JPH05152748A - 有機基板におけるスルーホールの形成方法 - Google Patents

有機基板におけるスルーホールの形成方法

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JPH05152748A
JPH05152748A JP33557291A JP33557291A JPH05152748A JP H05152748 A JPH05152748 A JP H05152748A JP 33557291 A JP33557291 A JP 33557291A JP 33557291 A JP33557291 A JP 33557291A JP H05152748 A JPH05152748 A JP H05152748A
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Tadashi Hirakawa
董 平川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 両面板のスルーホールを簡単な手段で精密に
行う。 【構成】 補強材、含浸樹脂とも有機材料からなる両面
銅つき基板において、表面の銅を微細穴明けし、これを
コンフォーマルマスクとしてエキシマレーザーで樹脂層
をエッチングしたのちスルーホールめっきを施すことを
特徴とするスルーホールの形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、補強材、含浸樹脂とも
有機材料からなる両面銅つき基板のスルーホールの形成
方法である。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント回路におけるスルーホー
ルの形成方法としては、銅張積層板に機械ドリルで穴明
け加工し、これに無電解銅及び電解銅をめっきしたのち
回路形成する方法が一般的であった。この方法はサブト
ラクティブと呼ばれる方法であるが、アディティブ法や
回路転写法(金属版などに予め回路を形成し、プリプレ
グを圧着して回路を転写する方法)などの回路板の形成
法でも同様にスルーホールの形成が必要である。
【0003】プリント回路板の穴明け加工にレーザーを
利用する試みは多く行われており、炭酸ガスレーザー、
YAGレーザー、エキシマレーザーなどがプリント回路
板の穴明け加工に利用されている。プリント回路板への
レーザーの応用については『電子材料』1991年10
月号、120〜125ページ(工業調査会発行)などに
くわしく記載されている。なかでもエキシマレーザー
は、有機基板の穴明けに多く使用されている。
【0004】エキシマレーザーで穴明けする場合、マス
クの適用方法としては、マスクイメージ法、コンタクト
マスク法、コンフォーマルマスク法などがある(詳細は
前記『電子材料』の記事に紹介されている)。これらの
マスクは、ステンレス・スチールなどの金属板にエッチ
ングなどの方法で微細加工されるか、樹脂板の表面にめ
っきを施すなど、複雑な工程が必要であった。
【0005】
【発明の目的】本発明は、プリント回路板のスルーホー
ル形成に簡単で確実な方法で行うことを目的とする。
【0006】
【発明の構成】すなわち本発明は、補強材、含浸樹脂と
も有機材料からなる両面銅つき基板において、表面の銅
を微細穴明けし、これをコンフォーマルマスクとしてエ
キシマレーザーで樹脂層をエッチングしたのちスルーホ
ールめっきを施すことを特徴とするスルーホールの形成
方法である。
【0007】さらに本発明は、補強材、含浸樹脂とも有
機材料からなる両面銅つき基板において、片面のみの銅
を微細穴明けし、これをコンフォーマルマスクとしてエ
キシマレーザーで樹脂層をエッチングしたのち、穴明け
した面からエッチング液を噴射することにより裏面の銅
をエッチングしたのちスルーホールめっきを施すことを
特徴とするスルーホールの形成方法である。
【0008】本発明において、基板材料は補強材、樹脂
とも有機材料からなる両面銅つき基板である。具体的に
は、補強材としては、ポリエステル、ポリアミド、アラ
ミド、ポリエーテルエーテルケトンなどからなる繊維が
挙げられる。
【0009】樹脂としては、エポキシ、ポリイミド、ポ
リビスマレイミド、フッ素化ポリマー、ポリシアヌレー
トなどが挙げられる。
【0010】アラミド繊維の組成としては、下記反復単
位(I)式および/または(II)式からなるものであ
る。
【0011】
【化1】
【0012】
【化2】 上記式中、Ar1 ,Ar2 ,Ar3 は置換されたもしく
は置換されない芳香環であって、下記の基から選ばれ
る。
【0013】
【化3】 ただし、Xは下記の2価の基などである。
【0014】
【化4】 Ar1 ,Ar2 ,Ar3 の芳香環への置換基として炭素
原子数1〜3のアルキル基、ハロゲン原子、フェニル基
などがある。
【0015】上記反復単位(I)式の芳香族ポリアミド
のうちAr1 の15〜30モル%が
【0016】
【化5】 および/または
【0017】
【化6】 であり、残りが
【0018】
【化7】 および/または
【0019】
【化8】 および/または
【0020】
【化9】
【0021】である直線あるいは平行軸結合の芳香族残
基(ただし芳香族環に直接結合している水素原子の一部
がハロゲン原子、メチル基、メトキシ基で置換されてい
てもよい)で構成される共重合物を十分に延伸して高度
に分子配向させた高モジュラス全芳香族ポリアミド共重
合体繊維がとくに良好である。
【0022】本発明の芳香族ポリアミド繊維の単糸繊維
は0.1〜10デニール、好ましくは0.3〜5デニー
ルである。0.1デニール未満では製糸技術上困難な点
が多い(断糸、毛羽の発生など)。一方、10デニール
を越えると機械的物性の点で実用的でなくなる。
【0023】芳香族ポリアミド繊維は種々の形態をとる
ことができる。例えば、織物、長繊維不織布、短繊維不
織布、紙などのシート形態としての基材であってもよ
く、また単にエポキシ樹脂中に分散されてなる短繊維形
態としての基材であってもよい。不織布や紙などの形態
において芳香族ポリアミド繊維は短繊維あるいはフィブ
リル状パルプのいずれの形態でもよく、またこれらの任
意の組合せからなる混合物であってもよい。
【0024】短繊維の場合、繊維長は1〜60mmが好ま
しく、さらには2〜50mmが好ましい。繊維長が1mm未
満の場合、得られる不織布や紙の機械的物性が低下す
る。また繊維長が60mmを越えると得られる不織布や紙
中における短繊維の分布状態が不良となり、やはり機械
的物性が低下する。短繊維を機械的剪断力によりフィブ
リル化させたパルプは製糸困難な繊度の短繊維まで得る
ことができ、特に紙では短繊維の分布状態をより向上さ
せ地合を改良することができる。総じてエポキシ樹脂の
含浸性が良好で均一な地合、性能の得られる形態は紙で
ある。
【0025】本発明において、積層板の含浸樹脂は、熱
または/および光で硬化する樹脂(硬化型樹脂)または
熱可塑性樹脂である。熱で硬化する樹脂とは、加熱によ
り化学反応が起こり、分子量の増大や橋架けを行うこと
ができる樹脂または化合物あるいはこれらの組成物をい
う。加熱によってひき起こされる反応はラジカル反応、
イオン反応、付加反応、縮合反応、置換反応、水素引き
抜き反応、酸化反応などがある。
【0026】具体的には樹脂あるいは化合物あるいはこ
れらの組成物として例示すれば、フェノール樹脂、フラ
ン樹脂、キシレン樹脂、ホルムアルデヒド/ケトン樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、スルホン
アミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、トリアリ
ルシアヌレート樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリ
ブタジエン樹脂、ビスマレイミド系樹脂およびこれらの
混合物、例えばエポキシ樹脂/アクリルニトリル―ブタ
ジエン共重合組成物、エポキシ樹脂/ポリアミド樹脂、
エポキシ樹脂/ポリイミド樹脂、フェノール樹脂/ポリ
ビニルブチラール樹脂を挙げることができる。この中
で、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂はもっとも汎用的に
用いられ、加工性も良好なため特に好適に用いられる。
【0027】なお、基材および樹脂には、本発明の目的
を阻害しない範囲でシリカ、アルミナ、酸化チタンなど
の無機充填物を含むことができる。
【0028】本発明において、表面の銅はサブトラクテ
ィブ法で用いられる銅箔であってもよく、またアディテ
ィブ法などで形成された銅めっき回路であってもよい。
【0029】いずれの方法であっても、穴明けは従来の
機械加工に代わってエキシマレーザーが用いられる。こ
れらの加工の順序は回路形成の前でもよく、また回路形
成法によっては後で行うこともできる。通常のサブトラ
クティブ法では、穴明けは回路形成の前に行うのが通常
である。
【0030】エキシマレーザーの発振源としてはAr
F、KrF、XeClなどが用いられる。
【0031】エキシマレーザーの加工条件、すなわちエ
ネルギー密度、照射時間、スキャニングの速度などは、
加工対象の厚み、樹脂の種類などにより適宜選択され
る。
【0032】基板についている銅(多くの場合は銅箔)
は、レーザー穴明けのさい、コンフォーマルマスクとし
て働くよう、予め必要な位置に微細穴明けされる。この
穴明けの方法としては、通常の機械加工のほか、炭酸ガ
スレーザーやYAGレーザーを用いる方法、銅に感光性
レジストをコーティングして紫外線で露光することによ
りオープニング(レジストをコーティングしていない部
分)を得、銅を塩化第2銅などでエッチングする方法な
どが適用できる。
【0033】両面板の穴明けにおいて第1の方法は、銅
の穴明けを両面とも行い(表裏同じ位置に穴明けす
る)、レーザーで穴明けする方法である。その後、めっ
きによりスルーホールが形成される。
【0034】両面板の穴明けにおいて第2の方法は、表
面の銅のみ穴明けし、レーザー加工ののち、表面から塩
化第2銅などを噴射して裏面のエッチングを行う方法で
ある。
【0035】第2の方法を図面を用いて詳述する(図
1)と、銅張積層板(A)にレジストをコーティングし
(B)、銅を塩化第2銅などでエッチングする(C)。
レジストは剥離され(D)、レーザーを照射することに
より樹脂層がエッチングされる(E)。さらに塩化第2
銅などにより裏面の銅がエッチングされ(F)、その
後、裏面のレジストも剥離されて(G)スルーホールめ
っきが施される(H)。
【0036】アラミド繊維などのように、過マンガン酸
カリでエッチングされる補強材を用いたときは、レーザ
ー加工ののち過マンガン酸カリで処理することが好まし
い。
【0037】
【発明の効果】本発明により、プリント回路板のスルー
ホールが簡単に低コストで得られる。特にスルーホール
が密集した高密度回路では好ましく使用できる。
【0038】
【実施例】高純度のテレフタル酸クロライド100モル
%、パラフェニレンジアミン50モル%、3,4′―ジ
アミノジフェニルエーテル50モル%を共重合させてな
る全芳香族ポリエーテルアミド(ポリパラフェニレン
3,4′―ジアミノジフェニルエーテルテレフタルアミ
ド)を湿式紡糸し、さらに製糸条件の変更により平衡水
分率、含有ナトリウム、抽出ナトリウム、抽出塩素量を
低減させた単糸繊度が1.5デニールの繊維を作成し
た。得られた全芳香族ポリエーテルアミド繊維を3mm長
にカットしこれを水に分散させ坪量55g/m2 の紙を
抄紙した。バインダーとしては、水分散型エポキシ樹脂
組成物を用い、抄紙後スプレー法により添加、乾燥し
た。バインダー付着量は約5重量%であった。該紙状物
を表面温度190℃の金属ロールを有する一対の金属ロ
ールカレンダーを用いて200kg/cm、5m/分の条件
で熱圧加工した。
【0039】次に、ビスフェノールAとホルムアルデヒ
ドとの重縮合物のグリシジルエーテル化物(エポキシ当
量208)80重量部、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂(エポキシ当量187)20重量部およびテトラブロ
モビスフェノールA30重量部をジメチルイミダゾール
0.03重量部の存在下で反応させてエポキシ当量34
2、ブロム含有量23重量%のエポキシ樹脂a―1を得
た。次にビスフェノールAとホルムアルデヒドとの重縮
合物である硬化剤b―1を得た。エポキシ樹脂a―1を
56重量部、ブロム化ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(エポキシ当量470、ブロム含有量48重量%)を2
9重量部、硬化剤b―1を24重量部配合しこれに2―
エチル―4―メチルイミダゾール0.04重量部からな
るエポキシ樹脂組成物にメチルエチルケトン/エチレン
グリコールモノメチルエーテル混合溶剤(混合重量比1
/1)を加えて不揮発分60重量%、ブロム含有量2
2.5重量%(固形分対比)のワニスを調整した。
【0040】上述の紙状物に該ワニスを含浸させ、10
0℃で3分間乾燥しエポキシ樹脂組成物固形分含有量が
70重量%のプリプレグを得た。次に厚み35μmの電
解銅箔2枚と該プリプレグ5枚を積層しホットプレスに
て170℃、40kg/cm2 の条件で1時間プレスを行い
銅張積層板を作成した。該積層板中のエポキシ樹脂の組
成物の体積比率は約60%、樹脂層の厚みは0.5mmで
あった。樹脂層の温度膨張係数をTMA(熱力学分析
機)で測定すると、6ppm/℃であった。
【0041】このようにして得られた積層板(図1A)
に感光性レジストを両面にコーティングした(図1B)
のち、片面のみ紫外線で露光後アルカリで現像して径
0.1mmのオープニング(レジストをコーティングして
いない部分、図1C)を1000個もつ基板(幅4.5
cm、長さ10cm)を得た。裏面はレジストを全面にコー
ティングしたまま、表面から塩化第2銅をスプレーして
オープニング部分に露出している銅箔をエッチングした
(図1D)。表面のレジストはアルカリで全面剥離し、
裏面はそのまま残した。
【0042】このようにして得られた銅箔のオープニン
グ部分をもつ積層板の表面から、KrFのエキシマレー
ザー(波長248nm、エネルギ密度1.6J/cm2
を幅約100μm、長さ5cmにレンズで絞ったのち10
cm/分の速度でスキャニングした。エキシマ・レーザー
はアブレージョンを起こし、銅箔のオープニング部分の
樹脂層はエッチングされた(図1E)が、その壁面は溶
融物が表面を覆い、炭化物が付着していた。
【0043】さらに裏面の銅箔をエッチングするため、
表面から塩化第2鉄を噴射し、レーザーで穴明けされた
部分の銅箔をエッチングした(図1F)のち、裏面のレ
ジストをアルカリで剥離した(図1G)。
【0044】さらに、次に示す条件で穴の内壁を処理し
た。 〔前処理〕 処理剤 脱イオン水 80容量% ジエチレングリコール 10容量% カセイソーダ (水溶液のpHが1.0になるまで添加) 処理条件 70℃、5分間 〔過マンガン酸カリ処理〕 処理剤 脱イオン水 過マンガン酸カリ 50g/l 処理条件 70℃、5分間 〔中和〕 処理剤 脱イオン水 濃硫酸 (水溶液のpHが1.0になるまで添加) 処理条件 45℃、3分間 得られた穴の内壁は、溶融物も炭化物もきれいにエッチ
ングされ、繊維と樹脂が明確に分離されていた。
【0045】さらに、得られた穴あき板に通常のめっき
工程を通して厚み約20μmのめっきをつけ(図1
H)、エッチングによりスルーホール信頼性のための回
路を形成したのち熱衝撃試験にかけた。試験法はMIL
―P―55110法(−65℃、15分間と150℃、
15分間)に従った。断線に至る熱衝撃回数は1500
回であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法例の各段階を示す概略図(側断面
図)である。 A 銅張アラミド基材プリント回路板概略図 B レジストをコーティングしたのち現像したプリント
回路板概略図 C 銅箔をエッチングしたプリント回路板概略図 D レーザー加工後のプリント回路板概略図 E 樹脂層をエッチングしたプリント回路板概略図 F エッチングレジストを再度表面にコーティングし、
裏面の銅箔をエッチングしたプリント回路板概略図 G レジストを剥離したプリント回路板概略図 H 加熱した過マンガン酸カリ水溶液で処理したのちス
ルーホールめっきを施したプリント回路板概略図
【符号の説明】
1 基板 2 銅箔 3 レジスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補強材、含浸樹脂とも有機材料からなる
    両面銅つき基板において、表面の銅を微細穴明けし、こ
    れをコンフォーマルマスクとしてエキシマレーザーで樹
    脂層をエッチングしたのちスルーホールめっきを施すこ
    とを特徴とする有機基板におけるスルーホールの形成方
    法。
  2. 【請求項2】 補強材、含浸樹脂とも有機材料からなる
    両面銅つき基板において、片面のみの銅を微細穴明け
    し、これをコンフォーマルマスクとしてエキシマレーザ
    ーで樹脂層をエッチングしたのち、穴明けした面からエ
    ッチング液を噴射することにより裏面の銅をエッチング
    したのちスルーホールめっきを施すことを特徴とする有
    機基板におけるスルーホールの形成方法。
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