量部 (d) 揺変剤 ……５重量部 (e) 消泡剤 ……２重量部 (f) ｎ−ブチルセロソルブ ……10重量部 上記組成物を混練し、当業者に周知のスクリー
ン印刷法で印刷し、熱硬化により絶縁層とする。

つぎに絶縁層上に回路を設ける前処理として、
絶縁層を当業者に周知の方法で粗面化し、化学銅
めつきの触媒を全面に付着させる。ついで絶縁層
上の回路、ランド部以外をめつきレジスト９でカ
バーする(E)。このめつきレジスト９は銅箔上に設
けるものではないため、化学銅めつきに溶解しな
い材料であればよく、むろん絶縁層７と同じ材料
でもよい。最終工程で基板を化学銅めつき液中に
浸漬して、スルホール孔壁最外層回路、およびラ
ンド部に化学銅めつきを析出させる(F)。この際、
前述したビアホール部８で層間接続も同時に可能
となる。化学銅めつき液には、つぎの組成のもの
を用いた。

CuSO₄−5H₂O 15ｇ EDTA2Na 45ｇ NaOH PHを12.3とする量 37％ホルマリン 30ml α，α′−ジピリジル 30mg 界面活性剤 100mg 水 １とする量 このようにして製造された多層プリント回路板
は、当業者に周知のソルダレジスト、文字印刷を
行ない、外形加工をすれば製品となる。

本発明は、積層プレスで一体化された４層プリ
ント回路板上にフルアデイテイブ方式で回路形成
を行うことにより、１回の化学銅めつきで６層ま
で形成することができた。４層板外層銅箔２₁お
よび２₂のエツチング加工および、絶縁層７、め
つきレジスト９の加工には、基板周辺の基準マー
クおよび基準孔を用いて位置合せを行なうから、
各層間の位置ズレがなく、容易に６層板を製造で
きることがわかつた。

積層プレス方式で６層板を製造するのに問題と
なる層間の位置ずれは、本発明では４層板を使用
するため問題とならなかつた。

本発明による方法は、積層プレス方式で一体化
された多層プリント回路板の最外層に、絶縁層を
介してフルアデイテイブ方式で回路形成を行なう
ものであるため、プリント板製造に際して、上述
した例にとどまらず、任意の組合せが可能とな
る。すなわち積層プレス方式で歩留りよく製造で
きる多層板を基に最外層加工を行なえば良く、さ
らに最外層加工も位置合せ精度等に支障をきたさ
ない限り、任意の回数繰り返すこともできること
がわかつた。

最も効率良く多層プリント回路板を製造するに
は、積層プレス方式で歩留り良く製造できる最大
層数の多層プリント回路板を基に、フルアデイテ
イブ方式で形成できる実用的な最大の層数の組合
せを選択すれば良いこともわかつた。

実施例 ２ 以下に、本発明の層間絶縁材料の非常に優れた
耐めつき性を利用して、両面銅張積層板を利用し
て多層板を製造した例を示す。

第２図Ａに示す基材１の両面に銅箔２₁および
２₂を積層した両面銅張積層板を用いて多層板を
製造した。基板１にドリルでスルホール４をあけ
(B)た後、実施例１と同様の方法で回路を形成(C)
し、ついで実施例１と同じ層間絶縁層７を設けた
(D)。このときビアホール部８は後の化学銅めつき
工程で層間接続を行なうため、絶縁材料を塗布し
なかつた。ついで絶縁層７上に化学銅めつきの触
媒を付着させた後、回路およびランド部以外をめ
つきレジスト９でカバーした(E)。このレジストに
は前例と同様に絶縁層７と同じ材料を用いた。最
後に、実施例１と同じ方法で化学銅めつき１０を
施し、最外層回路形成とスルホールおよびビアホ
ールの接続を行なつた。

以上の方法により化学銅めつき１回で４層回路
基板を得ることができた。積層プレスは、銅箔を
張り付ける工程に必要があるが、市販品を購入す
ればプレス設備を必要としないこともわかつた。

上記の製造方法によれば、およそ20時間の化学
銅めつきによつて、銅箔回路と層間絶縁材料との
密着力は低下せず、その後のはんだ付（260℃10
秒）によつても剥離、離れ等の異常は発生しなか
つた。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、積層プレ
ス方式で多層板を製造するのに最大の問題であつ
た内層の位置ずれの問題を回避して、より多くの
層数の多層プリント回路板を容易に製造すること
ができるので、その経済的な効果には測り知れな
いものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多層プリント回路板の製
造工程を示す図、第２図は本発明の他の実施の態
様による多層プリント回路板の製造工程を示す図
である。 １……積層プレスで一体化した多層プリント回
路板、２₁，２₂……銅箔、３₁，３₂……内層銅
箔、４₁，４₂……スルホール部、５……外層ライ
ン部、６……ランド部、７……絶縁層、８……ビ
アホール部、９……耐めつきレジスト、１０……
化学銅めつき層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも４層以上からなり、その内層に回
   路を有し、その最外層に銅箔を有する積層プレス
   方式の積層板に、スルーホール孔をあけた後、上
   記最外層の銅箔をエツチングして回路を形成する
   工程と、エツチングして形成された上記回路のう
   ち、ランド部とビアホール部を除いて層間絶縁層
   を設ける工程と、該層間絶縁層上およびスルーホ
   ール孔内に、化学銅めつきを用いるフルアデイテ
   イブ方式で銅を析出させ、回路を形成する工程
   と、からなることを特徴とする多層プリント回路
   板の製造方法。 ２ 上記層間絶縁層が、エポキシ樹脂と、グアニ
   ジンもしくはその誘導体もしくはその変成物を必
   須成分とする絶縁材料からなることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載の多層プリント回
   路板の製造方法。 ３ 上記層間絶縁層が、エポキシ樹脂100部、グ
   アニジンもしくはその誘導体もしくはその変成物
   20〜80部、充填剤３〜40部、若干部の揺変剤、消
   泡剤および有機溶剤からなる絶縁材料であること
   を特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の多層
   プリント回路板の製造方法。