JPH09246730A

JPH09246730A - ヴィアホール付き多層プリント配線板

Info

Publication number: JPH09246730A
Application number: JP8300296A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tsuyoshi; 裕昭津吉; Tetsuro Sato; 哲朗佐藤
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-13
Also published as: JP3560299B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内層回路と外層回路間に微細でかつ信頼性の
高い非貫通ヴィアホールを有する多層プリント配線板を
提供する。【解決手段】内層基材層、内層回路層、外層基材層お
よび外層回路層から構成され、内層回路と外層回路間に
非貫通ヴィアホールを有する多層プリント配線板におい
て、外層基材が、実質的に無機繊維質及び無機充填剤を
含有しない硬化性樹脂組成物であり、非貫通ヴィアホー
ルをＣＯ₂ レーザーにより穿孔する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板に関し、さらに詳しくは、内層回路と外層回路間に１
００ミクロンを越えない微細で信頼性の高い非貫通ヴィ
アホールを有する多層プリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、電子産業で使用されているプリン
ト配線板用の積層板として、ガラスクロス、クラフト
紙、ガラス繊維不織布などにフェノール樹脂、エポキシ
樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて半硬化状態とした
プリプレグの複数枚を積層し、さらにその片面または両
面に銅箔を張合わせた銅張り積層板が多用されている。

【０００３】多層プリント配線板は、これらの銅箔をエ
ッチングして内層回路を形成した後、内層回路の片面ま
たは両面にプリプレグを介して銅箔を張合わせて多層積
層板とし、外層銅箔をエッチングして外層回路を形成
し、さらに各回路層間の所定の位置をヴィアで接続して
製造しており、耐熱性、電気特性、耐薬品性など実用的
な基準に達している。

【０００４】内外回路層間は、機械式ドリルやレーザー
を使用して所定の位置に非貫通ヴィアホールを形成し、
次いで無電解メッキなどによりヴィアホール内面に銅な
どの導電性金属を析出させたヴィアで接続される。

【０００５】前記したような繊維質充填剤で補強された
プリプレグを用いたプリント配線板のヴィアホール加工
においてホール直径が小さくなるに従い、機械式ドリル
を用いる場合には、使用するドリル径が小さくなり寿命
が短くなる、直行性が低下する、位置決めが困難となる
他、ホール内径に対するホール内壁の凹凸が大きくなり
均一な導電性金属の析出が困難となる。

【０００６】ＣＯ₂ レーザーを用いるヴィアホール加
工、特に非貫通ヴィアホール加工においては、内層基材
中の樹脂成分と繊維質の加工性が異なることにより、レ
ーザーのエネルギーを樹脂成分に合せると繊維質の残痕
が多くなり、繊維質に合せると樹脂のエッチバックが大
きくなりホール径が拡がってしまう。そのため樹脂成分
に合せたレーザー加工を行い、次いで形成したヴィアホ
ールのデスミアを行うが、通常の過マンガン酸カリウム
溶液を用いる湿式デスミアでは樹脂分の炭化物の除去は
できても繊維質の破片の除去が困難である。また、ヴィ
アホールのエキシマレーザーによる乾式デスミアでは、
高エネルギーを必要とするため小径ホールの加工が困難
である。

【０００７】特公平７−９３４９９号公報には、ドリル
加工により所定ホールの９０％径のホール加工を行い、
次いでレーザー加工によりホール径の拡大とデスミアを
行うスルーホールの形成方法が提案されている。

【０００８】一方、内層回路と外層回路との間に繊維質
入りのプレプリグを用いずに多層プリント配線板を製造
する方法も提案されている。「印刷回路世界会議(Print
ed Circuit World Convention VI) 」のI9には、片面に
銅箔を張合わせた複数の硬化状態の異なる樹脂層からな
り、さらに保護フィルムで樹脂層を被覆した積層材を用
いる多層プリント配線板の製造方法が記載されている
が、非貫通ヴィアホールの形成についての開示はない。

【０００９】本願発明者等は、金属板やプラスチック板
などの基材と銅箔とのラミネート用接着剤および接着剤
付き銅箔（特願平６−２４３４３０号、特願平７−２２
３２１号）を提案しているが、これらの接着剤付き銅箔
を直接多層プリント配線板の製造に用いるには、さらな
る改良が必要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリント配
線板に要求される基本的な耐熱性、電気特性、耐薬品性
に優れる他、耐ブロッキング性、耐屈曲性などの諸特性
およびプレス加工時の樹脂流れ性の改善された、微細で
信頼性の高い非貫通ヴィアホールを有する多層プリント
配線板を提供することをその目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、無機繊維質及び無機充
填剤を含有しないエポキシ樹脂を主成分とする硬化性樹
脂組成物からなる樹脂付き銅箔を用いて外層回路を形成
することにより、ＣＯ₂ レーザーによるヴィアホール加
工性が著しく改善されることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１２】すなわち本発明は、内層基材層、内層基材
層の片面または両面に密着した銅箔をエッチングして所
定パターンを形成した内層回路層、内層回路層に密着し
た外層基材層および外層基材層に密着した銅箔をエッチ
ングして所定パターンを形成した外層回路層で構成さ
れ、内層回路と外層回路間の所定の位置に非貫通ヴィア
ホールを有する多層プリント配線板からなり、外層基材
層が無機繊維質及び無機充填剤を含有しない硬化性樹脂
組成物であることを特徴とするヴィアホール付き多層プ
リント配線板である。

【００１３】

【発明を実施するための形態】本発明のヴィアホール付
きプリント配線板を、その一実施形態を示す、添付図１
により説明する。本発明のヴィアホール付き多層プリン
ト配線板は、図１において、内層基材層１の片面または
両面に積層した銅箔をエッチングして所定の回路パター
ンを形成した内層回路層２、２’を有する。さらに前記
内層回路層２、２’に密着した外層基材層３、３’およ
びその表面に積層した銅箔をエッチングして所定の回路
パターンを形成した外層回路層４、４’で構成され、前
記内層回路間および内外層回路間は所定位置にヴィアホ
ール５を有する。前記内外層回路間のヴィアホール５
は、ホール径は１００ミクロンを越えない非貫通ヴィア
ホール５ａであり、内層回路間はスルホール５ｂであ
る。

【００１４】本発明において、前記内層基材層１とし
て、ガラスエポキシ基板等のプリント配線板に一般に使
用される樹脂基板を特に制限なく使用することができ
る。一方、前記外層基材層３には、ガラス繊維等の無機
充填剤を含有しない硬化性樹脂組成物が使用される。硬
化性樹脂組成物として、所定の電気特性、耐熱性および
耐薬品性を有しかつ銅箔との接着性に優れ、内層基材層
の加熱、加圧条件で同時に硬化可能なものであれば、特
に制限なく使用することができる。

【００１５】好ましい硬化性樹脂組成物は、本発明者等
が国際出願番号PCT/JP95/01335号で提案している、エポ
キシ樹脂50〜90重量％、ポリビニルアセタール樹脂5 〜
20重量％およびウレタン樹脂０．１〜２０重量％を含
み、エポキシ樹脂の０．５〜４０重量％がゴム変成エポ
キシ樹脂からなる樹脂組成物である。

【００１６】上記硬化性樹脂組成物において、エポキシ
樹脂はその０．５〜４０重量％を構成するゴム変成エポ
キシ樹脂を除き、一般的な積層板や電子部品の成形用に
市販されているエポキシ樹脂を特に制限なく使用するこ
とができる。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリグ
リシジルイソシアヌレート、N,N-ジグリシジルアニリン
等のグリシジルアミン化合物、テトラヒドロフタル酸ジ
グリシジルエステル等のグリシジルエステル化合物、テ
トラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等の臭素化
エポキシ樹脂などを例示することができる。さらにエポ
キシ化ポリブタジエンも使用可能である。これらのエポ
キシ樹脂は１種類の単独を使用してもよく、２種類以上
を混合使用してもよい。エポキシ樹脂の重合度やエポキ
シ当量には、特に制限はない。

【００１７】エポキシ樹脂成分の一部に使用されるゴム
変成エポキシ樹脂として、接着剤用や塗料用に市販され
ている製品、たとえばEPICLON TSR-960 （商品名、大日
本インキ（株）製）、 EPOTHOTO YR-102（商品名、東都
化成（株) 製）、スミエポキシESC-500 （商品名、住友
化学（株）製）、EPOMIK VSR3531（商品名、三井石油化
学（株）製）などを特に制限なく使用することができ
る。これらのゴム変成エポキシ樹脂は、１種類の単独
で、または２種類以上を混合して使用することができ
る。

【００１８】エポキシ樹脂成分にゴム変成エポキシ樹脂
を配合することにより樹脂基材の耐屈曲性を向上させる
ことができるが、過剰量の配合は硬化樹脂の耐熱性や耐
ブロッキング性が低下し、配合量が不足すると耐屈曲性
の改良効果が不十分となる。ゴム変成エポキシ樹脂の配
合量は、全エポキシ樹脂の０．５〜４０重量％である。

【００１９】硬化性樹脂組成物の全樹脂成分中のゴム変
性エポキシ樹脂を含む全エポキシ樹脂成分は、50〜90重
量％である。エポキシ樹脂成分が不足した場合、電気特
性や耐熱性が低下し、過剰な場合には、半硬化状態の樹
脂層が脆くなり耐屈曲性が低下する。

【００２０】上記エポキシ樹脂成分の硬化剤として、ジ
シアンジアミド、有機ヒドラジッド、イミダゾール類等
の潜在性硬化剤や、常温では硬化しにくいフェノールノ
ボラック樹脂が好適に使用される。これらの硬化剤は１
種類の単独でまたは２種類以上を混合して使用すること
ができる。さらに３級アミン等のエポキシ樹脂硬化促進
剤の併用も好ましい。硬化剤は、配合するエポキシ樹脂
の種類により適宜適量を配合する。

【００２１】硬化性樹脂組成物中のポリビニルアセター
ル樹脂として、ポリビニルアルコールとアルデヒド類と
の反応により合成された塗料用や接着剤用の市販品であ
れば、アルデヒドの種類やアセタール化度に関係なく使
用することができる。原料ポリビニルアルコールは、硬
化した樹脂の耐熱性や有機溶剤への溶解性を考慮すると
重合度が１，７００〜３，５００の範囲であることが好
ましい。また、分子内にカルボキシル基を導入した変成
ポリビニルアセタール樹脂もエポキシ樹脂との相溶性に
問題がなければ使用することができる。

【００２２】ポリビニルアセタール樹脂は、樹脂流れを
制御する成分として配合されるが、配合量が過小な場合
には、樹脂流れの制御効果が不十分となり、過大な場合
には内層回路の埋め込み性が低下する。ポリビニルアセ
タール樹脂の配合量は、全樹脂成分基準で５〜２０重量
％である。

【００２３】ウレタン樹脂は、銅箔の樹脂基材への密着
性を付与する成分として配合される。ウレタン樹脂とし
て、接着剤用や塗料用の市販品を使用することができ
る。具体的には、トリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニル
ポリイソシアネート等のポリイソシアネート化合物とト
リメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、ポリ
エステルポリオール等のポリオール類との反応生成物を
例示することができる。さらに好ましくは、これらのウ
レタン樹脂をフェノールやオキシム類で安定化したブロ
ックイソシアネートを使用する。

【００２４】ウレタン樹脂の配合量が過小な場合には、
耐ブロッキング性が低下し、一方過大となると銅箔と樹
脂基材との密着性が低下する。その配合量は全樹脂成分
基準で０．１〜２０重量％である。

【００２５】硬化性樹脂組成物には、上記の樹脂成分に
加えて、硬化性樹脂組成物の基本性能を阻害しない範囲
で、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂等の樹脂類、タ
ルクや水酸化アルミニウム等の非繊維質の無機充填剤、
三酸化アンチモン等の難燃剤、消泡剤、レベリング剤、
カップリング剤等の添加剤を使用することができる。

【００２６】本発明において、前記内層回路層２、２’
および外層回路層４、４’を形成するための銅箔として
は、圧延銅箔、電解銅箔のいずれでもよく、その厚さが
９〜１００ミクロン、好ましくは１２〜３５ミクロンの
ものが使用される。

【００２７】本発明の多層プリント配線板は、(a) 内層
基材層１を構成するためのプリプレグの複数枚を積層
し、その片面または両面に銅箔をさらに重ねて加熱、加
圧して銅張り積層板を製造する工程、(b) 銅箔をエッチ
ングして所定の回路パターンを有する内層回路層２、
２’を形成する工程、(c) 表裏の内層回路間の所定位置
にスルホール５ｂを形成する工程、(d) 無電解メッキに
より、スルホール内面に銅を析出させヴィアを形成する
工程、(e) 外層基材層３、３’用の硬化性樹脂組成物の
半硬化樹脂付き銅箔を、樹脂側を内層回路層２、２’に
密着させて加熱、加圧して積層する工程、(f) 外層銅箔
をエッチングして、所定の回路パターンを有する外層回
路層４、４’を形成する工程、(g) 外層回路と内層回路
間の所定位置に非貫通ヴィアホール５ａを形成する工
程、および(h) 無電解メッキ及び電解メッキにより非貫
通ヴィアホールの内面に銅を析出させヴィアを形成する
工程、からなる方法で製造することができる。

【００２８】銅張り積層板を製造する(a) 工程は、市販
の銅張り積層板を使用する場合には、省略することがで
きる。また(e) 工程で使用する樹脂付き銅箔は、各樹脂
成分および添加剤を混合して調製した硬化性樹脂組成物
を銅箔の粗化面に塗布し、乾燥後加熱して半硬化させる
ことにより製造することができる。

【００２９】(b) 工程および(f) 工程の銅箔のエッチン
グには、レーザーによる乾式エッチング、薬品による湿
式エッチングのいずれを採用してもよい。エッチングに
先立ってエッチングレジストによるマスクの形成工程を
含む。

【００３０】(c) 工程のスルホール５ｂの形成には、ホ
ール内に削り屑が残らないので機械式ドリルを用いる方
法、ＣＯ₂ レーザーを用いる方法あるいはそれらを組合
わせた方法のいずれを採用してもよい。

【００３１】(f) 工程の非貫通ヴィアホール５ａの形成
は、上記のいずれかの方法を採用して内層回路表面まで
を穿孔する。ＣＯ₂ レーザーを用いてホール径が１００
ミクロンを越えないホールを容易に穿孔することができ
る。またＣＯ₂ レーザーを用いた場合、それに次いでホ
ール内に残留する炭化物を湿式デスミアにより容易に除
去することができる。

【００３２】

【実施例】本発明を実施例および比較例により、さらに
具体的に説明する。実施例１１）外層基材用硬化性樹脂付き銅箔の調製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名：EPOMIC R-3
01、三井石油化学（株）製）６０重量部、ゴム変成エポ
キシ樹脂（商品名：EPOTOHTOYR-102、東都化成（株）
製）２０重量部、ポリビニルアセタール樹脂（商品名：
デンカブチラール5000A、電気化学工業（株）製）１０重
量部、ウレタン樹脂（商品名：コロネートAP-Stable、日
本ポリウレタン（株）製）１０重量部、キポキシ硬化剤
としてのジシアンジアミド（試薬、固形分２５％のジメ
チルホルムアミド溶液）２重量部および硬化促進剤（商
品名：キュアゾール2E4MZ、四国化成（株）製）０．５重
量部をメチルエチルケトンに溶解し、固形分４５％の硬
化性樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物を、厚
さ１８ミクロンの電解銅箔の粗化面に塗布し、風乾後、
１５０℃において７分間加熱して、樹脂層の厚さが７０
ミクロンの半硬化樹脂付き銅箔を得た。

【００３３】２）銅張り積層板の製造市販の０．１mm厚さのガラスエポキシプリプレグ８枚を
積層し、さらにその両面に厚さ３５ミクロンの電解銅箔
を粗化面がプリプレグと接するように重ねて、温度170
℃圧力３０Kgf/cm² の条件で６０分間プレスし両面銅張
り積層板を製造した。

【００３４】３）内層回路およびスルホールの形成両面銅張り積層板の銅箔を、エキシマレーザーによりエ
ッチングして所定の回路パターンを有する内層回路を形
成した。次いで、所定のホール径の９０％径の機械式ド
リルを用いてスルホールを穿孔し、さらにＣＯ₂ レーザ
ーによりホール径を拡大すると共に内面を平滑に仕上
げ、ホール径が１００ミクロンのスルーホールを形成し
た。スルーホールの内面を触媒処理した後に無電解銅メ
ッキ、ついで電解銅メッキして、スルーホール内面に銅
を析出させてヴィアを形成し表裏両面の内層回路を接続
した。

【００３５】４）外層回路の形成内層回路面を純水で洗浄した後、その両面に1)項で調製
した樹脂付き銅箔を樹脂層が内層回路に接するように重
ね合せて、温度１７０℃圧力３０Kgf/cm² の条件で６０
分間プレスした。次いで、両面の銅箔を内層回路の形成
と同様にエッチングして外層回路を形成した。

【００３６】５）非貫通ヴィアホールの形成外層回路上の所定位置にマスク径が７０ミクロンのマス
クをし、ＣＯ₂ レーザーを２ショット照射し、内層回路
表面まで穿孔した。内層回路上に薄い樹脂炭化物が残留
していた。この炭化物を過マンガン酸カリウムのデスミ
ア液を用い、通常の約半分の時間のデスミアを行い除去
し、非貫通ヴィアホールを形成した。得られたヴィアホ
ールは、図２に示すように全深さにわたってマスク径と
の誤差がほとんどなく、内面は平滑で、また形状は方形
に近いものであった。

【００３７】次いで、スルーホールメッキと同様にし
て、無電解銅メッキ及び電解銅を行い、ヴィアホール内
面に銅を析出させ、内層回路と外層回路とを接続し、内
層回路２層、外層回路２層からなる多層プリント配線板
を得た。導通試験の結果、内層回路間および内層回路と
外層回路との良好な導通が確認された。

【００３８】実施例２実施例１において、半硬化樹脂付き銅箔の製造に用いた
樹脂組成物を、下記に代えた以外は、実施例１と同様に
処理して内層回路２層、外層回路２層からなる多層プリ
ント配線板を得た。得られた多層プリント配線板は、実
施例１と同様に各回路間の良好な導通が確認された。

【００３９】樹脂組成物臭素化エポキシ樹脂（商品名：D.E.R. 514-EK80 、ダウ
ケミカル日本社製）７０重量部（固形分換算）、o- クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂（商品名：EOCN-104S、
日本化薬（株）製）１０重量部、ゴム変成エポキシ樹脂
（商品名：EPOMICVSR3531、三井石油化学（株）製）１０
重量部、ポリビニルアセタール樹脂（商品名：デンカブ
チラール6000CG、電気化学（株）製）５重量部、ウレタ
ン樹脂（商品名：デスモフェンCT-stable 、住友バイエ
ルウレタン（株）製）５重量部、ジシアンジアミド（試
薬、固形分２５％のジメチルホルムアミド溶液）２重量
部、硬化促進剤（商品名：キュアゾール2E4MZ 、四国化
成株）製）０．５重量部をメチルエチルケトンに溶解し
た固形分５０％の組成物である。

【００４０】比較例１実施例１において、半硬化性樹脂付き銅箔に代えて内層
回路上にガラスエポキシプリプレグおよび銅箔を順に積
み重ねてプレスし、以下実施例１と同様に処理して内層
回路２層、外層回路２層からなる多層プリント配線板を
得た。ＣＯ₂ レーザーで穿孔した非貫通ヴィアホールの
内面には、図３に示すようにガラス繊維が多数出てお
り、これは過マンガン酸カリウムのデスミア液を用いた
デスミアではほとんど除去できなかった。また形状は底
部が細くなり、無電解銅メッキ及び電解銅メッキの結果
はメッキ厚さが不均一になっており、底部への付着が悪
く、良好な内外回路層間の導通が得られなかった。

【００４１】

【発明の効果】本発明の多層プリント配線板において
は、外層基材層に無機繊維質充填剤を含有しないことに
より、ＣＯ₂ レーザーで微細な平滑な内面を有する非貫
通ヴィアホールの形成が可能となり、その結果内外両回
路間の良好な導通が得られる。特にゴム変成エポキシ樹
脂をエポキシ樹脂成分中に含有するエポキシ樹脂、ポリ
ビニルアセタール樹脂およびウレタン樹脂を含有する硬
化性樹脂組成物を外層基材層に用いることにより、プリ
ント配線板の基本的な電気特性、耐熱性および耐薬品性
はもちろん、耐ブロッキング性や耐屈曲性に優れ、かつ
プレス成形時の樹脂流れも防止される。さらに、耐エッ
チング液性、回路間への埋め込み性、表面平滑性にも優
れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント配線板の部分断面図で
ある。

【図２】実施例１で得られた非貫通ヴィアホールの拡
大断面図である。

【図３】比較例１で得られた非貫通ヴィアホールの拡
大断面図である。

【符号の説明】

１：内層基材層、２、２’：内層回路層、３、３’：外
層基材層、４、４’：外層回路層、５ａ：非貫通ヴィア
ホール、５、５’：スルホール、６：ヴィアメッキ層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内層基材層、該内層基材層の片面または
両面に密着した銅箔をエッチングにより形成した所定パ
ターンを有する内層回路層、該内層回路層に密着した外
層基材層および該外層基材層に密着した銅箔をエッチン
グにより形成した所定パターンを有する外層回路層で構
成され、前記内層回路と外層回路間の所定の位置に非貫
通ヴィアホールを有する多層プリント配線板からなり、
前記外層基材層が無機繊維質及び無機充填剤を含有しな
い硬化性樹脂組成物であることを特徴とするヴィアホー
ル付き多層プリント配線板。
【請求項２】前記硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂
５０〜９０重量％、ポリビニルアセタール樹脂５〜２０
重量％、ウレタン樹脂０．１〜２０重量％を含み、全エ
ポキシ樹脂中の０．５〜４０重量％がゴム変成エポキシ
樹脂である請求項１記載の多層プリント配線板。
【請求項３】前記非貫通ヴィアホールは、ホール径が
１００ミクロンを越えない請求項１記載の多層プリント
配線板。