JPH06314869A - プリント配線板のスルーホール形成方法 - Google Patents

プリント配線板のスルーホール形成方法

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JPH06314869A
JPH06314869A JP5124736A JP12473693A JPH06314869A JP H06314869 A JPH06314869 A JP H06314869A JP 5124736 A JP5124736 A JP 5124736A JP 12473693 A JP12473693 A JP 12473693A JP H06314869 A JPH06314869 A JP H06314869A
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base material
forming
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hole
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    • H05K3/427—Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern initial plating of through-holes in metal-clad substrates

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板のスルーホール形成方法に関
し、さらに詳しくは化学的手段により微小なスルーホー
ルを正確かつ効率的に形成することができるスルーホー
ル形成方法に関する。 【構成】 エッチングレジストで被覆する被覆工程と、
導体層除去工程と、エッチングレジスト除去工程と、膨
潤工程と、膨潤した樹脂製基材をアルカリ過マンガン酸
塩、濃硫酸、クロム液のいずれかからなる溶解液にて振
動を与えながら溶解除去し、この溶解液を酸性溶液中で
中和洗浄し、ついでフッ化物を添加したガラス繊維溶解
液にて振動を与えながらガラス繊維を溶解除去する孔明
け工程と、この孔明け工程にて形成されたスルーホール
の内壁面の表面に新たに導電層を形成するめっき工程と
を経ること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板のスル
ーホール形成方法に関し、さらに詳しくは化学的手段に
より微小なスルーホールを正確かつ効率的に形成するこ
とができるスルーホール形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプリント配線板のスルーホールの
形成手段としては、ドリルによる孔明けという機械的加
工方法、さらにはプラズマエッチング法による孔明け方
法、レーザーエッチング法による孔明け方法等があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のドリルを用いた
機械的加工方法では、つぎのような問題点があった。 ドリルの性質上１００ミクロン以下の直径の微小孔の
形成が困難であった。即ち、これよりも小さな直径のド
リルでは、ドリル自体が折れ易くなるため、ドリルの製
造が困難であった。 機械的加工方法はひと孔ごとの孔明け加工であるた
め、孔の個数が多くなると加工時間が長くかかってい
た。例えば、直径２５０ミクロンの微小孔を１０，００
０個明ける場合には、５〜６時間という長時間を要して
いた。
【０００４】ドリルによる切削加工によってバリや切
粉等が発生し、特に微小孔の場合切粉の排出が困難とな
って、それにより孔詰まりが発生しやすくなり、結果的
に製品精度の悪いものができ易かった。 ドリル作業時に、エントリーボード、バックアップボ
ード等の消耗品が必要となるため、不経済であった。
【０００５】さらに、プラズマエッチング法、エキシマ
レーザー等のレーザーエッチング法による孔明け方法の
場合は、プリント配線板の基材がガラス繊維入りのもの
であると、ガラス繊維部分から先にプラズマやレーザー
が進入できず、結果的にガラス繊維入りプリント配線板
の基材にはプラズマエッチング法やレーザーエッチング
法を使用することができないという問題点があった。
【０００６】そのほか、プラズマエッチング法、レーザ
ーエッチング法の場合には、使用する装置の設備費が著
しく高価になるという経済コスト的な問題点もあった。
【０００７】本発明者は、機械加工法、プラズマエッチ
ング法、レーザーエッチング法によらず、ガラス繊維を
使用しない基材の場合にはアルカリ過マンガン酸塩等の
使用により簡単に孔明けができ、ガラス繊維入り基材の
場合には、フッ化物等の薬品を併用することにより、化
学的手段で樹脂並びにガラス繊維で構成された基材を有
効適切に溶解除去して微小孔を形成する方法を開発し
た。この方法は、特にプリント配線板の微小孔の形成に
有用であり、従来方法では困難とされている１００ミク
ロン以下の直径の微小孔の形成が可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁体である
ガラス繊維入り樹脂製基材の表裏面に導体層を形成して
なるプリント配線板材料において、該導体層の表面にお
ける微小孔形成位置のみを残して、その他の導体層表面
をエッチングレジストで被覆する被覆工程と、導体層の
エッチング液を前記エッチングレジストの形成面に接触
させて微小孔形成位置の導体層のみを溶解除去する導体
層除去工程と、前記エッチングレジストを溶解除去する
エッチングレジスト除去工程と、微小孔形成位置の導体
層を除去して剥き出しとなった樹脂製基材の表面を強ア
ルカリ剤と溶剤との溶解液にて膨潤させる膨潤工程と、
膨潤した樹脂製基材をアルカリ過マンガン酸塩、濃硫
酸、クロム液のいずれかからなる溶解液にて振動を与え
ながら溶解除去し、この溶解液を酸性溶液中で中和洗浄
し、ついでフッ化物を添加したガラス繊維溶解液にて振
動を与えながらガラス繊維を溶解除去する孔明け工程
と、この孔明け工程にて形成されたスルーホールの内壁
面の表面に新たに導電層を形成するめっき工程とを経る
ことを特徴とするプリント配線板のスルーホール形成方
法をもって課題解決のための手段とするものである。
【０００９】
【作用】本発明の方法によれば、被覆工程、導体層除去
工程を経ることにより、いわゆる金属エッチングにより
導体層の表面に必要とされるスルーホールの位置及び大
きさを正確に表示することができ、ついで露出表示され
た樹脂製基材をエッチングレジスト除去工程、膨潤工程
を経た後、アルカリ過マンガン酸塩等の溶解液と、ガラ
ス繊維溶解液とを振動付与状況下で交互に樹脂製基材の
目的部位に接触させるようにして、樹脂製基材又はガラ
ス繊維素材を溶解するのにふさわしい溶解液をタイミン
グ良くかつ効果的に使用し、いわゆるウェットエッチン
グにより絶縁層を溶解除去して、樹脂製基材に貫通孔又
は凹部を形成し、これにより正確かつ経済的に微小孔か
らなるスルーホールを形成できることとなる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発
明の各工程で使用される、素材又は化学薬品としては下
記のようなものが使用される。
【００１１】１．プリント配線板材料： １−１ エポキシ、ポリイミド、ＢＴレジンの如き変性ポリイミ
ドの何れかの一種からなる樹脂製基材を使用する。さら
にまた、ガラス繊維にエポキシ、ポリイミド、ＢＴレジ
ンの如き変性ポリイミドの何れかの一種からなる樹脂を
含浸させることにより、ガラス繊維入りの樹脂製基材を
使用する。
【００１２】１−２ 上記の樹脂製基材を厚さ２５〜１００ミクロン、好まし
くは２５〜５０ミクロン程度の絶縁層１に形成し、この
絶縁層１の表裏面に銅箔からなる導体層２を厚さ９〜１
８ミクロン程度に積層する。
【００１３】２．エッチングレジスト：写真法により、
除去すべき導体層部分以外の導体層２をエッチングレジ
スト３としてドライフイルムで被覆する。印刷法の場合
には、エッチングレジスト３としてインクで被覆する。
【００１４】３．銅エッチング液：塩化第二銅液、塩化
第二鉄液等からなる銅を溶解せしめる銅エッチング液を
用いる。
【００１５】４．エッチングレジストの除去液：主とし
て苛性ソーダ水溶液等が用いられるが、エッチングレジ
ストの素材によりその他のものも当然のことながら使用
されることもある。
【００１６】５．樹脂の膨潤剤：強アルカリ下での溶剤
を膨潤剤として用い、絶縁層１に対する以後の孔明け加
工を容易に行えるように準備する。
【００１７】６．樹脂製基材の除去液：アルカリ過マン
ガン酸塩、濃硫酸、クロム液のいずれかからなる溶解液
が好適であるが、絶縁層１がエポキシである場合には濃
硫酸かアルカリ過マンガン酸塩を、絶縁層がポリイミ
ド、ＢＴレジンの如き変性ポリイミドである場合にはク
ロム液かアルカリ過マンガン酸塩を用いると良い。ただ
し、公害の発生を予防する意味では、アルカリ過マンガ
ン酸塩を用いることが望ましい。
【００１８】７．ガラス繊維の除去液：ホウフッ化水素
酸等のフッ化物を添加したガラスエッチング溶解液が用
いられる。
【００１９】実施例 １ 厚さ２５ミクロンのポリイミドフイルムの樹脂製基材で
絶縁層１を形成し、この絶縁層１の両面に厚さ１８ミク
ロンの銅箔からなる導体層２をはり付けてプリント配線
板材料Ａを形成した（図１参照）。
【００２０】ついで、エッチングレジスト３として厚さ
３０ミクロンのドライフイルム（富士写真フイルム社製
ドライフイルム Ａ８３０）を塗布することにより（図
２参照）、微小孔形成位置５を除いたその他の導体層表
面を被覆して、被覆工程を行った。
【００２１】具体的には、ドライフイルムの表面に、微
小孔形成位置５のみ紫外線を通過させないようにした写
真４を密着させる（図３参照）。
【００２２】つぎに紫外線照射機により、写真を密着し
たドライフイルム３の表面から紫外線を照射してドライ
フイルムを露光させ、写真４を除去した後、現像を行っ
てドライフイルム上の紫外線の当たらなかった位置のド
ライフイルム部分を溶解除去してエッチングレジスト３
の凹部３ａを形成する（図４参照）。
【００２３】続いて導体層を除去するため、塩化第二鉄
からなる導体層２の銅エッチング液を使用してドライフ
イルムで覆われていない部分の導体層２を深さ方向にエ
ッチングして、導体層の凹部２ａを形成して、導体層除
去工程を行う（図５参照）。
【００２４】写真４上で、直径１００ミクロンであった
微小孔の直径寸法は、結果的に直径８０ミクロンの導体
層の凹部２ａとして形成された。写真上の設計寸法と現
実の製品との寸法誤差は、導体層の厚さ条件や、銅エッ
チング液の濃度等により若干異なる。
【００２５】上記の導体層除去工程終了後、ドライフイ
ルムは剥離されて除去される（図６参照）。
【００２６】このようにして導体層２の一部、即ち微小
孔形成位置５の導体層が除去された後、そこに露出する
絶縁層１をいわゆるウエットエッチング法により溶解除
去してスルーホール６を形成することになる（図７参
照）。
【００２７】このスルーホール６は貫通孔である場合
（図７及び図８参照）のほか、貫通孔には至らない、い
わゆるブラインド ビア ホールの如き凹部７である場
合（図９参照）もある。
【００２８】またスルーホールは、樹脂基板に対して垂
直状に形成される場合のほか、斜めに形成される場合
（図１０参照）もある。特にプリント配線板の表裏面に
おいて、スルーホール形成位置に導線を形成する必要が
ある場合等には、斜め孔状のスルーホールが有効とな
る。
【００２９】さらにスルーホール６の平面形状は、円形
に限らずあらゆる形状のものを形成することが可能であ
る。
【００３０】ここで、本発明の上記プリント配線板材料
Ａにおいて露出した樹脂製基材部分に、樹脂をエッチン
グする樹脂製基材の除去剤としてＭＬＢプロセス−４９
５（メルテックス社製）を浸漬させて微小孔形成位置５
の膨潤工程を行い、ついで樹脂製基材の除去剤としてＭ
ＬＢプロセス−４９７（メルテックス社製）を浸漬さ
せ、その主成分であるアルカリ過マンガン酸塩で樹脂を
溶解除去する。さらに樹脂製基材の洗浄剤として酸性溶
液を主成分とするＭＬＢプロセス−４９８（メルテック
ス社製）にて、ＭＬＢプロセス−４９７の残滓を還元除
去する。これにより、樹脂製基材の孔明け工程が行われ
た。
【００３１】上記の膨潤工程並びに孔明け工程の条件は
下記のとうりであった
【００３２】 ＭＬＢプロセス−４９５ ７５℃ ３０分 ＭＬＢプロセス−４９７ ８５℃ ４５分 （振動周波数２２〜４０Ｈｚで振動中の浸漬槽中で行っ
た） ＭＬＢプロセス−４９８ ６０℃ １０分 （振動周波数２２〜４０Ｈｚで振動中の浸漬槽中で行っ
た）
【００３３】上記の結果、直径８０ミクロンの微小孔か
らなるスルーホールが形成された（図７参照）。このス
ルーホールの内壁面の表面に、厚さ１２．５ミクロンの
銅めっき８を施してめっき工程を完了した（図８参
照）。
【００３４】実施例 ２ 厚さ５０ミクロンのガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸さ
せたフイルムの樹脂製基材で絶縁層１を形成し、この絶
縁層１の両面に厚さ１８ミクロンの銅箔からなる導体層
２をはり付けてプリント配線板材料Ａを形成した。
【００３５】ついで、エッチングレジスト３として厚さ
３０ミクロンのドライフイルム（富士写真フイルム社製
ドライフイルム Ａ８３０）を塗布することにより（図
２参照）、微小孔形成位置５を除いたその他の導体層表
面を被覆して、被覆工程を行った。
【００３６】具体的には、ドライフイルムの表面に、微
小孔形成位置５のみ紫外線を通過させないようにした写
真４を密着させる（図３参照）。
【００３７】つぎに紫外線照射機により、写真を密着し
たドライフイルム３の表面から紫外線を照射してドライ
フイルムを露光させ、写真４を除去した後、現像を行っ
てドライフイルム上の紫外線の当たらなかった位置のド
ライフイルム部分を溶解除去してエッチングレジスト３
の凹部３ａを形成する（図４参照）。
【００３８】続いて導体層を除去するため、塩化第二鉄
からなる導体層２の銅エッチング液を使用してドライフ
イルムで覆われていない部分の導体層２を深さ方向にエ
ッチングして、導体層の凹部２ａを形成して、導体層除
去工程を行う（図５参照）。
【００３９】写真４上で、直径１００ミクロンであった
微小孔の直径寸法は、結果的に直径８０ミクロンの導体
層の凹部２ａとして形成された。写真上の設計寸法と現
実の製品との寸法誤差は、導体層の厚さ条件や、銅エッ
チング液の濃度等により若干異なる。
【００４０】上記の導体層除去工程終了後、ドライフイ
ルムは剥離されて除去される（図６参照）。
【００４１】このようにして導体層２の一部、即ち微小
孔形成位置５の導体層が除去された後、そこに露出する
絶縁層１をいわゆるウエットエッチング法により溶解除
去してスルーホール６を形成することになる（図７参
照）。
【００４２】このスルーホールの６形状や、構造につい
ては実施例１で説明したことと同様である。
【００４３】つぎに、本発明の上記プリント配線板材料
Ａにおいて露出した樹脂製基材部分に、樹脂をエッチン
グする樹脂製基材の除去剤としてＭＬＢプロセス−４９
５（メルテックス社製）を浸漬させて微小孔形成位置５
の膨潤工程を行い、ついで樹脂製基材の除去剤としてＭ
ＬＢプロセス−４９７（メルテックス社製）を浸漬さ
せ、その主成分であるアルカリ過マンガン酸塩で樹脂製
基材中の樹脂成分を溶解除去する。
【００４４】さらに樹脂製基材の洗浄剤として酸性溶液
を主成分とするＭＬＢプロセス−４９８（メルテックス
社製）に、ガラスエッチアディティブ（メルテックス社
製）を添加したガラス繊維の除去剤を使用してガラス繊
維を溶解除去する。上記のＭＬＢプロセス−４９８は、
ＭＬＢプロセス−４９７の残滓を還元除去する還元剤で
あり、ガラスエッチアディティブはホウフッ化水素酸を
主成分とするガラス繊維の除去剤である。これにより、
樹脂製基材の孔明け工程が行われた。
【００４５】上記の膨潤工程並びに孔明け工程の条件は
下記のとうりであった
【００４６】 ＭＬＢプロセス−４９５ ８０〜８５℃ １０分 ＭＬＢプロセス−４９７ ８３〜８８℃ ２５分 （振動周波数２２〜４０Ｈｚで振動中の浸漬槽中で行っ
た） ＭＬＢプロセス−４９８ ６０〜６５℃ １５分 ガラスエッチアディティブ （振動周波数２２〜４０Ｈｚで振動中の浸漬槽中で行っ
た）
【００４７】上記の、膨潤工程並びに孔明け工程は１回
の場合もあるが、通常２回以上その工程を繰り返すこと
によって樹脂製基材とガラス繊維との複雑に組み合わさ
れた絶縁層構造に適切に対処できることになる。
【００４８】また、孔明け工程を振動状況下で行うとい
うことは、樹脂製基材とガラス繊維部分に常時新鮮な溶
解液を当接できるよう（即ち、溶解液の更新が可能とな
るよう）にするために考慮することであるので、その振
動付与状況下とは、溶解液の浸漬槽そのものを振動させ
ることのほか、溶解液をシャワー手段で散布したり、固
定浸漬槽内に溶解液のポンプ流を起こさせたりする方法
によっても同様の効果を得ることができる。
【００４９】上記の結果、直径８０ミクロンの微小孔か
らなるスルーホールが形成された。このスルーホールの
内壁面の表面に、厚さ１２．５ミクロンの銅めっき８を
施してめっき工程を完了した。完成したスルーホール
は、当初の設計通りの直径８０ミクロンのものとして製
品化された。
【００５０】
【発明の効果】よって本発明によれば、直径１００ミク
ロン以下の微小孔の正確な形成が可能となり、ランド径
も小さくすることができ、従来のドリルによる機械加工
と比較してプリント配線板のパターン密度を２〜３倍に
することができた。
【００５１】さらに本発明は、従来のドリルによる機械
加工方法と比較して、同一時間内に従来方法の約５〜１
０倍程度の数量のプリント配線板を製造することができ
た。
【００５２】また本発明は、プラズマ孔明け法、レーザ
ー孔明け法では適応することができない、ガラス繊維入
り樹脂製基材にも適応することが可能となり、加えてプ
ラズマ孔明け法やレーザー孔明け法の装置に要する設備
費と比較して、それが１０分の１以下となる等の優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いたプリント配線板材料の
縦断面図である。
【図２】プリント配線板材料の表裏に、エッチングレジ
ストを塗布した状態の縦断面図である。
【図３】前図に写真を密着させた状態の縦断面図であ
る。
【図４】前図から写真を除去し、エッチングレジストを
現像した状態の縦断面図である。
【図５】前図から導体層を溶解除去した状態の縦断面図
である。
【図６】前図からエッチングレジストを除去した状態の
縦断面図である。
【図７】前図から絶縁層を溶解除去した状態の縦断面図
である。
【図８】前図に銅めっきを施してスルーホールを形成し
た状態の縦断面図である。
【図９】絶縁層の中間部に導体層を埋設し、表面より埋
設導体層に至るまでの凹部を形成した実施例の縦断面図
である。
【図１０】樹脂製基材に対して、斜めにスルーホールを
形成した実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ プリント配線板材料 １ 絶縁層 ２ 導体層 ２ａ 導体層の凹部 ３ エッチングレジスト ３ａ エッチングレジストの凹部 ４ 写真 ５ 微小孔形成位置 ６ スルーホール ７ 凹部 ８ 銅めっき

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁体である樹脂製基材の表裏面に導体
    層を形成してなるプリント配線板材料において、該導体
    層の表面における微小孔形成位置のみを残して、その他
    の導体層表面をエッチングレジストで被覆する被覆工程
    と、導体層のエッチング液を前記エッチングレジストの
    形成面に接触させて微小孔形成位置の導体層のみを溶解
    除去する導体層除去工程と、前記エッチングレジストを
    溶解除去するエッチングレジスト除去工程と、微小孔形
    成位置の導体層を除去して剥き出しとなった樹脂製基材
    の表面を強アルカリ剤と溶剤との溶解液にて膨潤させる
    膨潤工程と、膨潤した樹脂製基材をアルカリ過マンガン
    酸塩、濃硫酸、クロム液のいずれかからなる溶解液にて
    振動を与えながら溶解除去する孔明け工程と、この孔明
    け工程にて形成されたスルーホールの内壁面の表面に新
    たに導電層を形成するめっき工程とを経ることを特徴と
    するプリント配線板のスルーホール形成方法。
  2. 【請求項２】 絶縁体であるガラス繊維入り樹脂製基材
    の表裏面に導体層を形成してなるプリント配線板材料に
    おいて、該導体層の表面における微小孔形成位置のみを
    残して、その他の導体層表面をエッチングレジストで被
    覆する被覆工程と、導体層のエッチング液を前記エッチ
    ングレジストの形成面に接触させて微小孔形成位置の導
    体層のみを溶解除去する導体層除去工程と、前記エッチ
    ングレジストを溶解除去するエッチングレジスト除去工
    程と、微小孔形成位置の導体層を除去して剥き出しとな
    った樹脂製基材の表面を強アルカリ剤と溶剤との溶解液
    にて膨潤させる膨潤工程と、膨潤した樹脂製基材をアル
    カリ過マンガン酸塩、濃硫酸、クロム液のいずれかから
    なる溶解液にて振動を与えながら溶解除去し、この溶解
    液を酸性溶液中で中和洗浄し、ついでフッ化物を添加し
    たガラス繊維溶解液にて振動を与えながらガラス繊維を
    溶解除去する孔明け工程と、この孔明け工程にて形成さ
    れたスルーホールの内壁面の表面に新たに導電層を形成
    するめっき工程とを経ることを特徴とするプリント配線
    板のスルーホール形成方法。
  3. 【請求項３】 中間に導体層を埋設した樹脂製基材にお
    いて、孔明け工程が樹脂製基材の何れかの片面より埋設
    導体層の表面に至るまでの凹部を形成するものである請
    求項１又は２記載のプリント配線板のスルーホール形成
    方法。
  4. 【請求項４】 膨潤工程と、孔明け工程との両工程を、
    複数回繰り返すものである請求項２又は３記載のプリン
    ト配線板のスルーホール形成方法。
  5. 【請求項５】 孔明け工程にて形成されたスルーホール
    が、樹脂製基材に対し斜めに形成されるものである請求
    項１乃至４のいずれかに記載されるプリント配線板のス
    ルーホール形成方法。
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