JPH09266381A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粗化処理した導体パターンを表面に形成した
内層用基板に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接着し
た後、経由穴を形成しようとする部分の金属箔を除去
し、次いで、その金属箔を除去した部分と、内層用基板
表面の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層を、炭酸ガ
スレーザー光を用いて除去して経由穴を形成し、この経
由穴に導電性物質を付与して内層用基板表面の導体パタ
ーンと上記金属箔を電気的に接続して製造するプリント
配線板の製造方法であって、電気的信頼性の優れたプリ
ント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】 経由穴を形成しようとする部分に対応す
る位置の、内層用基板表面の導体パターンの表面粗度を
２μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気・電子機器等
に使用されるプリント配線板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、多層のプリント配線板は、金属箔
張り積層板の表面の金属箔をエッチングして導体パター
ンを形成し、次いでその導体パターンに接着強度を高め
るために粗化処理を行った後、その導体パターンを形成
した内層用基板の表裏に、基材にエポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂を含浸したプリプレグを所要枚数重ねるととも
に、銅箔等の金属箔をその片側又は両側に配して積層
し、加熱加圧して成形を行うことによって多層の積層板
を製造し、次いでドリル加工によりその多層の積層板に
スルーホールを形成した後、このスルーホールにめっき
等を施して、内層用基板の導体パターンと外層の金属箔
間の電気的接続をとる方法で製造されている。

【０００３】近年のプリント配線板の小型化等の要求に
伴い、上記スルーホールは、プリント配線板の全板厚を
貫通する貫通穴に代えて、任意の複数の層の導体パター
ン間を貫通し、プリント配線板全体では非貫通の、ビア
ホールと呼ばれる経由穴を用いる方法により、プリント
配線板を小型化する方法が検討されている。

【０００４】また、プリント配線板の高密度実装化等の
進行に伴い、スルーホールの穴径は、非常に細い径が要
求されている。この非常に細い径の穴をドリル加工で形
成しようとすると、ドリルの機械強度が不足して、ドリ
ルの折れが発生するためドリル交換の頻度が増え、生産
性を低下させていた。そのため、近年、このドリルを用
いる製造方法に代えて、炭酸ガスレーザー光等のレーザ
ー光を用いて穴あけをする方法が検討されている。

【０００５】この、レーザー加工により経由穴の穴明け
を行う方法として、例えば、特開昭５８−６４０９７号
に記載されているような、導体パターンを形成した内層
用基板の表面に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接着
した基板を用いて、経由穴を形成しようとする部分の金
属箔を除去し、次いで、その金属箔を除去した部分と、
内層用基板表面の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層
を、レーザー光を用いて除去して経由穴を形成する方法
が検討されている。これは、内層用基板表面の導体パタ
ーンを形成した金属層で、レーザー光が反射することを
利用して、その間の部分をレーザー光で除去し、経由穴
を形成したものである。

【０００６】しかし、特開昭５８−６４０９７号に記載
されているような方法でプリント配線板を製造する場
合、経由穴の周囲の熱硬化性樹脂層の部分に、熱硬化性
樹脂の異常溶解が発生し、経由穴の断面において壁面が
えぐられた形状となり、経由穴壁面のメッキ付きまわり
性が低下する場合があった。このメッキ付きまわり性が
低下したプリント配線板は、プリント配線板の使用時、
搭載部品の発熱等による温度変化によってプリント配線
板が膨張・収縮したときに、経由穴の部分で接続が切れ
る場合があり、電気的接続の信頼性が低いという問題が
あった。そのため、電気的信頼性の優れた経由穴を形成
することができるプリント配線板の製造方法が求められ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、粗化処理した導体パターンを表面に形成した内層
用基板に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接着した
後、経由穴を形成しようとする部分の金属箔を除去し、
次いで、その金属箔を除去した部分と、内層用基板表面
の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層を、炭酸ガスレ
ーザー光を用いて除去して経由穴を形成し、この経由穴
に導電性物質を付与して内層用基板表面の導体パターン
と上記金属箔を電気的に接続して製造するプリント配線
板の製造方法であって、電気的信頼性の優れたプリント
配線板の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プリント配線板の製造方法は、粗化処理した導体パター
ンを表面に形成した内層用基板に、熱硬化性樹脂層を介
して金属箔を接着した後、経由穴を形成しようとする部
分の金属箔を除去し、次いで、その金属箔を除去した部
分と、内層用基板表面の導体パターンとの間の熱硬化性
樹脂層を、炭酸ガスレーザー光を用いて除去して経由穴
を形成し、この経由穴に導電性物質を付与して内層用基
板表面の導体パターンと上記金属箔を電気的に接続して
製造するプリント配線板の製造方法において、経由穴を
形成しようとする部分に対応する位置の、内層用基板表
面の導体パターンの表面粗度が、２μｍ以下であること
を特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２に係るプリント配線板の
製造方法は、請求項１記載のプリント配線板の製造方法
において、経由穴を形成しようとする部分に対応する位
置の、内層用基板表面の導体パターンの１０００カイザ
ーの光に対する正反射率が、５０〜１００％であること
を特徴とする。

【００１０】本発明の請求項３に係るプリント配線板の
製造方法は、請求項１又は請求項２記載のプリント配線
板の製造方法において、熱硬化性樹脂層１００重量部中
に、熱硬化性樹脂を、５０〜１００重量部含有すること
を特徴とする。

【００１１】本発明によると、経由穴を形成しようとす
る部分に対応する位置の、内層用基板表面の導体パター
ンの表面粗度が２μｍ以下であるため、レーザー加工
時、導体パターンの表面で発生するレーザー光の乱反射
を低減することが可能となり、経由穴の周囲の熱硬化性
樹脂層の部分に発生する、熱硬化性樹脂の異常溶解を抑
制し、電気的信頼性を向上することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のプリント配線板の製造方
法は、粗化処理した導体パターンを表面に形成した内層
用基板に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接着した
後、経由穴を形成しようとする部分の金属箔を除去し、
次いで、その金属箔を除去した部分と、内層用基板表面
の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層を、炭酸ガスレ
ーザー光を用いて除去して経由穴を形成し、この経由穴
に導電性物質を付与して内層用基板表面の導体パターン
と上記金属箔を電気的に接続して製造する。

【００１３】経由穴を形成しようとする部分に対応する
位置の、内層用基板表面の導体パターンの表面粗度が、
２μｍ以下であることが重要である。なお、この表面粗
度は、より好ましくは１．５μｍ以下であり、特に好ま
しくは０．５μｍ以下である。２μｍを越えると、レー
ザー加工時、導体パターンの表面でレーザー光の乱反射
が増加して、経由穴の周囲の熱硬化性樹脂層の部分に、
熱硬化性樹脂の異常溶解が発生し、経由穴の断面におい
て壁面がえぐられた形状となり、電気的接続の信頼性が
低下する。なお、表面粗度の下限は、導体パターンが粗
化処理されている場合には、限りなくゼロに近くても差
し支えない。

【００１４】また、経由穴を形成しようとする部分に対
応する位置の、内層用基板表面の導体パターンの光の正
反射率が、１０００カイザーの光で測定した場合、５０
〜１００％であると好ましい。正反射率は、光を導体パ
ターンに垂直に照射したときの、照射した光の強さに対
する垂直方向に反射して戻った光の強さの比率であり、
導体パターン表面で乱反射された比率及び導体パターン
に吸収された比率を除いた比率であり、本発明では、赤
外分光光度計を用いて測定した値を表す。

【００１５】本発明に用いられる内層用基板としては、
片面又は両面に導体パターンを形成した板であればよ
く、例えば、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリ
イミド樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリフェニ
レンエーテル樹脂系等の熱硬化性樹脂や、これらの熱硬
化性樹脂に無機充填材等を配合したものや、ポリ塩化ビ
ニール、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂のシートの片面
又は両面に金属箔が張られている板や、ガラス等の無機
質繊維やポリエステル、ポリアミド、木綿等の有機質繊
維のクロス、ペーパー等の基材を、上記熱硬化性樹脂
や、上記熱可塑性樹脂等で接着し、片面又は両面に金属
箔が張られている板等を用いて、金属箔をエッチングし
て導体パターンを形成したもの、及び、金属箔が張られ
ていない板の表面に金属メッキを行い、導体パターンを
形成したもの等が挙げられる。なお、導体パターンを形
成する金属としては、電気的信頼性より銅が好ましい。

【００１６】導体パターンを粗化処理する方法として
は、特に限定するものではなく、例えば硫酸及び過酸化
水素を含有する液で粗化する方法や、酸化性処理液で酸
化して粗化する方法や、機械的に削ることにより粗化す
る方法等が挙げられる。なお、内層用基板表面で露出す
る面が粗化処理された金属箔をエッチングして回路を形
成する方法でもよい。

【００１７】本発明に用いられる熱硬化性樹脂層は、熱
硬化性樹脂を用いて、内層用基板表面の導体パターン
と、外層用の金属箔とを、絶縁性を確保しながら接着し
ている絶縁層である。熱硬化性樹脂層を形成する熱硬化
性樹脂としては、特に限定するものではないが、エポキ
シ樹脂系、フェノール樹脂系、ポリイミド樹脂系、不飽
和ポリエステル樹脂系、ポリフェニレンエーテル樹脂系
等の単独、変性物、混合物のように、熱硬化性樹脂全般
が用いられる。なお熱硬化性樹脂層中には、必要に応じ
てシリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タル
ク、ガラス繊維等の無機充填材や、ガラスクロス等の基
材を含有していてもよい。なお、無機充填材の大きさが
０．１〜３０μｍの場合、レーザー光で熱硬化性樹脂層
を除去しやすく好ましい。また、熱硬化性樹脂層１００
重量部中に、熱硬化性樹脂を、５０〜１００重量部含有
する熱硬化性樹脂層の場合、熱硬化性樹脂の異常溶解を
抑制し、電気的信頼性を向上する効果が大きく好まし
い。

【００１８】本発明に用いられる金属箔としては特に限
定するものではなく、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケ
ル等の単独、複合の金属箔や、これらの金属箔の上に
銅、ニッケル、ハンダ等のメッキを施した金属箔が挙げ
られる。なお、銅箔を用いると電気的信頼性が優れ好ま
しい。

【００１９】熱硬化性樹脂層を介して内層用基板と金属
箔を接着する方法としては特に限定するものではなく、
ロールコータ等を用いて内層用基板表面の導体パターン
の上及び絶縁部の上に熱硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂と
無機充填材等の混合物を塗布した後、金属箔と接着して
もよく、また、金属箔にロールコータ等を用いて熱硬化
性樹脂又は熱硬化性樹脂と無機充填材等の混合物を塗布
した後、内層用基板と接着してもよい。その後加熱等を
行い、熱硬化性樹脂と内層用基板の間及び熱硬化性樹脂
と金属箔の間を強固に接着させる。なおこのとき、内層
用基板表面の導体パターンと金属箔との間に熱硬化性樹
脂の層が形成される程度の樹脂量を用いて接着する。

【００２０】表面に導体パターンを形成した内層用基板
に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接着した後、経由
穴を形成しようとする部分の金属箔を除去する。金属箔
を除去する方法としては特に限定するものではなく、例
えば除去したくない部分の金属箔をエッチングレジスト
で被覆した後、塩化銅等のエッチング液で除去する。

【００２１】次いで、その金属箔を除去した部分と、内
層用基板表面の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層
を、炭酸ガスレーザー光を用いて除去して経由穴を形成
する。本発明によると、経由穴を形成しようとする部分
に対応する位置の、内層用基板表面の導体パターンの表
面粗度が、２μｍ以下であるため、導体パターンの表面
でレーザー光の乱反射が発生しにくく、経由穴の周囲の
熱硬化性樹脂層の部分に、熱硬化性樹脂の異常溶解が発
生しにくいため、電気的接続の信頼性が優れたプリント
配線板が得られる。なお、炭酸ガスレーザー光の照射条
件としては、熱硬化性樹脂層の厚みや、熱硬化性樹脂の
種類、穴径等に応じて適宜調整して行う。

【００２２】次いで、その経由穴に導電性物質を付与し
て内層用基板表面の導体パターンと金属箔を電気的に接
続してプリント配線板を製造する。導電性物質を付与す
る方法としては特に限定するものではなく、金属メッキ
を行い経由穴の壁面にメッキ層を形成して接続する方法
や、銀ペースト等を経由穴に挿入して内層用基板表面の
導体パターンと金属箔を接続する方法等が挙げられる。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）銅箔厚さ１８μｍ、全体の厚さ１．０ｍｍ
の両面銅張り積層板［松下電工株式会社製、品名 Ｒ１
７６６］の銅箔をエッチングして、一方の面にエッチン
グ率４０％の導体パターンを形成し、他方の面は全面エ
ッチングした内層用基板を得た。次いでこの内層用基板
を、塩化銅を２重量％、塩酸を７重量％含有した水溶液
よりなる３０℃の粗化処理液に、１分浸漬し、水洗した
後、１２０℃で３０分乾燥して、導体パターンに粗化処
理を行った。

【００２４】粗化処理を行った内層用基板表面の導体パ
ターンの表面粗度及び正反射率を測定した。表面粗度
は、内層用基板をエポキシ系接着剤にて埋め込み、導体
パターンのある部分で切断して導体パターンの断面を露
出し、切断面を研磨した後、１０００倍の電子顕微鏡に
より観測して、１０点平均粗さ（Ｒｚ）をＪＩＳの方法
に従い測定したところ、０．３μｍであった。

【００２５】また正反射率は、導体パターンの表面を、
赤外分光光度計［日立製作所製、品番２７０−３０］を
用いて、１０００カイザーにおける反射率を測定したと
ころ、７７％であった。

【００２６】次いで、厚さ１８μｍの銅張り積層板用銅
箔の接着面（マット面）に、下記のエポキシ樹脂２種
類、硬化剤、硬化促進剤及び溶剤２種類よりなるエポキ
シ系樹脂を、乾燥後の厚さが７０μｍとなるように、コ
ンマコーターを用いて塗工した後、１５０℃で２０分乾
燥して、半硬化（Ｂステージ）状態の熱硬化性樹脂層を
形成した銅箔を製造した。 ・エポキシ樹脂１：エポキシ当量が５００であるテトラ
ブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂［東都化成社
製、商品名ＹＤＢ−５００］を固形分として９４重量部 ・エポキシ樹脂２：エポキシ当量が２２０であるクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂［東都化成社製、商品名
ＹＤＣＮ−２２０］を固形分として１３重量部 ・硬化剤：ジシアンジアミドを２．８重量部 ・硬化促進剤：２−エチル−４−メチルイミダゾールを
０．１重量部 ・溶剤１：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを５５重量部 ・溶剤２：メチルエチルケトンを２００重量部。

【００２７】次いで、上記導体パターンに粗化処理を行
った内層用基板の両面に、上記熱硬化性樹脂層を形成し
た銅箔を、熱硬化性樹脂層が内層用基板と接するように
積層し、温度１７０℃，圧力３ＭＰａで１２０分間加熱
加圧成形して多層の積層板を得た。次いで、その多層の
積層板の、経由穴を形成しようとする部分の銅箔を、エ
ッチングして除去した。なお、経由穴を形成する位置は
内層用基板の導体パターンが存在する部分に対応する位
置に設定した。

【００２８】次いで、出力４０Ｗの炭酸ガスレーザーを
用いて、加工面でのエネルギー密度が約３００ｍＪ／平
方ｍｍとなるような条件で加工して経由穴の形成を行っ
た。次いで、経由穴に無電解メッキ［シップレイ株式会
社製、商品名 ＣＭ３８５２］及び硫酸銅電気メッキを
行い２０μｍのメッキ皮膜を形成して内層用基板表面の
導体パターンと銅箔を電気的に接続してプリント配線板
を得た。

【００２９】（実施例２）実施例１と同様の粗化処理液
に、２分浸漬して粗化処理を行ったこと以外は、実施例
１と同様にしてプリント配線板を得た。実施例１と同様
にして表面粗度及び正反射率を測定したところ、０．５
μｍ及び８０％であった。

【００３０】（実施例３）実施例１と同様の粗化処理液
に、４分浸漬して粗化処理を行ったこと以外は、実施例
１と同様にしてプリント配線板を得た。実施例１と同様
にして表面粗度及び正反射率を測定したところ、１．２
μｍ及び６７％であった。

【００３１】（実施例４）実施例１と同様の粗化処理液
に、６分浸漬して粗化処理を行ったこと以外は、実施例
１と同様にしてプリント配線板を得た。実施例１と同様
にして表面粗度及び正反射率を測定したところ、１．７
μｍ及び５８％であった。

【００３２】（実施例５）実施例１と同様の組成の４０
℃の粗化処理液に、２分浸漬して粗化処理を行ったこと
以外は、実施例１と同様にしてプリント配線板を得た。
実施例１と同様にして表面粗度及び正反射率を測定した
ところ、１．９μｍ及び４６％であった。

【００３３】（実施例６）実施例１の粗化処理液に代え
て、一般に黒化処理と呼ばれる、亜塩素酸ナトリウムを
１００ｇ／リットル、水酸化ナトリウムを２０ｇ／リッ
トル、リン酸ナトリウムを１５ｇ／リットル含有した水
溶液よりなる酸化処理液を用いて、９６℃で１分処理し
たこと以外は、実施例１と同様にしてプリント配線板を
得た。実施例１と同様にして表面粗度及び正反射率を測
定したところ、０．３μｍ及び７７％であった。

【００３４】（比較例１）実施例１と同様の組成の４０
℃の粗化処理液に、６分浸漬して粗化処理を行ったこと
以外は、実施例１と同様にしてプリント配線板を得た。
実施例１と同様にして表面粗度及び正反射率を測定した
ところ、２．９μｍ及び４０％であった。

【００３５】（比較例２）実施例１の粗化処理液による
粗化処理に代えて、不織布研磨材（バフ）［住友スリー
エム社製、商品名スコッチブライトＶＦ］を用いて粗化
処理を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、プリ
ント配線板を得た。なお、実施例１と同様にして表面粗
度及び正反射率を測定したところ、３．５μｍ及び２９
％であった。

【００３６】（評価、結果）実施例１〜６及び比較例
１，２で得られたプリント配線板の樹脂溶解状態及び熱
サイクル試験を評価した。樹脂溶解状態は、経由穴の部
分をエポキシ系接着剤にて埋め込み、経由穴のほぼ中央
で切断して経由穴の断面を露出し、切断面を研磨した
後、２００倍の光学顕微鏡により１０穴観測した。そし
て、表層の銅箔に近い部分と比較して、経由穴の内層用
基板表面の導体パターンに近い部分の熱硬化性樹脂層
が、２０μｍ以上えぐられた形状に樹脂が除去されてい
るものが発生している場合を不合格（×）とし、発生し
ていない場合を合格（○）とした。

【００３７】熱サイクル試験は、この評価用サンプル１
００個を温度サイクル試験機で、−６５℃１５分、室温
５分、１２５℃１５分及び室温５分の処理を１サイクル
とし、２００サイクル処理した。次いで評価用サンプル
の内層用基板表面の導体パターンと表層の銅箔との間の
断線の有無をテスターで評価し、断線しているものを不
合格とした。

【００３８】結果は、表１に示したように、各実施例は
各比較例と比較して、樹脂溶解状態及び熱サイクル試験
が優れていることが確認された。また、１０００カイザ
ーの光に対する正反射率が、５０〜１００％の範囲内で
ある実施例１〜４及び実施例６は、実施例５と比較し
て、熱サイクル試験の結果が特に優れていることが確認
された。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によると、経由穴を形成しようと
する部分に対応する位置の、内層用基板表面の導体パタ
ーンの表面粗度が２μｍ以下であるため、レーザー加工
時、導体パターンの表面で発生するレーザー光の乱反射
を低減することが可能となり、経由穴の周囲の熱硬化性
樹脂層の部分に発生する熱硬化性樹脂の異常溶解を抑制
し、電気的信頼性の優れたプリント配線板が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 克彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 石原 政行 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 前田 修二 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 高木 光司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 池谷 晋一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 藤原 弘明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗化処理した導体パターンを表面に形成
   した内層用基板に、熱硬化性樹脂層を介して金属箔を接
   着した後、経由穴を形成しようとする部分の金属箔を除
   去し、次いで、その金属箔を除去した部分と、内層用基
   板表面の導体パターンとの間の熱硬化性樹脂層を、炭酸
   ガスレーザー光を用いて除去して経由穴を形成し、この
   経由穴に導電性物質を付与して内層用基板表面の導体パ
   ターンと上記金属箔を電気的に接続して製造するプリン
   ト配線板の製造方法において、経由穴を形成しようとす
   る部分に対応する位置の、内層用基板表面の導体パター
   ンの表面粗度が、２μｍ以下であることを特徴とするプ
   リント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 経由穴を形成しようとする部分に対応す
   る位置の、内層用基板表面の導体パターンの１０００カ
   イザーの光に対する正反射率が、５０〜１００％である
   ことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造
   方法。
3. 【請求項３】 熱硬化性樹脂層１００重量部中に、熱硬
   化性樹脂を、５０〜１００重量部含有することを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載のプリント配線板の製造
   方法。