JPH10256737A - プリント配線基板の製造方法およびプリント配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層構造を有するプリント配線基板におい
て，ターゲットを明瞭に読みとり高精度な層間位置合わ
せができるプリント配線基板の製造方法およびそのプリ
ント配線基板を提供すること。 【解決手段】 内層にターゲット１１Ａを設けるととも
にレーザ加工でこれを露出させた状態でアライメントを
行い，ビアホール形成加工のための位置合わせデータを
取得するようにした。これにより，アライメント時に表
面が粗化されていても，また層間層内にエポキシプリプ
レグに起因するガラス繊維層が含まれていたりしても，
ターゲット１１Ａが露出しているので明瞭にこれを認識
してアライメントを行うことができ，位置合わせ精度が
高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，多層構造を有する
プリント配線基板に関し，さらに詳細には，層間のパタ
ーン合わせ精度を向上させたプリント配線基板の製造方
法およびそのプリント配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層構造のプリント配線基板において
は，層間でパターンの位置合わせがされていなければな
らない。このため，多層構造のプリント配線基板をビル
ドアップ法で製造する場合には，すでにパターン形成さ
れている内層のパターンに合わせて次の層を加工するこ
とになる。なぜなら，内層パターンの形成の際に寸法誤
差が不可避的に生じるからである。従来は，このパター
ン合わせを次のように行っていた。

【０００３】すなわち，内層パターンの一部に，次の層
のパターン合わせ（アライメント）のための基準となる
部分（以下，「アライメントターゲット」という）を設
定しておき，そのパターン加工およびその次の層の層間
材の形成がなされている基板について，内層パターンの
アライメントターゲットを直接にもしくはバックライト
で読みとり，その位置を認識する。そして，その認識し
た位置に基づいて次の層のパターンデータを補正し，補
正したパターンデータにより加工を行うのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記し
たような従来のやり方では，十分なパターン合わせ精度
が得られない場合があった。なぜなら，層間材の中には
エポキシプリプレグに起因するガラス繊維層が含まれて
いたり，読みとり時には既に表面に粗化が施されていた
りする。このため，アライメントターゲットの読みとり
ができなかったり，あるいは図１５に示すようにぼやけ
たアライメントターゲット像しか読みとることができず
最良でも５０ηｍ程度のパターン合わせ精度しか得られ
なかったりする。これでは精度が不十分で，層間でのパ
ターン不一致によりショートやビアの不接続等の製品不
良が発生し，歩留まりが悪かった。

【０００５】本発明は，前記した従来技術が有する問題
点を解決するためになされたものである。すなわちその
課題とするところは，多層構造を有するプリント配線基
板において，アライメントターゲットを明瞭に読みとり
高精度な層間パターン合わせができるプリント配線基板
の製造方法およびそのプリント配線基板を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的と
してなされた請求項１に係る発明は，２以上の配線パタ
ーン層を有するプリント配線基板の製造方法であって，
アライメントターゲットを含む内パターン層を形成し，
前記内パターン層の上に層間材層を形成し，前記層間材
層を加工して前記アライメントターゲットを露出させ，
露出した前記アライメントターゲットを基準にして外パ
ターン層の形成を行うことを特徴として特定される。

【０００７】この製造方法では，内パターン層が形成さ
れる際に，後に形成される外パターン層のパターン合わ
せのためのアライメントターゲットもパターンの一部に
含めて形成される。次に，層間材層が形成された後，こ
の層間材層が加工され，アライメントターゲットが露出
させられる。そして，露出しているアライメントターゲ
ットを基準にして外パターン層の形成が行われる。すな
わち，露出しているアライメントターゲットを観察して
パターン合わせし，その合わせた状態で外パターン層の
形成を行うのである。したがって，パターン合わせ時に
アライメントターゲットが露出しているので，これを明
瞭に読みとることができ，内パターン層と外パターン層
との層間パターン合わせの精度が高い。

【０００８】ここで，内パターン層および外パターン層
は，２つの配線パターン層を有するプリント配線基板に
おける配線パターン層の他，３以上の配線パターン層を
有するプリント配線基板における配線パターン層であっ
てもよい。また，層間材層が加工される領域は，アライ
メントターゲットの縁辺を含んでいる。通常，配線パタ
ーン層（アライメントターゲットを含む）は，導電性の
金属または合金であり，層間材層は絶縁性の樹脂系材料
が多用される。そこで，加工の手段としては，層間材層
を攻撃するが配線パターン層は攻撃せず，かつ上下方向
の異方性があるものが使用される。このような加工手段
として，レーザ加工が挙げられる。なお，アライメント
ターゲットが露出した後も加工を継続し，アライメント
ターゲットを外部に対して浮き出させるようにしてもよ
い。また，内パターン層の中に形成されるアライメント
ターゲットの個数は，１個に限らず２個以上であっても
よい。

【０００９】また，請求項２に係る発明は，請求項１に
記載するプリント配線基板の製造方法であって，前記ア
ライメントターゲットが，外部を通る直線で結ぶことが
できる２点を選択可能な形状であることを特徴として特
定される。

【００１０】この製造方法では，内パターン層のパター
ンの一部として形成され層間パターン合わせの基準であ
るアライメントターゲットの形状が，外部を通る直線で
結ぶことができる２点を選択可能な形状である。ここ
で，外部を通る直線で結ぶことができる２点を選択可能
な形状とは，端的にいえば環状部もしくは凹部を有する
形状のことであり，曲線と折れ直線とのいずれで区画さ
れていてもよい。例えば図１４の（ａ）に示すような円
環形状（内側の形状を指し，外側の形状は関係ない）
は，穴を挟んだ両側のＸ₁点とＸ₂点とを結べば外部
（穴）を通ることになるので，ここでいう「形状」に該
当する。また，図１４の（ｂ）に示すような「コ」字状
の形状も，両腕部分のＸ₃点とＸ₄点とを結べば外部を通
ることになるので，ここでいう「形状」に該当する。ア
ライメントターゲットがこのような形状であるため，パ
ターン合わせの精度が高い。

【００１１】また，請求項３に係る発明は，請求項２に
記載するプリント配線基板の製造方法において，前記ア
ライメントターゲットが環状部分を有し，前記層間材層
の加工が前記環状部分の穴を含む領域に行われることを
特徴として特定される。

【００１２】この製造方法では，アライメントターゲッ
トの形状が，環状部分を有する形状である。環状部分と
は，前記した図１４の（ａ）に示すような円環形状はも
ちろん，四角形等の多角形やあるいはその他の形状でも
よい。そして，アライメントターゲットを露出させるた
めに層間材層が加工される際に，その加工領域に環状部
分の穴が含まれているので，加工によりアライメントタ
ーゲットを周囲から孤立させる必要がなく，安定した状
態でアライメントターゲットを読みとってパターン合わ
せを行うことができる。

【００１３】また，請求項４に係る発明は，請求項１な
いし請求項３のいずれか１つに記載するプリント配線基
板の製造方法であって，前記アライメントターゲットの
下方に内部層が設けられており，前記層間材層を加工す
る際に前記内部層をストッパとして用いることを特徴と
して特定される。

【００１４】この製造方法では，アライメントターゲッ
トを一部に含む内パターン層よりさらに下方に内部層が
設けられており，層間材層を加工する際にこの内部層
が，加工に対して耐性のあるストッパとして用いられ
る。すなわち，アライメントターゲットが露出した後も
加工を継続しても，ストッパが露出するに至るとそれ以
上加工が進むことはない。このため，加工の終期の管理
にさほど厳密性を要求されない。

【００１５】また，請求項５に係る発明は，内パターン
層と，それより上層の外パターンとを有するプリント配
線基板であって，前記内パターン層に，外パターン層の
パターン合わせの基準であるアライメントターゲットが
含まれ，前記アライメントターゲットの形状が，外部を
通る直線で結ぶことができる２点を選択可能なものであ
ること特徴として特定される。

【００１６】このプリント配線基板では，製造時におい
て，内パターン層の一部であるアライメントターゲット
が露出した状態で外パターン層の形成のためのパターン
合わせができるので，層間位置精度が高く，不良品率が
著しく低い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，本発明を具体化した実施の
形態について，図面を参照しつつ詳細な説明を行う。最
初に第１の実施の形態として，２層の配線パターン層
（内層と外層）を有するプリント配線基板の製造方法を
説明する。

【００１８】［第１の実施の形態］まず，本実施の形態
に係るプリント配線基板の製造方法の概要を説明する。
この製造方法の手順の概略は，図１に示される。すなわ
ち，内々層および層間材の形成（＃１）と，内層および
層間材の形成（＃２）と，ターゲット露出加工（＃３）
と，アライメント（＃４）と，ビア加工（＃５）と，外
層の形成（＃６）とを順に実行することにより多層構造
のプリント配線基板を製造するのである。以下これらを
順次説明する。

【００１９】（＃１，内々層および層間材の形成）最初
に図２に示すように，原板である絶縁基板９０上に銅箔
をプレスにより積層し，これをエッチングによりパター
ニングして内々層を形成する。ここで形成された内々層
のパターンには，後のターゲット露出加工（＃３）の際
に加工を停止させるためのストッパ１０が含まれてい
る。ストッパ１０は，次に述べるアライメントターゲッ
トが形成される位置の下方に相当する位置に設けられ
る。そして，絶縁性の樹脂層である層間材３０をストッ
パ１０（内々層）の上にプレスにより積層して形成す
る。

【００２０】（＃２，内層および層間材の形成）次に，
層間材３０上にさらに，銅箔の積層およびパターニング
と絶縁層の積層とを行う。これにより，内層１１と層間
材３１とが形成される（図３参照）。ここで形成された
内層１１のパターンには，後のアライメント（＃４）の
際の合わせ基準となるアライメントターゲット（以下，
単に「ターゲット」という）が含まれている。図４の平
面図に示すように，ターゲット１１Ａは，絶縁基板９０
の四隅に設けられる。そしてこれらターゲット１１Ａの
下方には，図４には現れないが，前記したように内々層
のパターンの一部であるストッパ１０が存在している。
これらのターゲット１１Ａは円環形状であり，穴１１Ｂ
を有している。穴１１Ｂの径は，２００μｍである。ま
た，図４中破線より内側の領域には，内層１１の一部と
して所定の配線パターンが形成されており，その中に
は，内層１１と後に形成される外層との導通をとるため
のビアホールが形成される箇所１１Ｃがいくつか含まれ
ている。

【００２１】（＃３，ターゲット露出加工）そして，絶
縁基板９０をレーザ加工機にセットし，層間材３１に覆
われているターゲット１１Ａを露出させるためのレーザ
加工を行う。このとき，絶縁基板９０のレーザ加工機上
での位置合わせは，通常のピン合わせによる粗い合わせ
方でよい。そして，５．０ｍｍφのマスクを用い加工径
が３００μｍになるように穴１１Ｂを狙ってレーザ光を
照射する。すると，層間材３１が穴１１Ｂを中心に３０
０μｍ径で深さ方向に加工される。そしてターゲット１
１Ａに達すると，銅はレーザ光により加工されないの
で，穴１１Ｂの内側の領域のみでさらに層間材３０に対
して加工が進む。その領域での加工がストッパ１０に達
すると加工は終了し，図５の（ａ）の断面図のような形
状が得られる。この状態では，ターゲット１１Ａのうち
穴１１Ｂの周辺部分が上方に向けて露出している。この
加工は，四隅のターゲット１１Ａすべてについて行われ
る。なお，加工のためのレーザ光としては，ＣＯ₂レー
ザやエキシマレーザ等がよく使用される。

【００２２】（＃４，アライメント）ここで，露出して
いるターゲット１１Ａを利用して，絶縁基板９０のアラ
イメント（精密なパターン合わせ）を行う。すなわち，
＃３でレーザ加工を行った箇所を上方から観察すると，
図５の（ｂ）に示すように，穴１１Ｂの平面形状を明瞭
に認識することができ，５μｍ程度の高い精度でターゲ
ット１１Ａの位置データを得ることができる。これは，
図５の（ａ）に示したように加工した領域内ではターゲ
ット１１Ａが上方に露出しているからである。したがっ
て，この時点までに層間材３１の表面に粗化が施されて
いたり，あるいは層間材３１にガラス繊維層等が含まれ
ていたりしても，それらのことには全く影響されない。
すなわち絶縁基板９０の状況を問わず常に，明瞭にター
ゲット１１Ａを認識することができる。このようにして
四隅のターゲット１１Ａすべてを認識すると，アライメ
ントデータが得られたことになる。このアライメントデ
ータには，内層１１のパターン形成の際の寸法誤差，絶
縁基板９０をレーザ加工機にセットしたときの位置誤
差，同じく角度誤差の情報が含まれている。

【００２３】（＃５，ビア加工）そして，得られたアラ
イメントデータに基づいてビア加工を行う。このためま
ず，アライメントデータに含まれる角度誤差の情報に基
づいて，レーザ加工機の載置台が回転され，角度が補正
される。その上で，ビアホール形成箇所１１Ｃに対しレ
ーザ加工が行われる。このとき加工位置は，設計データ
に対しアライメントデータに基づく補正が施されて決定
される。このため，その加工位置は内層１１のパターン
に高精度で合致している。加工位置では，層間材３１が
レーザ光により深さ方向に加工され，図６の断面図に示
すように内層１１が露出する。なお，このビア加工のと
きには，前記したターゲット露出加工のときとは異なり
１．８ｍｍφのマスクを用いる。

【００２４】（＃６，外層の形成）ビア加工の後，外層
をビルドアップする。このため，触媒処理等の必要な前
処理を施してからメッキを行い，パターニングして図７
の断面図に示すように外層１２をビルドアップする。こ
の状態では，＃５のビア加工を施した場所に内層１１と
外層１２との導通をとるビアホール２０が形成されてい
る。かくして，内層１１と外層１２との間の層間パター
ン合わせ精度のよいプリント配線基板が製造される。か
くして製造されたプリント配線基板は，層間パターンの
合わせ精度がよいため，ビアホール２０の不接続やある
いは接続すべきでない場所でのショート等の不良品が著
しく少なく，歩留まりが高い。

【００２５】［第２の実施の形態］次に，３層の配線パ
ターン層を有するプリント配線基板の製造方法を説明す
る。この実施の形態は，前記した内層１１，外層１２の
他，外層１２のさらに外側にもう１つの配線層（外々
層）を設け，外層１２と外々層との間のパターン合わせ
についても高精度化を図ったものである。この場合の製
造方法の手順の概略は，図８に示すようになる。基本的
には，前記した第１の実施の形態の場合の手順を２回繰
り返すものである。以下，相違点を中心に説明する。

【００２６】（＃２’，内層および層間材の形成）＃１
の内々層１０および層間材３０の形成については第１の
実施の形態の場合と異なるところはないが，内層１１を
形成する際，そのパターンにはターゲット１１Ａばかり
でなく，後のターゲット露出加工（＃７）の際に加工を
停止させるためのストッパ１１Ｄが含まれている（図
９）。ストッパ１１Ｄは，後にターゲット１２Ａが形成
される位置の下方に相当する位置に設けられる。層間材
３１の形成および＃３のターゲット１１Ａの露出加工か
ら＃５のビア加工までは，第１の実施の形態の場合と異
なるところはない。

【００２７】（＃６’，外層および層間材の形成）ビア
加工後に外層１２をビルドアップする際，そのパターン
にターゲット１２Ａを含める。ターゲット１２Ａは，タ
ーゲット１１Ａと同様の円環形状であり，穴１２Ｂを有
している。そして，内々層１０や内層１１の場合と同様
に，外層１２の上に層間材３２を積層して形成する（図
１０）。

【００２８】（＃７，ターゲット露出加工）そして，絶
縁基板９０をレーザ加工機にセットし，層間材３２に覆
われているターゲット１２Ａを露出させるためのレーザ
加工を行う。このレーザ加工は，＃３の場合と同様に，
絶縁基板９０をレーザ加工機上に載置した状態で，穴１
２Ｂを狙って加工径が３００μｍになるようにレーザ光
を照射して行う。すると，層間材３２が穴１２Ｂを中心
に３００μｍ径で深さ方向に加工され，加工がターゲッ
ト１２Ａに達してからは穴１２Ｂの内側の領域のみでさ
らに層間材３１に対して加工が進む。その領域での加工
がストッパ１１Ｄに達すると加工は終了し，図１１の断
面図のような形状が得られる。この状態では，ターゲッ
ト１２Ａのうち穴１２Ｂの周辺部分が上方に向けて露出
している。

【００２９】（＃８，アライメント）ここで，露出して
いるターゲット１２Ａを利用して，絶縁基板９０のアラ
イメントを行う。すなわち，＃４の場合と同様に，＃７
でレーザ加工を行った箇所を上方から観察してターゲッ
ト１２Ａの位置データを得て，寸法誤差，位置誤差，角
度誤差の情報を含むアライメントデータを取得する。

【００３０】（＃９，ビア加工）そして，＃８で得たア
ライメントデータに基づいて，＃５の場合と同様に，ビ
ア加工を行う。このときの加工位置は，設計データに対
しアライメントデータに基づく補正が施されて決定され
るので，その加工位置は外層１２のパターンに高精度で
合致している。加工位置では，層間材３２がレーザ光に
より深さ方向に加工され，図１２の断面図に示すように
外層１２が露出する。

【００３１】（＃１０，外々層の形成）ビア加工の後，
外々層をビルドアップする。このため，触媒処理等の必
要な前処理を施してからメッキを行い，パターニングし
て図１３の断面図に示すように外々層１３をビルドアッ
プする。この状態では，＃９のビア加工を施した場所に
外層１２と外々層１３との導通をとるビアホール２１が
形成されている。かくして，内層１１と外層１２との間
および外層１２と外々層１３との間の層間パターン合わ
せ精度のよいプリント配線基板が製造される。かくして
製造されたプリント配線基板は，層間パターンの合わせ
精度がよいため，ビアホール２０，２１の不接続やある
いは接続すべきでない場所でのショート等の不良品が著
しく少なく，歩留まりが高い。

【００３２】以上詳細に説明したように，前記各実施の
形態では，内層１１のパターンの一部として，ターゲッ
ト１１Ａを設けるとともにこれをレーザ加工で露出さ
せ，その露出しているターゲット１１Ａを基準にアライ
メントしてビアホールを形成することとしたので，アラ
イメント時の基板の表面状態や層間材の性状にかかわら
ず明瞭にターゲット１１Ａを認識して高精度なアライメ
ントデータを得ることができる。このため，内層１１と
外層１２との層間の位置合わせ精度が高く，不良品発生
率が著しく低い。また，ターゲット１１Ａを設けるに先
だって内々層１０のパターンの一部にストッパ１０を設
けることとしたので，ターゲット１１Ａを露出させるレ
ーザ加工を行う際にターゲット１１Ａの穴１１Ｂの部分
での加工はストッパ１０により停止される。このため，
加工終了のタイミングをあまり厳密に管理しなくてもよ
い。

【００３３】また，外層パターン１２の一部として，タ
ーゲット１２Ａを設けるとともにこれをレーザ加工で露
出させ，その露出しているターゲット１２Ａを基準にア
ライメントして次段のビアホールを形成することとした
ので，外層１２と外々層１３との層間の位置合わせ精度
も同様に高い。

【００３４】なお，本発明は前記各実施の形態に何ら限
定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内で
種々の改良，変形が可能であることはもちろんである。
例えば，前記各実施の形態では，ターゲット１１Ａ，１
２Ａを露出させるレーザ加工を停止させるためにストッ
パ１０，１１Ｄを設けたが，これらを省略することも考
えられる。ストッパ１０，１１Ｄがない場合には，レー
ザ加工の終了時をより正確に管理しなければならない
が，反面，アライメント時に穴１１Ｂ，１２Ｂの部分
（図５の（ｂ））が粗いのでターゲット１１Ａ，１２Ａ
とのコントラストがより明確になる利点もある。

【００３５】また，ターゲット１１Ａ，１２Ａの形状
は，前記した円環形状に限るものではなく，位置合わせ
の基準として使用しうるいかなる形状であってもよい。
例えば図１４で説明したような，外部を通る直線で結ぶ
ことができる２点を選択可能な形状，端的に言えば環状
部もしくは凹部を有する形状であれば，ターゲットの位
置の２時限的な把握や角度の認識ができ，アライメント
の基準として適した形状であるといえる。円環形状はそ
の代表例であるが，このほか，半円，多角形環，「コ」
字状その他いろいろな形状が考えられる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば，多層構造を有するプリント配線基板において，
アライメント時に表面状態等にかかわらずターゲットを
明瞭に読みとることができるので，層間位置合わせを高
精度に行うことができ，良品率の著しく高いプリント配
線基板の製造方法およびそのプリント配線基板が提供さ
れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】２層間の位置合わせを行う場合の処理フローで
ある。

【図２】内々層と層間材とを形成した状態を示す断面図
である。

【図３】内層と層間材とを形成した状態を示す断面図で
ある。

【図４】内層パターンの概略を説明する平面図である。

【図５】レーザ加工によるターゲットの露出を説明する
断面図である。

【図６】ビア加工を説明する断面図である。

【図７】外層を形成した状態を示す断面図である。

【図８】３層間の位置合わせを行う場合の処理フローで
ある

【図９】内層と層間材とを形成した状態を示す断面図で
ある。

【図１０】外層と層間材とを形成した状態を示す断面図
である。

【図１１】レーザ加工によるターゲットの露出を説明す
る断面図である。

【図１２】ビア加工を説明する断面図である。

【図１３】外々層を形成した状態を示す断面図である。

【図１４】ターゲットの望ましい形状を説明する図であ
る。

【図１５】従来の位置合わせを説明する図である。

【符号の説明】

１０ ストッパ １１ 内層 １２ 外層 １３ 外々層 １１Ａ ターゲット １１Ｄ ストッパ １２Ａ ターゲット ３１ 層間層 ３２ 層間層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２以上の配線パターン層を有するプリン
   ト配線基板の製造方法において，アライメントターゲッ
   トを含む内パターン層を形成し，前記内パターン層の上
   に層間材層を形成し，前記層間材層を加工して前記アラ
   イメントターゲットを露出させ，露出した前記アライメ
   ントターゲットを基準にして外パターン層の形成を行う
   ことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するプリント配線基板の
   製造方法において，前記アライメントターゲットが，外
   部を通る直線で結ぶことができる２点を選択可能な形状
   であることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載するプリント配線基板の
   製造方法において，前記アライメントターゲットが環状
   部分を有し，前記層間材層の加工が前記環状部分の穴を
   含む領域に行われることを特徴とするプリント配線基板
   の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１つ
   に記載するプリント配線基板の製造方法において，前記
   アライメントターゲットの下方に内部層が設けられてお
   り，前記層間材層を加工する際に前記内部層をストッパ
   として用いることを特徴とするプリント配線基板の製造
   方法。
5. 【請求項５】 内パターン層と，それより上層の外パタ
   ーンとを有するプリント配線基板において，前記内パタ
   ーン層に，外パターン層のパターン合わせの基準である
   アライメントターゲットが含まれ，前記アライメントタ
   ーゲットの形状が，外部を通る直線で結ぶことができる
   ２点を選択可能なものであることを特徴とするプリント
   配線基板。