JPH09326565A - 多層プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路表面のスルーホール径を非常に小さくす
ることにより、回路密度や表面実装密度を向上させるこ
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。 【解決手段】 絶縁層と回路とを順次複数積層して形成
された多層プリント配線板において、前記回路が両面に
形成される少なくとも最外層の絶縁層は無機繊維を含有
しない絶縁樹脂層からなり、該絶縁樹脂層の両側に形成
された回路は円錐形状のスルーホールで接続されてお
り、該円錐形状のスルーホールの外側の穴径（上穴径）
と内側の穴径（下穴径）との比が上穴：下穴＝１：１．
２５〜１０であることを特徴とする多層プリント配線
板、及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、多層プリント配
線板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、回路表面
のビアホール径を非常に小さくすることにより、回路密
度や表面実装密度を向上させることができる多層プリン
ト配線板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から電子産業で使用されているプリン
ト配線板用積層板は、ガラスクロス、クラフト紙、ガラ
ス不織布等にフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂を含浸し、半硬化状態としたプリプレグの片面ま
たは両面に銅箔を張り合わせて積層することにより製造
される場合が多い。また上記銅張り積層板の両面に回路
形成を行って内層材を作成し、さらにプリプレグを介し
て銅箔を両面に張り合わせて回路を形成した多層プリン
ト配線板も製造されている。また、配線密度や、表面実
装密度を上げるために、両面銅張り積層板にスルーホー
ルを形成し、該スルーホールのメッキ処理を行った後、
内層材側に面する片面若しくは両面に回路形成を行った
外層材をプリプレグを介して内層材上に積層して多層化
する方法も一般的である。この方法により製造される多
層プリント配線板は、非貫通スルーホールを有すること
により、回路設計の自由さが改善されることから、回路
密度が飛躍的に向上する。

【０００３】さらに近年になって、多層プリント配線板
の表面にレーザー光線やプラズマ処理または薬液により
微細な非貫通スルーホールを形成する方法も提案されて
いる。この方法によりドリル等によるスルーホール加工
よりも大幅に小さなスルーホールを形成することができ
ることから、回路密度がさらに向上する方法として着目
されている。

【０００４】しかしながら、上記したような従来の多層
プリント配線板の製造方法では以下のような問題があ
る。すなわち、銅張り積層板にドリルによるスルーホー
ルを形成し、さらに多層化する方法では、スルーホール
直径を２００μｍ以下にすることが困難である点であ
る。また、外層材積層後にレーザー光線やプラズマ処理
または薬液により非貫通スルーホールを形成する方法に
おいては、非貫通スルーホールの大きさは十分に微小化
できるものの、非貫通スルーホールの大きさが小さくな
るに従い、非貫通スルーホール形成後の処理、例えば非
貫通スルーホール内面を洗浄する処理（デスミア処理）
やメッキ処理に使用される薬液の浸透が悪くなり、製造
される多層プリント配線板のスルーホール導通の信頼性
に問題を生じる場合がある。この問題に対しては非貫通
スルーホール上部（回路表面側）の直径を、下部（内層
側）よりも大きくすることにより対応されているが、こ
れはスルーホールを小さくして回路密度や表面実装密度
を上げることとは逆行するために、好ましい対策とはな
っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はこれら従来技術の問題点を解決し、非貫通スルーホー
ルのプリント配線板の表面側に面したスルーホール径を
非常に小さくすることにより、回路密度や表面実装密度
を向上させ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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記従来技
術の問題点について鋭意研究を重ねた結果、多層プリン
ト配線板の非貫通スルーホールの外側に面した穴（上
部）の直径を内側に面した穴（下部）の直径よりも小さ
くすることにより、上記従来技術の問題点を解決し、回
路密度や表面実装密度を向上させることができる、本発
明を完成するに至ったものである。

【０００７】すなわち、本発明の多層プリント配線板
は、絶縁層と回路とを順次複数積層して形成された多層
プリント配線板において、前記回路が両面に形成される
少なくとも最外層の絶縁層は無機繊維を含有しない絶縁
樹脂層からなり、該絶縁樹脂層の両側に形成された回路
は円錐形状のスルーホールで接続されており、該円錐形
状のスルーホールの外側の穴径（上穴径）と内側の穴径
（下穴径）との比が上穴：下穴＝１：１．２５〜１０で
あることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の多層プリント配線板の製造
方法は、無機繊維を含有しない絶縁樹脂層と該絶縁樹脂
層の両面に形成された銅箔とからなる銅張り積層板を形
成し、該銅張り積層板の上下銅箔面にそれぞれエッチン
グによりそれぞれ円形の穴を形成し、一方の銅箔側に形
成された上穴と他方の銅箔側に形成された下穴との直径
の比が上穴：下穴＝１：１．２５〜１０となるようにし
た後、前記銅箔をマスクとしてレーザー光線またはプラ
ズマ処理により前記円形に露出した樹脂層に円錐形状の
スルーホールを形成し、該スルーホール面にメッキ処理
及びエッチングにより上下銅箔面に若しくは下穴面側の
銅箔面に回路を形成した積層板を得、該積層板をプリプ
レグの外側に前記配線板の下穴面側を前記プリプレグに
対向させて積層して非貫通スルーホールを有する多層プ
リント配線板を得ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明を実施するための形態】以下に、本発明の多層プ
リント配線板を図面に基づいて詳しく説明する。図１
は、本発明の多層プリント配線板の構造及び製造工程を
示す。図１中、１は絶縁層、２は銅箔、３は上穴、４は
下穴、５はスルーホール、６は無電解または電解メッキ
層、７はランド部を有する内層回路、８は絶縁層（プリ
プレグ）及び９はランド部を有する外層回路、９’は外
層回路及び１０は貫通スルーホールをそれぞれ示す。

【００１０】本発明の多層プリント配線板では、絶縁層
の両面に回路が形成される少なくとも最外層の絶縁層は
無機繊維を含有しない絶縁樹脂層からなる。この絶縁樹
脂層には、無機繊維質及び無機充填剤を含有しないエポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂が用いら
れる。一方、多層プリント配線板の内層側の絶縁層に
は、無機繊維質及び無機充填剤を含有する樹脂を用いて
もよい。

【００１１】前記絶縁層の両面には所望の回路パターン
が形成されており、該回路が両面に形成された少なくと
も最外層の絶縁層には円錐形状のスルーホールが形成さ
れている。この最外層の絶縁層に設けられるスルーホー
ルは、外側から内側に向かって漸次穴径が大きく形成さ
れる。ここで、該円錐形状のスルーホールの外側の穴径
（上穴径）と内側の穴径（下穴径）との比は、上穴：下
穴＝１：１．２５〜１０であることが好ましい。一方、
多層プリント配線板の内層材の絶縁層に設けられるスル
ーホールは、円錐形状でも円筒形状でも良い。このスル
ーホールには、無電解メッキ法または無電解及び電解メ
ッキ法によるメッキ処理が施され、両面に形成された回
路はこのスルーホールで接続されている。

【００１２】このように両面に回路パターン（内層及び
外層回路）を有し、両回路パターン間の導通性を有する
スルーホールが形成された積層板が、穴径の大きい下穴
面側（内層側）で絶縁層を介して、例えば、図１（ｆ）
のように穴の中心が一致するように、絶縁層となるプリ
プレグ８の両面に各々前記積層板の下穴面側をプリプレ
グに対向させてプレス成形により積層されている。一
方、多層プリント配線板を形成する場合に、内層側の両
面に回路パターンを有する絶縁層は、前記最外層の絶縁
層におけるような限定はなく、任意に配置することがで
き、下穴面側で積層してもよく、また上穴面側で積層し
てもよい。

【００１３】このように積層された、本発明の多層プリ
ント配線板は、その表面側にチップ電子部品用の微細な
非貫通穴を有する。本発明では、回路パターンを有する
積層板に導通性を備えた貫通穴が形成された積層板をプ
リプレグを介して複数枚積層して所望の層数を有する多
層プリント配線板とすることができる。

【００１４】次に、本発明の多層プリント配線板の製造
方法について図１を用いて詳しく説明する。 （ａ）まず、無機繊維質及び無機充填剤を含有しないエ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂を用い
て絶縁層１とし、該絶縁層１の両面に銅箔２を張り合わ
せて積層板を形成する（図１（ａ））。絶縁層１の厚み
は、４０〜１０００μｍが好ましい。また、銅箔２の厚
みは、１８〜３５μｍが好ましい。 この積層板を形成
する工程では、樹脂層を有するいわゆる樹脂付き銅箔２
枚を樹脂面同士を合わせて硬化させる方法や、ポリイミ
ド等の樹脂フィルムの両面に銅箔等の金属箔を接着剤を
使用して張り合わせる方法や、前記樹脂付き銅箔を使用
して張り合わせる方法が採用される。このときに、次工
程でレーザー光線やプラズマにより穴加工をするので、
前記したようにガラスクロスや無機充填剤を含まない樹
脂層であることが必要である。

【００１５】（ｂ）次に、該積層板の上下銅箔面にエッ
チングにより、上下穴の中心線を合わせてそれぞれ円形
の穴３、４の直径が上穴：下穴＝１：１．２５〜１０の
範囲で形成する（図１（ｂ））。ここで、該積層板の上
穴の穴径は５０μｍ以上が好ましい。この上下銅箔面に
それぞれの円形の穴３、４を形成する工程は、一般的な
金属エッチングによる方法で行うことができる。前記上
穴：下穴の比が１：１．２５未満の場合は、通常の円筒
形状に近いスルーホールとなり、スルーホール形成後の
スルーホール内面を洗浄するデスミア処理やメッキ処理
に使用される薬液の浸透が悪くなり、製造上好ましくな
い。一方、上穴：下穴の比が１：１０を越えると、内層
回路の穴径が極端に大きくなり、回路密度が低下する。

【００１６】（ｃ）このように上下銅箔面に穴が形成さ
れた積層板を、銅箔をマスクとしてレーザー光線または
プラズマ処理により、円形に露出した樹脂層にスルーホ
ール５を形成する（図１（ｃ））。この工程では、
（ｂ）工程で銅箔が除去されて樹脂層が露出した部分を
レーザー光線またはプラズマ処理により、断面が傾斜し
た貫通穴を形成する工程である。このときにレーザー光
線やプラズマの種類やエネルギー量を、銅箔表面に影響
しないように調整することにより、露出した絶縁樹脂部
分のみを選択的に除去することができる。レーザー光線
による穴あけの場合は、穴径が大きい面側から、レーザ
ー光線を貫通するまで照射する。もしくは、穴径が大き
い面側から貫通しない程度に照射した後に、穴径の小さ
い面からも照射を行い貫通させてもよい。

【００１７】（ｄ）次に、該貫通穴の内壁面及び銅箔表
面上に無電解メッキまたは無電解及び電解メッキにより
メッキ処理６を施して上下銅箔面間の導通性を確保する
（図１（ｄ））。この（ｄ）の工程では、（ｃ）工程で
形成した貫通穴をメッキ処理することにより、両面の導
電性回路を導通させることができる。このときにメッキ
液やその前工程であるデスミア液は、穴が円錐形状で貫
通しているために液の流れがよく、デスミアの効果や、
メッキ析出展着性に優れる。

【００１８】（ｅ）このようにメッキ処理されたスルー
ホール面を保護して、下側銅箔面上にスルーホール部に
ランド部を有する所望の回路パターン７をエッチングに
より形成し、内層回路を有する積層板を形成する（図１
（ｅ））。

【００１９】（ｆ）次に、このように片面に回路が形成
された積層板２枚を、穴径が大きい下穴面４と絶縁層と
なるプリプレグ８の両面に各々前記積層板の下穴面側を
プリプレグに対向させてプレス成形し、表面側に微細な
上穴３を有する非貫通の穴５を備えた積層板を形成する
（図１（ｆ））。この絶縁層となるプリプレグ８には、
前記したように無機繊維質及び無機充填剤を含有するガ
ラス−エポキシ樹脂等を用いてもよい。４層を越える多
層のプリント配線板を形成する場合には、内層材の上に
プリプレグを介して（ｅ）の工程で得られた積層板をプ
リプレグに対して前記スルーホールの上穴側が外面とな
るように積層する。また、内層材として使用する両面に
回路パターンを有する絶縁層に設けられるスルーホール
は、円錐形状でも円筒形状でも良い。

【００２０】（ｇ）さらに最外層部表面にエッチングに
より、ランド部を有する外層回路９及び外層回路９’を
形成するとともに、貫通スルーホール１０を形成し、メ
ッキにより導通をとることにより、表面側に微細な上穴
３を有する非貫通の穴５及び外層回路を備えた多層プリ
ント配線板を形成する（図１（ｇ））。このように両面
に回路が形成された多層プリント配線板の表面側のラン
ド部９にチップ部品が実装される。

【００２１】「本発明の応用例」本発明は、銅箔等の導
電性金属箔を使用してエッチングにより回路を形成する
いわゆるサブストラクト法でのプリント配線板の製造方
法を示しているが、無電解メッキにより回路を形成する
いわゆるアディティブ法を、製造工程の一部に取り入れ
ることも可能である。また本発明に示した方法を繰り返
すことにより、さらに多層化されたプリント配線板も製
造できる。

【００２２】

【本発明の効果】本発明の多層プリント配線板の製造方
法は、表面の非貫通スルーホールが非常に小さいため
に、回路密度や表面実装密度を向上させる手法として有
用である。また得られた多層プリント配線板は、表面の
非貫通スルーホールは、まず円錐形状のスルーホールと
して形成されたのち積層されるので、微小な非貫通スル
ーホールにもかかわらず、デスミアやメッキ処理での問
題がなく、信頼性に優れた高密度プリント配線板とな
る。

【００２３】このような本発明の高密度プリント配線板
により、従来技術での基板の限界実装密度をさらに３０
〜４０％増すことができ、従来程度の表面実装であれば
表面実装用のランド径が小さいので、配線レイアウトが
容易となり、設計に要する時間を大幅に短縮することが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさ
らに具体的に説明する。実施例１ 樹脂付き銅箔ＭＲ−５０８Ｔ−１８（三井金属鉱業製、
樹脂厚さ８０μｍ、銅箔厚さ１８μｍ）２枚を樹脂面同
士を重ねて、１７０℃、２５ｋｇｆ／ｃｍ² にて１時間
加圧加熱して１６０μｍの絶縁層を有する銅張り積層板
を得た。

【００２５】このようにして得られた銅張り積層板の銅
箔面に、片側に１００μｍの穴４（下穴）及び中心線を
合わせてその反対側に７０μｍの穴３（上穴）をエッチ
ングにより形成した。

【００２６】次に、銅箔面をマスクとして前記穴径１０
０μｍの面から炭酸ガスレーザーを照射して断面が傾斜
しているスルーホール５を形成した。

【００２７】このようにスルーホール５を形成した積層
板を、デスミア処理、エッチングによる回路形成、無電
解メッキによるスルーホールのメッキ処理６を行い、ス
ルーホールを有するプリント配線板を得た。

【００２８】このようにして得られたプリント配線板２
枚を、スルーホールの下穴面側をガラスエポキシプリプ
レグ（厚さ０．１８ｍｍ）に対向させてプレス成形して
積層し、１７５℃、２５ｋｇｆ／ｃｍ² にて１時間加圧
加熱して４層の銅箔回路を有する多層プリント配線板を
得た。上穴：下穴＝１：１．４３であった。

【００２９】上記多層プリント配線板は、表面のスルー
ホール径が７０μｍ（メッキ後３０μｍ）と非常に小さ
いため、細線回路上にビアランドを置く必要もなく、更
に微小ＳＭＴランドに直接スルーホールが形成でき、高
密度実装が可能であった。内装面の回路もビアランドの
制約がないため、高密度の配線が可能であった。また断
面観察により、スルーホールのメッキ展着性も優れてお
り、デスミア不良による導通不良の欠陥もなかった。

【００３０】実施例２ 実施例１と同様の銅張り積層板を用いて、片側に８８μ
ｍの穴（下穴）及び中心線を合わせてその反対側に７０
μｍの穴（上穴）をエッチングにより形成し、実施例１
と全く同様の手順により４層の銅箔回路を有する多層プ
リント配線板を得た。上穴：下穴＝１：１．２６であっ
た。

【００３１】実施例３ 実施例１と同様の手順で５００μｍの絶縁層を有する銅
張り積層板を作成し、片側に６５０μｍの穴（下穴）及
び中心線を合わせてその反対側に７０μｍの穴（上穴）
をエッチングにより形成し、実施例１と全く同様の手順
により４層の銅箔回路を有する多層プリント配線板を得
た。上穴：下穴＝１：９．２８であった。

【００３２】このようにして得られた実施例２と３の多
層プリント配線板は、実施例１と同様に高密度実装が可
能であった。また断面観察により、スルーホールのメッ
キ展着性も優れており、デスミア不良による導通不良の
欠陥もなかった。

【００３３】比較例１ 実施例１と同様の銅張り積層板を用いて、片側に７８μ
ｍの穴（下穴）及び中心線を合わせてその反対側に７０
μｍの穴（上穴）をエッチングにより形成し、実施例１
と全く同様の手順により４層の銅箔回路を有する多層プ
リント配線板を得た。上穴：下穴＝１：１．１１であっ
た。

【００３４】このようにして得られた比較例１の多層プ
リント配線板は、実施例１と同様に高密度実装が可能で
あったが、デスミア不良及びメッキ液の浸透が悪く導通
不良の欠陥が生じた。

【００３５】比較例２ 実施例３と同様の銅張り積層板を用いて、片側に７２０
μｍの穴（下穴）及び中心線を合わせてその反対側に７
０μｍの穴（上穴）をエッチングにより形成し、実施例
１と全く同様の手順により４層の銅箔回路を有する多層
プリント配線板を得た。上穴：下穴＝１：１０．２８で
あった。

【００３６】このようにして得られた比較例２の多層プ
リント板は、実施例３と同様に高密度実装が可能であっ
た。また断面観察により、スルーホールのメッキ展着性
も優れており、デスミア不良による導通不良の欠陥もな
かったが、内層回路の穴径が極端に大きく、内層回路密
度が低下した。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の多層プリント配線板の構造及び製造
工程を示す。

【符号の説明】

１：絶縁層、２：銅箔、３：上穴、４：下穴、５：スル
ーホール、６：無電解または電解メッキ層、７：ランド
部を有する内層回路、８：絶縁層（プリプレグ）、９：
ランド部を有する外層回路、９’：外層回路、１０：貫
通スルーホール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 充広 神奈川県横須賀市内川１丁目７番１号株式 会社マルチ内 (72)発明者 小林 建一 神奈川県川崎市中原区上小田中２丁目４番 12号株式会社神和内 (72)発明者 佐藤 哲朗 埼玉県上尾市鎌倉橋656−２三井金属鉱業 株式会社銅箔事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層と回路とを順次複数積層して形成
   された多層プリント配線板において、前記回路が両面に
   形成される少なくとも最外層の絶縁層は無機繊維を含有
   しない絶縁樹脂層からなり、該絶縁樹脂層の両側に形成
   された回路は円錐形状のスルーホールで接続されてお
   り、該円錐形状のスルーホールの外側の穴径（上穴径）
   と内側の穴径（下穴径）との比が上穴：下穴＝１：１．
   ２５〜１０であることを特徴とする多層プリント配線
   板。
2. 【請求項２】 無機繊維を含有しない絶縁樹脂層と該絶
   縁樹脂層の両面に形成された銅箔とからなる銅張り積層
   板を形成し、該銅張り積層板の上下銅箔面にそれぞれエ
   ッチングによりそれぞれ円形の穴を形成し、一方の銅箔
   側に形成された上穴と他方の銅箔側に形成された下穴と
   の直径の比が上穴：下穴＝１：１．２５〜１０となるよ
   うにした後、前記銅箔をマスクとしてレーザー光線また
   はプラズマ処理により前記円形に露出した樹脂層に円錐
   形状のスルーホールを形成し、該スルーホール面にメッ
   キ処理及びエッチングにより上下銅箔面に若しくは下穴
   面側の銅箔面に回路を形成した積層板を得、該積層板を
   プリプレグの外側に前記配線板の下穴面側を前記プリプ
   レグに対向させて積層して非貫通スルーホールを有する
   多層プリント配線板を得ることを特徴とする多層プリン
   ト配線板の製造方法。