JPH09186460A

JPH09186460A - 多層プリント基板の製造方法

Info

Publication number: JPH09186460A
Application number: JP35351095A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Uyama; 忠宏宇山
Original assignee: C A D PROD KK
Current assignee: C A D PROD KK
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】内層間接続法およびビルドアップ法の欠点を
解消し、作業性に優れ、品質的に優れた多層基板を製造
できる多層プリント基板の製造方法の提供。【構成】コア材の片面あるいは両面に形成された銅箔
層の孔位置にエッチングを施した第１基板を得る第１の
工程１００と、この第１の工程１００で得られた第１基
板を鏡面板に載置し、レーザー光を照射して孔開け加工
した第２基板を得る第２の工程１１０と、前記第２の工
程１１０で得られた第２基板にメッキにより前記孔部の
導通を確保した第３基板を得る第３の工程１２０とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層プリント基
板の製造方法に係り、特に多層プリント基板の層間接続
を実現する製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント基板は、回路設計に基
づいて部品間を接続するための導体パターンを絶縁板の
表面にプリントにより形成した配線板として知られてい
る。このようなプリント基板に部品を実装し、その部品
実装プリント基板を組み合わせることにより各種の電子
機器等が製造されている。ところで、近年、各種の電子
機器等に対する小型化、高性能化が要求されるに伴っ
て、プリント基板に実装する部品の高密度化が求められ
ている。このため、プリント基板を多層化するととも
に、多層化したプリント基板の層間に渡る電気的接続を
行った構造の多層プリント基板が提供されている。

【０００３】図１１は、全層間貫通接続法によって製造
されたプリント基板を示す断面図である。この方法は次
のように多層プリント基板１１０を構成している。すな
わち、例えば５枚の絶縁性樹脂等のコア材１１１、１１
２、１１３、１１４、１１５の表面の所定位置にプリン
ト配線１２２ａ、…、１２３ａ、…、１２４ａ、…、１
２５ａ、…を形成し、これらプリント配線が施されたコ
ア材１１１、１１２、１１３、１１４、１１５を積層し
て積層体１３１を構成し、しかる後に、積層体１３１に
部品用孔およびスルーホール用孔を穿設し、それら孔に
メッキして電気的接続が可能となったスルーホール１４
１や部品孔１５１を構成した後に、プリント配線１２１
ａ、…、１２６ａ、…を形成することにより、多層プリ
ント基板１１０を得ている。

【０００４】この全層間貫通接続法による多層プリント
基板１１０の場合、部品の実装密度を上げるために、コ
ア材１１１および１１５の表面の電気回路のプリント配
線１２１ａ、…、１２６ａ、…のパターン幅を細くする
ことが実行されている。しかしながら、上記多層プリン
ト基板１１０のプリント配線１２１ａ、…、１２６ａ、
…のパターン幅を細くすることは、製造上既に限界にき
ている。

【０００５】また、上記多層プリント基板１１０にあっ
ては、スルーホール１４１が部品実装密度を向上させる
ための妨げになっている。そこで、スルーホール１４１
の孔径を小さくすることが行われている。この多層プリ
ント基板１１０の場合、スルーホール１４１の孔開け
は、数値制御（ＮＣ）ドリルによって行われている。こ
のドリルにより得られるスルーホール１４１の孔径は、
一般的に、例えば０．２５〔mm〕以上である。また、ス
ルーホール１４１の孔径を小さくすればする程、上記Ｎ
Ｃドリルの歯折れ、生産速度の低下、スルーホール１４
１のメッキ、切削ゴミ処理の問題が発生することにな
る。

【０００６】このような不都合を解消するために、現在
では内層間接続法やビルドアップ法と呼ばれる多層プリ
ント基板の製造方法が採用されている。図１２は、上記
内層間接続法による多層プリント基板の製造方法の説明
図である。この内層間接続法は、上記全層間貫通接続法
を実現する生産設備を活用したものであり、上記全層間
貫通接続法による多層プリント基板１１０より部品実装
密度を向上させることができる。

【０００７】この内層間接続法は、プリント配線を行っ
たコア材２１１、２１２、２１３の各表裏２層の１組ご
とに孔開け作業を行い孔２１４、２１５、２１６を穿設
するとともに、当該孔２１４、２１５、２１６をメッキ
して、当該孔２１４、２１５、２１６の内周面に金属膜
２１７、２１８、２１９を形成させている（図１２
（ｉ）〜（iii)）。その後に、これらコア材２１１、２
１２、２１３の層間にプリプレグと称する樹脂２２１、
…を介在させて（図１２（iv））、例えば６層にし、熱
圧着積層を行う（図１２（v)）。次に、導通用の孔開け
２５０を行い（図１２（vi) ）、メッキ処理を行うこと
によりスルーホール２６０が形成された多層プリント基
板を得ている（図１２（vii)）。

【０００８】この内層間接続法によれば、全層間貫通接
続法の生産設備を流用できるとともに、部品実装密度を
向上させることができる。図１３は、ビルドアップ法の
層間接続法による多層プリント基板の製造方法の説明図
である。このビルドアップ法では、既に電気回路３１０
を構成してある層３１１に（図１３（i)）、銅箔３２１
を張った樹脂３２２を積層し（図１３（ii））、孔部分
３３１の銅箔３２１をエッチングし（図１３（iii)）、
そこにレーザー光３４１を照射して（図１３（iv) ）、
孔３５１を開けた後（図１３（v)）、この孔３５１に銅
メッキを施して層間接続３５５を行い（図１３（vi)
）、これらを次々に重ね合わせることにより層間接続
３５５及びスルーホール３６０が形成された多層基板を
形成していた（図１３（vii)）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記内層間
接続法においては、ＮＣドリルで孔開け作業を行うた
め、孔径を小さくすることには限界があり、また、製造
において基板を積み重ね合わせて一挙に孔開け作業を行
うということができず、このため孔開け作業に時間がか
かるという欠点があった。さらに、前記プリプレグで積
層した場合には、図１４に示すように、積層の際に、当
該プリプレグ２２１が開けられた孔２３０を塞いでしま
っていた。

【００１０】また、この内層間接続法により構成し多層
化した基板に、部品を実装するスルーホール２６０を形
成すると、当然、プリプレグの孔の部分２３０に銅メッ
キ２１７が形成されることになるが、この状態で部品実
装を行うと、熱によってプリプレグ２３０上の銅箔２１
７が膨れ上がって、電気回路の精度が失われるという欠
点もある。一方、上記ビルドアップ法においては、レー
ザー照射にて孔開けを行うため、孔径を０．０７〔mm〕
程度に小さくすることが可能であり、その点では、前記
内層間接続法よりは勝る。しかしながら、このビルドア
ップ法は、電気回路３１０を構成してあるコア材３１１
の上に、銅箔３２１を張った樹脂３２２を積層し、レー
ザー光を照射して孔開けを行うため、両者の層の合わせ
がずれると、図１５に示すように、レーザー光が下層の
コア材３１１を孔開けし、銅メッキによって２層間への
接続が発生し、いわゆる層間ショート３３１を発生させ
る欠点があった。

【００１１】また、上記ビルドアップ法によれば、レー
ザー光照射による孔開け作業の際に図１６に示すよう
に、孔３５１の底部に基板コア材たるエポキシ樹脂の残
渣３７０が残り、導電銅箔部（電気回路部３１０）に、
この残渣３７０がこびり付いて、この残渣３７０を綺麗
に取り除かない限り、残渣３７０上に銅メッキがされて
しまい、その結果、層間の導通ができなくなるという欠
点がある。また、この欠点を生じさせないようにするた
め、この残渣を取り除くことが必要となるが、これには
孔開けした箇所を化学溶剤によって、洗浄等の作業が必
要となる。そして、このような化学溶剤による孔部の洗
浄を行った場合には、孔径の小さな部分にこのような化
学溶剤を注入して、底部を綺麗にするということは、か
なり困難を究める作業であるし、また今度は、この化学
溶剤が、孔底部に残ったりして、これがため品質の経年
変化を生じさせる等の欠点がある。

【００１２】そこで、本願発明は、上記内層間接続法に
おける優れた点を残したまま、同内層間接続法の欠点お
よびビルドアップ法の欠点を解消して、作業性に優れ、
かつ、品質的にも優れた多層基板の製造を可能ならしめ
ようとする多層プリント基板の製造方法を提供すること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明によれば、コア材の片面あるい
は両面に形成された銅箔層の孔位置にエッチングを施し
た第１基板を得る第１の工程と、この第１の工程で得ら
れた第１基板を鏡面板に載置し、レーザー光を照射して
孔開け加工した第２基板を得る第２の工程と、前記第２
の工程で得られた第２基板にメッキにより前記孔部の導
通を確保した第３基板を得る第３の工程とを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】したがって、請求項１記載の発明では、レ
ーザー光は第２基板のコア材を溶かした後は、鏡面板に
照射されるだけであるので、ビルドアップ法のように下
層のコア材を溶かすことがない。また、レーザー光で孔
開けするため孔径を小さくでき、かつ残渣は鏡面板に付
着するので第３基板には残渣が残ることがなく、残渣に
よる不都合は生じない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は、多層プリント基板の層
間接続を確保させるために、プリント基板に孔開け加工
を施すプリント基板加工装置を示す斜視図である。

【００１６】この図において、プリント基板加工装置１
は、プリント基板の孔開けを行う加工機構２と、この加
工機構２を駆動制御するコントロール装置４とからな
る。加工機構２は次のように構成されている。基台２１
の上には、主に、水平面を移動するＸＹテーブル２２、
ゲート状構造体２３、およびレーザー光発生装置２４が
設けられている。このゲート状構造体２３は、柱部分２
３ａ、２３ａと、当該柱部分２３ａ、２３ａの上に設け
られた梁部分２３ｂからなる。また、基台２１の所定の
位置と、ゲート状構造体２３の梁部分２３ｂの所定の位
置に、レーザー光ガイド２５がそれぞれ設けられてい
る。

【００１７】また、ゲート状構造体２３の梁部分２３ｂ
の中央部には、Ｚ軸（垂直方向）に移動できる加工レン
ズ２６が設けられている。ＸＹテーブル２２の上には、
鏡面板が設けられている。ＸＹテーブル２２は、ステッ
ピングモータによりコントロール装置４の制御下に水平
面（ＸＹ）方向に自在に移動できる。また、加工レンズ
２６もコントロール装置４の制御下に垂直（Ｚ軸）方向
に所定の距離だけ移動できる。

【００１８】次に、上記プリント基板加工装置１を使用
し、本発明の多層プリント基板の製造方法が内層接続法
と同様にプリント基板を多層化できる実施の形態につい
て、図２〜図５を参照して説明する。図２は、多層プリ
ント基板の製造方法を説明するためのフローチャートで
ある。図３は、内層間接続法によると同様な多層プリン
ト基板を得るための基板の製造工程の説明図である。図
４は、図３の工程により得た基板とプリプレグとで多層
化した状態の利点を説明するための図である。図５は、
図３の工程により発生する残渣について説明するための
図である。

【００１９】まず、この製造方法で使用するコア材５１
について説明すると、このコア材５１の両面には、銅箔
５０が設けられている。ついで、図２の第１の工程１０
０では、このコア材５１を（図３（i)）、孔開けすべき
部分５２の両面の銅箔５０をエッチングして樹脂面を露
出させることより、第１基板５５ａを得る（図３（ii)
）。図２の第２の工程１１０では、第１基板５５ａ
を、加工装置１の加工機構２のＸＹテーブル２２の鏡面
板２７の上の所定の位置に位置決めして載置する（図３
(iii））。載置された基板５５ａの孔開け部分５２、５
２、…に、レーザー光２９を照射し（図３（iv) ）、孔
５６、５６、…が穿設された第２基板５５ｂを得る（図
３（v)）。

【００２０】これは、コントロール装置４からの指令に
基づいて、ＸＹテーブル２２が水平方向に移動し、か
つ孔開け部分５２にくるたびに、レーザー光２９を照射
し（図３（iv) ）、孔開け部分５２に孔５６が形成され
てなる第２基板５５ｂを得ることができる（図３
（v)）。この加工装置１では、ＸＹテーブル２２の上に
鏡面板２７が設けられている。この鏡面板２７は鏡面の
ような平らな金属板であり、基板５５との密着性がよ
く、銅箔面に傷をつけることがない。

【００２１】図２の第３の工程１２０では、加工装置１
で孔開け加工された第２基板５５ｂの孔５６、５６、…
にメッキ処理をすることより、孔５６、５６の内周面に
金属膜５７、５７、…が形成されて、両面の銅箔層５
０、５０が導通した第３基板５５ｃを得ることができる
（図３（vi) ）。このような孔開け加工を行った第３基
板５５ｃを用いて、例えば、これら基板５５ｃ、５５
ｃ、５５ｃに電気回路を形成した後に、前記各基板５５
ｃ、５５ｃ、５５ｃの層間にプリプレグと称する樹脂６
１、…を介在させて、例えば６層にし、熱圧着積層を行
う（図４）。なお、符号６５はスルーホールである。

【００２２】この場合には、基板５５ｃの孔５６の直径
が、従来の内層間接続法によるドリルによる孔径の半分
以下にできることから、熱圧着積層を行ってもプリプレ
グが前記孔５６を塞ぐことがない。また、基板５５ｃの
孔５６の直径が小さいので、図４に示すように当該孔５
６の部分を銅メッキ５８で塞ぐことができるため、品質
的に安定したものを提供できる。また、上記プリント基
板加工装置１によれば、前記基板５５ａを、加工装置１
の加工機構２のＸＹテーブル２２の鏡面板２７の上の所
定の位置に位置決めして載置し、その基板５５ａの孔開
け部分５２、５２、…に、レーザー光２９を照射して孔
開けするが、図５に示すように、その際に残渣６８は鏡
面板２７に付着することになる。この鏡面板２７に付着
した残渣６８は、簡単に取り除くことができる。

【００２３】このように図３の工程を用い、コア材５１
の両面に銅箔５０、５０を設けたコア材５１から得た基
板５５ｃにより多層化するしているので、内層間接続法
の欠点を解消でき、かつ内層間接続法と同様の利点を得
ることができる。次に、上記プリント基板加工装置１を
使用し、本発明の多層プリント基板の製造方法がビルド
アップ法と同様にプリント基板を多層化できる実施の形
態について、図６〜図８を参照して説明する。

【００２４】図６は、ピルドアップ法によると同様な多
層プリント基板を得るための基板の製造工程の説明図で
ある。図７は、図６の工程により発生する残渣について
説明するための図である。図８は、図６の工程で得た基
板を多層化した多層プリント基板の利点を説明するため
の図である。なお、この実施の形態で使用する製造工程
は上記と同様であるので、図２のフローチャートを使用
するものとする。まず、この製造方法では、コア材５５
１の片面にのみ銅箔５５０が設けられているものを使用
する。

【００２５】ついで、図２の第１の工程１００では、こ
のコア材５５１を（図６（i)）、孔開けすべき部分５５
２の片面の銅箔５５０をエッチングして樹脂面を露出さ
せることより、第１基板５５５ａを得る（図６（ii)
）。図２の第２の工程１１０では、第１基板５５５ａ
を、加工装置１の加工機構２のＸＹテーブル２２の鏡面
板２７の上の所定の位置に位置決めして載置する（図６
(iii））。載置された基板５５５ａの孔開け部分５５
２、５５２、…に、レーザー光２９を照射し（図６（i
v) ）、孔５５６、５５６、…が穿設された第２基板５
５５ｂを得る（図６（v)）。

【００２６】これは、コントロール装置４からの指令に
基づいて、ＸＹテーブル２２が水平方向に移動し、かつ
孔開け部分５５２にくるたびに、レーザー光２９を照射
し（図６（iv) ）、孔開け部分５５２に孔５５６が形成
されてなる第２基板５５５ｂを得ることができる（図６
（v)）。図２の第３の工程１２０では、加工装置１で孔
開け加工された第２基板５５５ｂの孔５５６、５５６、
…にメッキ処理をすることより、孔５５６、５５６の内
周面に金属膜５５７、５５７、…が形成されて、片面の
銅箔層５５０と他の基板５５５ｃ′の電気回路部とが導
通した第３基板５５５ｃを得ることができる（図６（v
i) ）。

【００２７】このような孔開け加工を行った第３基板５
５５ｃを用いて、この基板５５５ｃに電気回路を形成し
た後に、各基板を次々に積み上げて積層を行う（図
８）。この製造方法によれば、前記基板５５５ａを、加
工装置１の加工機構２のＸＹテーブル２２の鏡面板２７
の上の所定の位置に位置決めして載置し、その基板５５
５ａの孔開け部分５５２、５５２、…に、レーザー光２
９を照射して孔開けするが、図７に示すように、その際
に残渣５６８は鏡面板２７に付着することになる。この
鏡面板２７に付着した残渣５６８は、簡単に取り除くこ
とができる。

【００２８】したがって、この製造方法によれば、従来
のビルドアップ法のような、孔の底部にエポキシ樹脂の
残渣を取り除くための、孔開けした箇所の化学溶剤によ
る洗浄等の作業が不用となり、かつこの化学溶剤が孔底
部に残ったりするための品質の不良等をなくすことがで
きる。また、上記プリント基板加工装置１によって得ら
れた基板５５５ｃを用いて多層化する場合には、孔開け
加工時に基板５５５ａの下には他の基板がなく鏡面板２
７のみがあるだけなので、図８に示すように多層化する
際に、基板５５５ｃ、５５５ｃ′の合わせがずれても、
従来のビルドアップ法のような層間ショートはなくな
る。

【００２９】このように図６の工程を用い、コア材５５
１の片面に銅箔５５０を設けたコア材５５１から得た基
板５５５ｃにより多層化する場合には、ビルドアップ法
の欠点を解消でき、かつビルドアップ法と同様の利点を
得ることができる。図９は、コア材の両面に銅箔を設け
た基板を積み重ね、同時に孔開けする方法を説明するた
めの説明図である。上述したように、コア材５１の両面
に形成された銅箔層５０の孔位置にエッチングを施した
第１基板５５ａを得ている。前記第１の基板５５ａ、５
５ａ、５５ａを例えば３層に積み重ねた積層体５５ｊを
得る。

【００３０】この積層体５５ｊを鏡面板２７に位置決め
して載置し、レーザー光２９を照射して孔開け加工す
る。しかる後に、前記孔開け加工して孔を設けた積層体
の孔にメッキ処理をすることより、２層間の両面が導通
した多層間材を得ることができる。図１０は、コア材の
片面のみに銅箔を設けた基板を積み重ね、同時に孔開す
る方法を説明するための説明図である。まず、コア材５
５１の片面に形成された銅箔層５５０の孔位置にエッチ
ングを施した第１基板５５５ａを得ている。前記第１の
基板５５５ａ、５５５ａ、５５５ａを例えば３層に積み
重ねた積層体５５５ｊを得る。

【００３１】この積層体５５５ｊを鏡面板２７に位置決
めして載置し、レーザー光２９を照射して孔開け加工す
る。しかる後に、前記孔開け加工して孔を設けた積層体
５５１を図８の５５５ｃ′に積層、孔にメッキ処理をす
ることより、２層間が導通した多層間材を得ることがで
きる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ア材の片面あるいは両面に形成された銅箔層の孔位置に
エッチングを施し、これを鏡面板に載置し、レーザー光
を照射して孔開け加工し、さらに前記孔部の導通を確保
して基板を得ているので、次のような利点がある。

【００３３】（１）従来の内層間接続法およびビルドア
ップ法の欠点が解消され、同時に両法の製造方法を採用
することができ、設計上の層構成が容易になる。すなわ
ち、内層間接続法に基づいて多層化された多層基板に対
して、さらなる孔開け加工した基板を積層することもで
きれば、また、所定の多層化された基板に、別途のコア
材片面に形成された銅箔層に所定の孔開け加工を施した
基板を所定位置に接合させることが可能となり、これ
ら、従来から行われている内層間接続法およびビルドア
ップ法に基づく基板製作を自由に行えるという極めて顕
著な効果がある。

【００３４】（２）前記基板の層間にプリプレグを介在
させて多層化し、熱圧着積層を行っても孔部分にプリプ
レグが侵入することがない。（３）また、基板の孔の部分を銅メッキで塞ぐことがで
きるため、品質的に安定したものを提供できる。

【００３５】（４）孔開け時に発生する残渣が鏡面板に
付着し、かつ鏡面板に付着した残渣が簡単に取り除くこ
とができるので、孔開けした箇所の化学溶剤による洗浄
等の作業が不用となることから作業性に優れ、かつこの
化学溶剤が孔底部に残ったりするための品質の不良等を
なくすことができて、品質的にも安定した多層基板を製
造することができる。（５）多層化する場合でも、基板の合わせがずれても、
従来のビルドアップ法のような層間ショートはなくなる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント基板の製造方法に使用さ
れるプリント基板加工装置を示す斜視図である。

【図２】本発明の多層プリント基板の製造方法のフロー
チャートである。

【図３】同製造方法による、コア材の両面に銅箔を設け
た材料を処理する工程を説明するための図である。

【図４】図３の工程で得た基板とプリプレグとで多層化
した場合の利点を説明するための図である。

【図５】図３の工程で発生する残渣について説明するた
めの図である。

【図６】同製造方法による、コア材の片面に銅箔を設け
た材料を処理する工程を説明するための図である。

【図７】図６の工程で発生する残渣について説明するた
めの図である。

【図８】図６の工程で得た基板を多層化した場合の利点
を説明するための図である。

【図９】同製造方法による、コア材の両面に銅箔を設け
た材料を積み重ね、同時に孔開けする方法を説明するた
めの図である。

【図１０】同製造方法による、コア材の片面に銅箔を設
けた材料を積み重ね、同時に孔開けする方法を説明する
ための図である。

【図１１】従来の全層間貫通接続法によって製造された
プリント基板を示す断面図である。

【図１２】従来の内層間接続法による多層プリント基板
の製造方法の説明図である。

【図１３】従来のビルドアップ法の層間接続法による多
層プリント基板の製造方法の説明図である。

【図１４】従来の内層間接続法による基板に生じる欠
点を説明するための図である。

【図１５】従来のビルドアップ法による基板に生じる欠
点を説明するための図である。

【図１６】従来のビルドアップ法による残渣による基板
に生じる欠点を説明するための図である。

【符号の説明】

１・・・加工装置２・・・加工機構４・・・コントロール装置２１・・・基台２２・・・ＸＹテーブル２３・・・ゲート状構造体２４・・・レーザー光発生装置２５・・・レーザー光ガイド２７・・・鏡面板２９・・・レーザー光５０・・・銅箔層５５ａ〜５５ｃ・・・基板５５ｊ・・・積層体５６・・・孔５７・・・金属膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コア材の片面あるいは両面に形成された
金属箔層の孔位置にエッチングを施した第１基板を得る
第１の工程と、この第１の工程で得られた第１基板を鏡面板に載置し、
レーザー光を照射して孔開け加工した第２基板を得る第
２の工程と、前記第２の工程で得られた第２基板にメッキにより前記
孔部の導通を確保した第３基板を得る第３の工程とを備
えた多層プリント基板の製造方法