JPH0537157A - 多層プリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、めっき転写法によるプリント配線
基板において、スルーホールを設けた後においても平滑
な基板を得る方法を提供しようとするものである。 【構成】 本発明は、平滑な金属板に所要の銅箔パター
ンを形成し、所要の銅箔パターンを絶縁樹脂と一体にし
た後に、この平滑な金属板とこの銅箔パターンとを分離
して、導体層を有する基板となし、この基板にスルーホ
ールを設け、このスルーホールに、ガリウムを主体とす
る金属ペーストを充填し、この金属ペーストの露出面を
基板と面一とする方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は種々の電子機器等に使用
される多層プリント基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等には多層プリント基板
が多く用いられている。

【０００３】一般的なプリント基板の製法によれば、銅
張り板のエッチングを行うために、基板上の銅パターン
が凹凸となり、基板表面は平滑とはならない。これに対
して、めっき転写法により多層プリント基板を作成する
と、樹脂の内部に銅パターンが埋め込まれた形となるた
め、基板表面を平滑に維持することができる。

【０００４】従来、めっき転写法による多層プリント基
板のスルーホールの導通は、図６に示すようなスルーホ
ールめっき層１１を形成することにより行われていた。
図６Ａに示すように樹脂層７に埋めこむ形で配線パター
ン６が樹脂層の上下の両面に設けられている。次に上下
の配線パターン６のうち導通が必要なパターンの位置に
スルーホール８を設けるとともに、スルーホールを設け
ていない配線パターン６上にはめっきレジストを被着さ
せる。この後、めっき法によりスルーホールめっき層１
１を形成し、めっき終了後はめっきレジストを除去する
（図６Ａ参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、めっき
法によりスルーホールめっき層１１を形成すると、図６
Ａにも示すように、スルーホール８の端部、すなわち、
スルーホール８を設けた配線パターン６上にはめっき層
１１の盛り上がりが形成されてしまう。この凸部の形成
により、折角めっき転写法による平滑な基板を作成して
も、基板表面は平滑でなくなってしまう。このため、多
層プリント基板が作り難いとか、チップ実装がやりにく
いとか、ソルダーレジストが付けにくく、図６Ｂに示す
ように比較的厚めのスルダーレジスト１０の被着が必要
となるといった欠点が生じていた。

【０００６】本発明は、斯る点に鑑みめっき転写法によ
り作成したプリント基板において、スルーホールを設け
た後においても平滑な基板を得る方法を提供しようとす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント基
板の製造方法は、例えば図１〜図５に示すように、銅箔
パターンよりなる導体層間を接続導通するスルーホール
を有する多層プリント基板の製造方法において、平滑な
金属板１に所要の銅箔パターン６を形成し、所要の銅箔
パターン６を絶縁樹脂７と一体にした後に、この平滑な
金属板とこの銅箔パターン６とを分離して、導体層６を
有する基板となし、この基板にスルーホール８を設け、
このスルーホール８に、ガリウムを主体とする金属ペー
スト９を充填し、この金属ペースト９の露出面を基板と
面一とするものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、スルーホール８に、ガリウム
を主体とする金属ペースト９を充填して導通するように
しているので、この金属ペースト９の露出面を基板と面
一とすることができ、平滑な基板を得ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１〜図５を参照ながら本発明多層プ
リント基板の製造方法の実施例を説明する。図１は、本
実施例に係る多層プリント基板の製造方法を示す工程ブ
ロック図、図２〜図４はその製造工程図である。以下、
その工程を図１〜図４に基いて順次説明する。

【００１０】まず、図１のステップＳ１及び図２Ａに示
すように、所定の厚みを有するステンレス等の導体板１
を用意し、この導体板１の表面を研磨・洗浄する。

【００１１】次に、図１のステップＳ２及び図２Ｂに示
すように、この導体板１に銅めっき処理を施して、導体
板１の一主面上に厚み数μｍ程度の薄膜の銅めっき層２
を形成する。

【００１２】次に、図１のステップＳ３及び図２Ｃに示
すように、この薄膜銅めっき層２上に所定の厚みを有す
るドライフィルム３をラミネートする。

【００１３】次に、図１のステップＳ４及び図２Ｄに示
すように、このドライフィルム３に対し、露光・現像処
理を行って、配線パターンの逆パターンを有するドライ
フィルムによるレジストマスク４を形成する。

【００１４】次に、図１のステップＳ５及び図２Ｅに示
すように、レジストマスク４の開口４ａを通して露出す
る薄膜銅めっき層２を電極として高速の銅めっき処理を
施し、このレジストマスク４の開口４ａ内に銅めっき層
５を選択的に形成する。

【００１５】次に、図１のステップＳ６及び図３Ａに示
すように、アルカリ溶液にてこのレジストマスク４を除
去することにより、導体板１上の薄膜銅めっき層２上
に、銅めっき層５による配線パターン６を形成する。

【００１６】次に、図１のステップＳ７に示すように、
配線パターン６の表面処理を行う。この表面処理は、後
工程で形成される樹脂層７との密着性を向上させるため
に、配線パターン６の表面を粗化する処理であり、例え
ば、粗面めっき処理が行われる。

【００１７】次に、図１のステップＳ８及び図３Ｂに示
すように、例えばガラス・エポキシ樹脂等の表と裏の面
を図３Ａの２板の配線パターン６で挟み、ホットプレス
（加熱圧着）により、この配線パターン６を樹脂層７に
埋め込む。更に加熱等の方法で樹脂層７を固化して配線
パターン６と一体化させる。

【００１８】次に、図１のステップＳ９及び図３Ｃに示
すように、導体板１を剥離して下層の薄膜銅めっき層２
の全面を露出させる。

【００１９】次に、図１のステップＳ１０及び図３Ｄに
示すように、エッチングにより薄膜銅めっき層２を除去
する。このめっき層２の除去により、基板の表と裏の面
には、樹脂層７の面の他に配線パターン６が現われ、ち
ょうど樹脂層７に配線パターン６が埋め込まれたような
形となる。なお、本例においては、ステップＳ８の樹脂
層形成のところで両面からの導体回路板で両面に回路を
設けたが、この他、ステップＳ８において樹脂層７の片
面のみに回路を設け、この基板と他の多層または単層の
基板とホットプレスで一体化し、多層基板としてもよ
い。

【００２０】次に、図１のステップＳ１１及び図４Ａに
示すように、配線パターン６間を連絡するスルーホール
８を作成する。スルーホール８の孔加工はドリルマシン
を用いることにより行う。

【００２１】次に、図１のステップＳ１２及び図４Ｂに
示すように、このスルーホール８にガリウム合金ペース
トの充填及び余分なガリウム合金ペーストの掻き取りを
行う。この工程は基板をステンレス板にのせガリウム合
金ペースト９をスルーホール８に圧入するものである。
ガリウム合金ペースト９は例えば特許公告昭６２−１６
０３８の導電材料を用いる。

【００２２】この導電材料は、保存温度においてペース
ト状を維持し、その後の加熱処理（作業温度）によって
反応を起して経時的に合金化し固化する性質を有してい
る。即ち、ガリウムを主体とした融液中の共晶金属が飽
和されているために、合金化成分の金属粉を覆う共晶金
属が溶解されず、したがってガリウム液と金属粉とが接
触せざる状態となって反応せず長期間に亘ってペースト
状態が維持される。一方、このペースト状導電材料を加
熱処理して作業温度を上昇させると、ガリウム主体の融
液中の共晶金属の溶解度が上って金属粉の表面の共晶金
属が溶解し、金属粉ガリウムとが反応して金属間化合物
を形成し、次第に固化される。ガリウムと共晶する金属
としては、インジウムＩｎ、錫Ｓｎ、亜鉛Ｚｎ、ビスマ
スＢｉのうちの１種又は２種以上の組合せ金属、好まし
くはインジウムＩｎ、錫Ｓｎ等を用い得る。ガリウムと
合金化する金属粉としては、ニッケルＮｉ、コバルトＣ
ｏ、金Ａｕ、銅Ｃｕ等の単体金属、あるいは、これらの
合金例えばＮｉ−Ｃｕ合金、さらにはコバルト合金例え
ばＣｏ−Ｓｎ合金、銅合金例えばＣｕ−Ｓｎ合金（Ｃｕ
４０重量％以上）、Ｃｕ−Ｚｎ合金（Ｃｕ６０重量％以
上）、Ｃｕ−Ｂｅ合金（Ｃｕ９８重量％以上）等を用い
得る。この金属粉としては酸化皮膜が出来ないものが望
ましく、特に銅合金におけるＳｎ、Ｚｎ、Ｂｅ等はＣＵ
の酸化を防ぐために好ましいものである。これらの金属
粉の粒径は０．５μｍ〜５００μｍの範囲、より好まし
くは１．０μｍ〜１００μｍがよい。この合金の特徴は
硬化前はペースト状でスルーホールへの充填が容易であ
り、硬化後の堆積収縮がない。抵抗値もきわめて低く、
銀ペーストのようなマイグレーションの心配もないもの
である。

【００２３】本工程においては、まず多めのガリウム合
金ペースト９をスクリーンで基板上部に広げロールまた
はピストンで押し込むと同時にステンレス板に超音波を
かけてペースト９が流動してスルーホール８内部に均一
に入り込むようにする。ペースト９がスルーホール８に
入りきったらスクイジで残ったペーストを掻き取るが、
この際に注意することはスクイジ圧が、弱すぎてペース
トが盛り上がらないような充分な圧力をかけることであ
る。このあとは合金ペースト組成に応じて適温で加熱硬
化する。この結果、ガリウム合金ペースト９の露出面と
樹脂層７の面が面一となり平滑な基板がえられる。な
お、本工程ではガリウム合金ペーストを用いたが、この
他水銀合金などのアマルガムも使用できる。

【００２４】次に図１のステップＳ１３及び図４Ｃに示
すように、ソルダーレジスト１０の塗布を行う。ソルダ
ーレジスト１０の塗布する基板は平滑であるので、ソル
ダーレジスト１０の厚さは従来例に比較して数μｍ程度
と薄いものでも充分である。

【００２５】なお、固化したガリムウ合金ペースト９が
スルーホール８内でより確実に固定されるように、スル
ーホール８の形状は単に円柱状のみでなく、図５に示す
ように、スルーホール８の中央部の直径を大きくしたり
（図５Ａ）、スルーホール８の中央部をくびらせたり
（図５Ｂ）することができる。

【００２６】スルーホール８の中央部の直径を大きくす
る（図５Ａ）ためには、内部が広がった構造となってい
ることから特殊な器具を使うことになる。片側につめの
ついた器具をスルーホール８の中央部に入れ、このつめ
を外側に押し付け、スルーホール８にそって回転させ
る。つめのあたる部分を掻き取ることにより内部を広く
することができる。

【００２７】中央部がくびれたスルーホール（図５Ｂ）
を作成するためには、孔明けはドリルマシンによるドリ
ルであるが、このときに貫通孔を明けた後、孔径より大
きめのドリルでスルーホール上部を広げ、次に基板をう
らがえして同様に反対側も広げれば外側が広がった貫通
孔ができる。この場合、スルーホールのランドは大きめ
にする必要がある。

【００２８】以上実施例の結果を総括すると、スルーホ
ール８にガリウムを主体とする金属ペースト９を充填
し、金属ペースト９の露出部と樹脂層７とを面一とする
ことにより、平滑な基板を作成することができた。この
ようにして得られた平滑基板には以下のような効果が現
われる。まず、多層基板を作成するのに有利な点であ
り、基板の表面には銅が凸状に飛び出していないため、
多層基板が作り易い。また、実装が容易となる。銅が基
板上に盛り上がっているとチップ実装がやりにくいが、
これはチップなどの部品が小さくなればなるほど凸状の
銅の上に安定させなければならず、影響が大きくなるか
らであり、これに比べて平滑基板はハンダが凹部に落ち
てブリッジの原因となることもなく、実装不良が少なく
なる。次に、ソルダーレジスト加工が容易となる。銅が
基板上に盛り上がっているとスルダーレジストが付けに
くく、角部などで塗り残しができたり、凹部に塗り残し
ができたりする原因となる。これに対して平滑基板は基
板と銅が平滑であるためソルダーレジストが塗易く、立
体的に付ける必要がなく薄いソルダーレジストで充分で
ある。従って、ソルダーレジストは印刷性を良くする必
要がないため高耐熱性タイプといったレジストに限定さ
れることなく選択の範囲が広がる。最後に、ショート・
腐食に強いという点である。導体が樹脂に埋め込められ
ており、この結果ショートや腐食に強い構造となってい
る。

【００２９】なお、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採
り得ることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、金属ペーストの露出面
を基板と面一とすることにより、多層基板の製作が容易
になり、チップなどの小部品の実装が容易になるととも
に、凹凸による塗り残しがなくなることにより、ソルダ
ーレジストが塗り易くその厚さも薄くすることができる
という利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を示す行程ブロック図である。

【図２】本実施例を示す製造工程図（その１）である。

【図３】本実施例を示す製造工程図（その２）である。

【図４】本実施例を示す製造工程図（その３）である。

【図５】本実施例におけるスルーホールの他の例を示す
断面図である。

【図６】従来のスルーホール導通法を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 導体板 ２ 薄膜銅めっき層 ３ ドライフィルム ４ レジストマスク ４ａ 開口 ５ 銅めっき層 ６ 配線パターン ７ 樹脂層 ８ スルーホール ９ ガリウム合金ペースト １０ ソルダーレジスト １１ スルーホールめっき層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 銅箔パターンよりなる導体層間を接続導
   通するスルーホールを有する多層プリント基板の製造方
   法において、 平滑な金属板に所要の銅箔パターンを形成し、該所要の
   銅箔パターンを絶縁樹脂と一体にした後に、上記平滑な
   金属板と上記銅箔パターンとを分離して、導体層を有す
   る基板となし、該基板にスルーホールを設け、該スルー
   ホールに、ガリウムを主体とする金属ペーストを充填
   し、該金属ペーストの露出面を上記基板と面一としたこ
   とを特徴とする多層プリント基板の製造方法。