JPH07273452A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】積層試験を行わずに多層プリント配線板の仕上
がり板厚を所望の値に容易に調整することを目的とす
る。 【構成】絶縁基板２の内層となる導体回路３ａ，３ｂが
形成される面に、板厚調整用のパターン７を設けること
によって、導体回路３ａ，３ｂを含む導体パターンの面
積を増減する。導体パターンの面積の増減によって、絶
縁基板２とプリプレグＰとを用いて積層するときに、絶
縁基板２の導体パターンでない部分に充填される樹脂量
が変化して、多層プリント配線板の板厚が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層プリント配線板及び
その製造方法に係り、詳しくは、製造後の仕上がり板厚
を所望の値に容易に調整可能な多層プリント配線板及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化、電子部品の高
密度実装化に伴い、プリント配線板の高密度化すなわち
プリント配線板の多層化が頻繁に行われている。

【０００３】多層プリント配線板を設計する際に考慮さ
れる要素としては、板の大きさ、層数、穴の寸法、板厚
（総厚）、導体幅、導体間隔等がある。この中でも多層
プリント配線板の板厚は、めっきスルーホール等の穴の
寸法に関係し、最も小さいスルーホールの直径の３倍よ
り薄くなければならないという制限がある。すなわち、
板厚は銅またははんだのめっき液に浸漬されるときに、
流体力学的な運動に影響のない厚さに設定される。従っ
て、多層プリント配線板を製造する際には、スルーホー
ルの直径に応じた仕上がり板厚を達成することが要求さ
れる。

【０００４】従来、所望の仕上がり板厚を得るための方
法としては、任意の層構成による積層試験を行い、その
試験データに基づいて層構成を変更したり、加熱・加圧
条件を変更して、仕上がり板厚を調整するようにしてい
る。

【０００５】層構成を変更する場合には、例えば導体回
路を含むガラス・エポキシ樹脂等からなる内層絶縁基板
の厚さの変更、又はプリプレグの使用枚数の変更、若し
くはプリプレグの樹脂含有量の変更等を行っている。

【０００６】加熱・加圧条件を変更する場合には、例え
ば仕上がり板厚が薄い場合には圧力を下げるか、又は加
圧温度を高くし、逆に厚い場合には圧力を上げるか、又
は加圧温度を低くしている。

【０００７】そして、上記のようにして積層試験を繰り
返して、要求される仕上がり板厚が得られた時点での層
構成又は加熱・加圧条件に基づいて、多層プリント配線
板の製造が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した多
層プリント配線板の製造方法では、１度積層試験をした
後、層構成等を変更して最低でも１回は積層試験を繰り
返し行わなければならず、手間がかかるとともに、製造
時間の短縮の妨げとなるという問題点がある。

【０００９】又、層構成を変更して多層プリント配線板
を製造する場合、厚さの異なる複数の内層絶縁基板や樹
脂含有量の異なる複数のプリプレグを準備する必要があ
る。このため、使用される材料の種類が増加して、保管
場所を新たに確保したり、必要な材料を選択するのに手
間がかかるという問題点がある。特に、プリプレグは高
い温度で硬化が進むので、一定の温度及び湿度環境が整
っている場所に保管しなければならず、又、その保管期
間も３カ月程度と短期間である。従って、プリプレグの
種類が増えるとその種類毎に保管場所や期間に対して注
意する必要があるばかりか、製造コストが増すという問
題点がある。

【００１０】更に、加熱・加圧条件を変更する場合、そ
の条件設定に手間がかかるとともに、多層プリント配線
板を製造する際の加熱・加圧条件が増すため、各製品単
位毎に加熱プレス機を稼働させることになり、生産性の
低下を招くという問題点がある。すなわち、一般的に多
層プリント配線板を製造するときには、異なる種類の製
品でも加熱・加圧条件が同じであれば、加熱プレス機の
能力の最大量まで同時に積層するようにしている。しか
しながら、製品毎に条件が異なるのであれば、製品の量
の大小にかかわらず、１つの製品で１回プレス機を稼働
させることになり、生産効率が悪くなる。

【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は積層試験を行わずに製
造後の仕上がり板厚を所望の値に容易に調整することが
できる多層プリント配線板及びその製造方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め請求項１に記載の発明は、内層となる導体回路が形成
された絶縁基板とプリプレグとを積層して加熱硬化した
多層プリント配線板において、前記絶縁基板の前記導体
回路が形成される面に、多層プリント配線板の仕上がり
板厚を調整するための板厚調整用のパターンを設けた。

【００１３】請求項２に記載の発明は、内層となる導体
回路が形成された絶縁基板をプリプレグを介して積層す
るとともに加熱プレスにより一体化する多層プリント配
線板の製造方法において、前記導体回路の厚さ及び前記
プリプレグの使用枚数が一定の条件で、導体回路の面積
に基づいた仕上がり板厚の値と、所望する仕上がり板厚
の値との差に応じた導体パターンの面積を求め、その面
積が０となるように導体回路を含む導体パターンの面積
を増減するようにした。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明では、絶縁基板の内層と
なる導体回路が形成される面に、板厚調整用のパターン
を設けることによって、導体回路を含む導体パターンの
面積が増減する。この面積の増減によって絶縁基板とプ
リプレグとの積層時に絶縁基板の導体パターンでない部
分に充填される樹脂量が変化して、多層プリント配線板
の板厚が調整される。従って、仕上がり板厚と、内層と
なる導体回路の面積とに対応して板厚調整用パターンに
よって導体パターンの面積を増減することにより、積層
試験を行わずに製造後の仕上がり板厚が所望の値に容易
に調整される。

【００１５】請求項２に記載の発明では、導体回路の厚
さ及びプリプレグの使用枚数が一定の条件で、導体回路
の面積に基づいた仕上がり板厚の値と、所望する仕上が
り板厚の値との差に応じた導体パターンの面積が求めら
れ、その面積が０となるように導体回路を含む導体パタ
ーンの面積の増加には板厚調整用のパターンが設けられ
る。そして、積層試験を行わずに製造後の仕上がり板厚
が所望の値に容易に調整される。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を具体化した実施例１を図１
〜図３に従って説明する。

【００１７】図２に示すように、多層プリント配線板１
は絶縁基板２の両面に導体回路としての電源層３ａ及び
アース層３ｂがそれぞれ形成され、各層３ａ，３ｂ上に
絶縁層４を介して導体回路層５ａ，５ｂが形成された４
層構造となっている。絶縁基板２はガラス・エポキシ樹
脂からなり、絶縁層４は同じガラス・エポキシ樹脂で、
多層プリント配線板の製造時において接着剤として用い
られるプリプレグの硬化により形成される。

【００１８】図１，図２に示すように、電源層３ａ及び
アース層３ｂは絶縁基板２の両面（図１では片面のみ図
示）に対して、その外形面積よりも小面積に形成されて
おり、絶縁基板２上の各層３ａ，３ｂの周囲には導体回
路の非形成領域６がそれぞれ設けられている。各非形成
領域６には電源層３ａ及びアース層３ｂと同じ銅箔より
なる板厚調整用のダミーパターン７がそれぞれ形成され
ている。そして、電源層３ａ及びアース層３ｂとダミー
パターン７とによって内層導体パターンが形成されてい
る。ダミーパターン７は多層プリント配線板１の所望の
仕上がり板厚と内層導体回路の総面積との関係に基づい
て、所定の面積に形成されている。本実施例では内層導
体回路（電源層３ａ及びアース層３ｂ）の総面積を内層
回路面積といい、導体回路を含む内層導体パターンの総
面積を内層パターン面積という。そして、内層回路面積
は５０ｃｍ² で内層パターン面積は７０ｃｍ² となって
いる。なお、絶縁基板２の両面の合計面積は１００ｃｍ
² （基板のサイズは１０ｃｍ×５ｃｍ）である。

【００１９】次に、多層プリント配線板１の製造方法に
ついて説明する。最初に、仕上がり板厚と内層回路面積
との関係について説明する。図３のグラフに示すよう
に、仕上がり板厚は内層パターン面積と一定の関係にあ
り、その面積の増減によって仕上がり板厚も増減するよ
うになっている。すなわち、仕上がり板厚は多層プリン
ト配線板１の製造時において、電源層３ａ及びアース層
３ｂの厚さ及びプリプレグの使用枚数が一定の条件で、
プリプレグがフロー状態になったときに、内層パターン
でない部分に充填される量によって変化する。従って、
板厚はダミーパターン７を形成して内層パターン面積を
増やすことにより厚くなり、内層回路面積を減少させる
と薄くなる。そして、板厚が変化する割合は絶縁基板２
の両面に形成される内層パターン面積の増減に応じて一
定となる。

【００２０】上記した関係において、積層後の目標（所
望）とする仕上がり板厚を例えば、１．１８ｍｍと設定
した場合、その目標板厚を得るために必要な内層パター
ン面積を求める（この場合、７０ｃｍ² ）。この内層パ
ターン面積は絶縁基板２の厚さを０．６ｍｍ、電源層３
ａ及びアース層３ｂを構成する内層銅箔の厚さを７０μ
ｍ、積層する前の絶縁層４を構成するプリプレグＰの厚
さを０．２ｍｍ（０．１ｍｍ×２枚）、銅箔Ｂの厚さを
１８μｍとしたときの仕上がり板厚と内層パターン面積
との関係によって求められる。この条件では仕上がり板
厚は図３に示すように、内層パターン面積が０ｃｍ² に
対応する板厚（この場合、１．０９ｍｍ）から、内層パ
ターン面積が１００ｃｍ² に対応する板厚（１．２２ｍ
ｍ）まで一定の割合で変化する。

【００２１】次に、実際の電源層３ａ及びアース層３ｂ
を合わせた内層導体面積（５０ｃｍ ² ）と必要な内層パ
ターン面積（７０ｃｍ² ）との差を求める（この場合、
２０ｃｍ² ）。すなわち、求められた面積は電源層３ａ
及びアース層３ｂの面積に基づいた仕上がり板厚の値
と、目標とする仕上がり板厚の値との差に応じた面積と
なる。そして、この面積（２０ｃｍ² ）をダミーパター
ン７の面積として、常法により絶縁基板２の両面に電源
層３ａ、アース層３ｂ及びダミーパターン７を形成す
る。

【００２２】その後、絶縁基板２にプリプレグＰを介し
て厚さ１８μｍの銅箔Ｂを挟んだ状態で積層して、常法
により加熱プレスして多層板を形成し、その多層板にス
ルーホールを形成した後、外層導体回路を形成して多層
プリント配線板１を得る。

【００２３】上記したように実施例１ではパターン設計
の段階で目標板厚に対応する内層パターン面積を求め、
その内層パターン面積と電源層３ａ及びアース層３ｂの
内層回路面積との差をダミーパターン７の大きさとし
て、内層パターン面積を調整するようにした。そして、
そのダミーパターン７を電源層３ａ及びアース層３ｂと
同時に絶縁基板２の両面に形成した後、積層することに
より目標板厚を得るようにした。従って、積層試験を行
わずに多層プリント配線板１の製造後の仕上がり板厚を
所望の値に容易に調整することができる。又、多層プリ
ント配線板１の製造時間を短縮することができる。

【００２４】又、積層試験の試験データに基づいて、厚
さの異なる複数の絶縁基板２や樹脂含有量の異なる複数
のプリプレグＰを準備したり、加熱・加圧条件を変更す
る必要がなくなる。従って、絶縁基板２やプリプレグＰ
の種類が減って、使用される材料の保管場所を新たに確
保したり、必要な材料を選択する手間を省くことができ
る。又、１種類のプリプレグＰに対してのみ保管場所や
期間を注意するだけで済むとともに、製造コストを低減
することができる。

【００２５】更に、加熱・加圧条件を変更することがな
いので、異なる種類の製品を一台の加熱プレス機で同時
に積層することができ、生産性の低下を招くことがなく
なる。

【００２６】（実施例２）次に、実施例２について説明
する。この実施例では目標板厚に対応する内層パターン
面積を求めたときに、その内層パターン面積が形成され
る電源層３ａ及びアース層３ｂの内層回路面積よりも小
さい場合の面積調整について説明する。

【００２７】例えば、上記した電源層３ａ及びアース層
３ｂを有するプリント配線板において、積層後の目標板
厚を１．１３ｍｍと設定した場合、まず、その目標板厚
を得るために必要な内層パターン面積を求める（この場
合、３０ｃｍ² ）。次に、実際の内層回路面積（５０ｃ
ｍ² ）と必要な内層パターン面積（３０ｃｍ² ）との差
を求める（この場合、２０ｃｍ² ）。そして、この面積
（２０ｃｍ² ）を電源層３ａ及びアース層３ｂから除去
するため、図４に示すように、複数の四角形状の開口部
Ｋを形成して、各層３ａ，３ｂの総面積が３０ｃｍ² と
なるようなメッシュ状の導体パターンを形成する。

【００２８】従って、目標板厚に対応する内層パターン
面積が形成される電源層３ａ及びアース層３ｂの内層回
路面積より小さくても、各層３ａ，３ｂを開口部Ｋによ
りメッシュ状に形成するだけで簡単に内層パターン面積
を調整して、目標板厚を達成することができる。

【００２９】又、電源層３ａ及びアース層３ｂの面積が
小さいので、外層導体回路のパッドに部品を半田リフロ
ーにより実装する際に、熱がパッド表面からスルーホー
ル（図示せず）を介して各層３ａ，３ｂに逃げにくくな
る。従って、部品を良好に半田付けすることができる。

【００３０】（実施例３）次に、実施例３について説明
する。この実施例では内層が電源層３ａ及びアース層３
ｂのようなベタパターンではなく配線部を有する信号層
である場合の面積調整について説明する。

【００３１】図５に示すように、絶縁基板２の両面（片
面のみ図示）には導体回路８がそれぞれ形成されてい
る。導体回路８はスルーホール用ランド９を有する複数
の配線部１０が絶縁基板２の幅方向に配列された構成と
なっている。絶縁基板２の両面（片面のみ図示）には各
配線部１０を所定間隔にて囲うダミーパターン１１が形
成されている。このダミーパターン１１はスルーホール
用ランド９と対向する部分が凹んだ略矩形状又はＬ字形
状に形成されている。そして、ダミーパターン１１によ
って、導体回路８の面積が目標板厚に対応する内層パタ
ーン面積となるように調整されるようになっている。

【００３２】上記したダミーパターン１１は、以下のよ
うにして求められた内層パターン面積に基づいて形成さ
れる。すなわち、積層後の目標板厚を１．１３ｍｍとし
た場合の内層パターン面積は図３に示すように３０ｃｍ
² となる。内層回路面積が２０ｃｍ² である場合、内層
パターン面積との１０ｃｍ² 面積差をダミーパターン１
１の大きさとして、内層パターン面積が３０ｃｍ² の導
体回路８を含む導体パターンを形成する。

【００３３】従って、内層が導体回路８からなる信号層
で、その内層回路面積が目標板厚に対応する内層パター
ン面積より小さくても、ダミーパターン１１を形成する
ことにより、必要とする内層パターン面積を調整して目
標板厚を達成することができる。

【００３４】又、特にエッチング時においては絶縁基板
２の周縁部側に形成される配線部１０の一部が溶け易く
なるが、ダミーパターン１１によって配線部１０を囲う
ことにより、周縁部側の配線部１０が溶けるのを防止す
ることができる。

【００３５】なお、本発明は以下のように具体化するこ
ともできる。 （１）実施例２において、電源層３ａ及びアース層３ｂ
をメッシュ状以外に、例えば、図６に示すように、電源
層３ａ及びアース層３ｂの一部を複数の小円形状の開口
部Ｋによって除去して内層パターン面積を調整したり、
図７に示すように、電源層３ａ及びアース層３ｂの各辺
を櫛歯状となるように形成して、内層パターン面積を調
整するようにしてもよい。

【００３６】（２）ダミーパターン７を銅箔に変えて、
ソルダーレジスト等の樹脂によって形成してもよい。 （３）絶縁基板２を紙基材エポキシ樹脂、合成繊維布基
材エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂、ガラス布・紙
複合エポキシ樹脂ガラス布・ガラス不織布複合基材エポ
キシ樹脂等によって形成してもよい。絶縁層４をガラス
・ポリイミド樹脂からなるプリプレグによって形成して
もよい。ガラス・ポリイミド樹脂の場合耐熱性が向上す
るという利点がある。

【００３７】（４）実施例１では絶縁基板２の両面にダ
ミーパターン７を形成して内層パターン面積を調整する
ようにしたが、仕上がり板厚に対応する内層パターン面
積の大きさに応じて片面のみにダミーパターン７を形成
してもよい。又、内層に電源層、アース層、信号層が複
数設けられた多層プリント配線板１においては、内層回
路面積を仕上がり板厚に対応する内層パターン面積とな
るように調整すればよいので、電源層やアース層のみに
ついてダミーパターンを設けたり一部を削除するように
してもよい。このようにすれば、内層パターン面積を簡
単に調整することができる。

【００３８】（５）実施例１において電源層３ａ及びア
ース層３ｂとダミーパターン７とを一体に形成してもよ
い。このようにすれば、各層３ａ，３ｂの面積を大きく
するだけで簡単に必要な内層パターン面積を得ることが
できる。

【００３９】（６）実施例３において、内層パターン面
積を増加させるときに配線部１０を太らせるようにして
もよい。 （７）多層プリント配線板１の層構成を任意に変更した
り、絶縁基板２、積層に使用されるプリプレグＰや銅箔
Ｂの厚さ、あるいは電源層３ａ及びアース層３ｂの厚さ
を任意に変更してもよい。

【００４０】（８）多層プリント配線板１の外層導体回
路を銅箔Ｂを使用せずにアディティブ法により形成する
ようにしてもよい。本発明における導体パターンを以下
のように定義する。

【００４１】導体パターン：絶縁基板あるいは絶縁層上
に形成された導電性材料の図形またはデザインをいい、
多層プリント配線板においては信号層の回路パターン、
電源層及びアース層のベタパターン、このパターン以外
のダミーパターンを含むものとする。

【００４２】上記実施例から把握できる請求項に記載し
た以外の技術思想について、以下にその効果とともに記
載する。 （１）請求項１に記載の配線板において、板厚調整用の
パターンを絶縁基板の周縁部側に形成される導体回路の
配線部を囲うようにして設けた。このようにすれば、エ
ッチング時において配線部を溶けにくくすることができ
る。

【００４３】（２）請求項２に記載の製造方法におい
て、導体パターンの面積の削除を必要とする場合、内層
導体回路がベタパターンのときに、その一部を削除する
ようにした。このようにすれば、リフロー半田付けの際
に熱をパッド表面からスルーホールを介してベタパター
ンに逃げにくくすることができる。

【００４４】（３）請求項１に記載の配線板において、
板厚調整用のパターンを導体回路を構成する配線部を太
らせて一体に形成した。このようにすれば、導体回路の
面積を簡単に増やすことができる。

【００４５】（４）請求項２に記載の方法において、導
体パターンの面積を増加させるときに、導体回路の非形
成領域にダミーパターンを形成するようにした。このよ
うにすれば、導体回路の配置や形状を変更してダミーパ
ターンの配置場所を確保する必要がない。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項２に記載の発明によれば、積層試験を行わずに多層プ
リント配線板の仕上がり板厚を所望の値に容易に調整す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における多層プリント配線板
の層構成を示す概略斜視図である。

【図２】多層プリント配線板を示す模式断面図である。

【図３】仕上がり板厚と内層パターン回路の総面積との
関係を示すグラフである。

【図４】実施例２の電源層を備えた絶縁基板を示す概略
平面図である。

【図５】実施例３の信号層を備えた絶縁基板を示す概略
平面図である。

【図６】他の実施例の電源層を備えた絶縁基板を示す概
略平面図である。

【図７】別の他の実施例の電源層を備えた絶縁基板を示
す概略平面図である。

【符号の説明】

１…多層プリント配線板、２…絶縁基板、３ａ…導体回
路としての電源層、３ｂ…導体回路としてのアース層、
４…絶縁層、７，１１…板厚調整用のダミーパターン、
８…導体回路、１０…配線部、Ｐ…プリプレグ、Ｋ…開
口部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層となる導体回路が形成された絶縁基
   板とプリプレグとを積層して加熱硬化した多層プリント
   配線板において、 前記絶縁基板の前記導体回路が形成される面に、多層プ
   リント配線板の仕上がり板厚を調整するための板厚調整
   用のパターンを設けた多層プリント配線板。
2. 【請求項２】 内層となる導体回路が形成された絶縁基
   板をプリプレグを介して積層するとともに加熱プレスに
   より一体化する多層プリント配線板の製造方法におい
   て、 前記導体回路の厚さ及び前記プリプレグの使用枚数が一
   定の条件で、導体回路の面積に基づいた仕上がり板厚の
   値と、所望する仕上がり板厚の値との差に応じた導体パ
   ターンの面積を求め、その面積が０となるように導体回
   路を含む導体パターンの面積を増減するようにした多層
   プリント配線板の製造方法。