JPH10270857A - 多層配線板の製造方法 - Google Patents

多層配線板の製造方法

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JPH10270857A JP7157897A JP7157897A JPH10270857A JP H10270857 A JPH10270857 A JP H10270857A JP 7157897 A JP7157897 A JP 7157897A JP 7157897 A JP7157897 A JP 7157897A JP H10270857 A JPH10270857 A JP H10270857A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁層をビルドアップ方式で形成する多層配線
板において、フォトマスクの汚れや作業性を悪化させる
絶縁層の粘着性を低下させる。 【解決手段】絶縁層にシリコーンモノマーとアクリルモ
ノマーを共重合した櫛形グラフトポリマーを配合するこ
とにより絶縁層表面を非粘着性にする。感光性樹脂また
は感光性と熱硬化性を併用した樹脂にシリコーンモノマ
ーとアクリルモノマーを共重合した櫛形グラフトポリマ
ーを好ましくは5〜30重量%配合して絶縁層とし、ビ
ルドアップ方式で多層配線板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線板の製造
方法に関するものであり、更に詳しくは、層間絶縁層を
ビルドアップ方式で形成する多層配線板の絶縁樹脂に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】通常の多層配線板は、内層回路を形成し
た絶縁基板上に、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸し半硬
化状態にしたプリプレグを銅箔と重ねて熱プレスにより
積層一体化した後、ドリルで層間接続用のスルーホール
をあけ、スルーホール内壁と銅箔表面上に無電解めっき
を行い、必要により更に電解めっきを行って回路導体と
して必要な厚さとした後、不要な銅を除去して多層配線
板を製造する。近年、電子機器の小型化、軽量化、多機
能化が一段と進み、これに伴い、LSIやチップ部品等
の高集積化が進みその形態も多ピン化、小型化へと急速
に変化している。この為、多層配線板は、電子部品の実
装密度を向上するために、微細配線化の開発が進められ
ている。しかしながら、配線幅の縮小には技術的に限界
があり、現在量産可能な配線幅は75〜100μmであ
る。この為、単に配線幅を縮小するだけでは大幅な配線
密度の向上が達成しにくい。また、配線密度向上の隘路
となっているのが、直径300μm前後の面積をしめる
スルーホールである。このスルーホールは、一般的にメ
カニカルドリルで形成されるために比較的に寸法が大き
く、この為配線設計の自由度が乏しくなる。これらの問
題を解決するものとして、感光性を付与した絶縁樹脂を
回路形成した絶縁基板上に形成し、フォトプロセスによ
り絶縁樹脂に微少なバイアホールを形成して層間接続す
る方法が、特公平4−55555号公報や特開昭63−
126296号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】感光性絶縁樹脂組成と
しては、コストや特性面からエポキシ樹脂を主成分とす
るのが一般的である。この場合、感光性絶縁樹脂の特性
として、めっき銅との接着性や絶縁性の他に基板に塗布
・乾燥後の状態で粘着性がないことが要求される。これ
は、液状系のワニスを用いてバイアホールを形成する場
合には、溶剤を飛散させ塗膜を形成した絶縁樹脂層表面
にフォトマスクを直接おいて紫外線露光するが、この際
にフォトマスクと絶縁樹脂層間の粘着による作業性低下
や粘着成分の付着によるフォトマスクの汚れなどを引き
起こさせないためである。また、フィルム状感光性絶縁
樹脂の場合はカバーフィルムを剥がさない限り絶縁樹脂
層表面とフォトマスクは直接接着はしないため液状系感
光性絶縁樹脂ワニスほど問題とはならない。しかし、キ
ャリアフィルムに絶縁樹脂ワニスを塗布・乾燥した後に
絶縁樹脂層表面の粘着性が強い場合、巻しわやカバーフ
ィルム剥離の際のしわ発生などが生じる。これらを解決
するためには、絶縁樹脂成分において融点が高い材料を
用いること、すなわち高分子量材料とする方法が一般的
に用いられる。しかしながら、高分子材料を用いること
は、めっき銅との接着性という点で不利になる。これ
は、高分子材料ほど粗化液に溶解しづらくなり安定的な
粗化形状を得にくくなるためである。また、高分子材科
は他材料との相溶性が悪く使用できる材料が限定されて
しまう欠点を有する。本発明は、上記した様な材料変更
を行わずにしかも特性低下を引き起こさずに絶縁樹脂層
表面を非粘着性とする感光性絶縁樹脂または感光性と熱
硬化性を併用した樹脂を用いた多層配線板を提供するも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の回路を
形成した絶縁基板の回路表面上に、絶縁層を形成し、絶
縁層に第1の回路と接続するためのバイアホールを形成
し、銅めっきによって絶縁層表面に第2の回路形成及び
バイアホールの層間接続を行って多層化する配線板の製
造方法において、絶縁層に、シリコーンモノマーとアク
リルモノマーを共重合した櫛形グラフトポリマーを含む
感光性樹脂または感光性と熱硬化性を併用した樹脂を用
いる多層配線板の製造方法である。また、本発明は、前
記シリコーンモノマーとアクリルモノマーを共重合した
櫛形グラフトポリマーを感光性樹脂または感光性と熱硬
化性を併用した樹脂の全固形分中に5〜30重量%含有
させた絶縁層であると好ましいものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に用いるシリコーンモノマ
ーとアクリルモノマーを共重合した櫛形グラフトポリマ
ーとしては、東亜合成化学工業株式会社製の商品名サイ
マックシリーズを用いることができ、具体的には、US
‐120,US‐150,US‐210,US‐27
0,US‐300,US‐350(以上商品名)等であ
る。その配合量は、感光性樹脂または感光性と熱硬化性
を併用した樹脂の全固形分中に5〜30重量%となるよ
うに含有させることが好ましい。より好ましくは、7〜
20重量%の範囲である。シリコーンモノマーとアクリ
ルモノマーを共重合した櫛形グラフトポリマーが5重量
%未満では、絶縁樹脂層表面の非粘着化が十分でなくフ
ォトマスクとの粘着が若干起こる。また、30重量%を
超えるとめっき銅との接着性の低下が生じてくる。シリ
コーンモノマーとアクリルモノマーを共重合した櫛形グ
ラフトポリマーを含有するベースとなる感光性樹脂また
は感光性と熱硬化性を併用した樹脂としては特に限定す
るものではなく、光によって架橋可能な官能基を有した
共重合体あるいは単量体を含んだ組成物若しくは光の他
に熱で架橋可能な官能基と熱開始剤を含んだ組成物また
は光と熱で架橋可能な組成物であれば何れも使用可能で
ある。
【0006】また、本発明の絶縁層組成物には、微粉末
シリカ、水酸化アルミニウム、シリカ、ケイ酸ジルコニ
ウム、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の無機
充填剤を混入すれば化学粗化した際の粗化凹凸を形成し
やすいためめっき銅との接着力向上の点から好ましく、
塗膜補強の点でも良い結果が得られる。以上説明した絶
縁層組成物を用いて、図1に示した工程で多層配線板を
製造する。図1により製造工程を以下に説明する。先
ず、第1の回路を形成した絶縁基板を用意する(図1
(a))。この絶縁基板は特に限定するものではなく、
ガラス布エポキシ樹脂、紙フェノール樹脂、紙エポキシ
樹脂、ガラス布・ガラス紙エポキシ樹脂等通常の配線板
に用いる絶縁基板が使用できる。本発明の第1の回路を
形成する方法としては、銅箔と前記絶縁基板を張り含わ
せた銅張り積層板を用い、銅箔の不要な部分をエッチン
グ除去するサブトラクティブ法や、前記絶縁基板の必要
な箇所に無電解めっきによって回路を形成するアディテ
ィブ法等、通常の配線板の製造法を用いることができ
る。次に、第1の回路を形成した回路表面上に前記絶縁
層を形成する(図1(b))。絶縁層の形成方法は、液
状の樹脂をロールコート、カーテンコート、ディプコー
ト等の方法で塗布する方式や、前記絶縁層となる絶縁樹
脂ワニスをフィルム化してラミネートで張り合わせる方
式を用いることができる。次に、絶縁層に、第1の回路
と接続するバイアホールを形成するためにフォトマスク
を介して露光し(図1(c))、未露光部分を現像液に
より食刻する方法によって絶縁層に第1の回路と接続す
るバイアホールを形成する(図1(d))。露光は、通
常の配線板のレジスト形成方法と同じ手法が用いられ
る。また、未露光部分を現像液により食刻する現像液と
しては、絶縁樹脂組成物をどのような現像タイプにする
かにより決定されるが、アルカリ現像液、準水系現像
液、溶剤現像液など一般的なものを用いることができ
る。次に、絶縁層を酸化性粗化液で処理した後、絶縁層
上に銅めっきを析出させて第2の回路形成及びバイアホ
ールの層間接続を行う(図1(e))。この場合、絶縁
層を紫外線及び紫外線と熱で硬化させてから酸化性の粗
化液に浸漬する手法を用いることもできる。酸化性粗化
液としては、クロム/硫酸粗化液、アルカリ過マンガン
酸粗化液、フッ化ナトリウム/クロム/硫酸粗化液、ホ
ウフッ酸粗化液などを用いることができる。さらに第2
の回路を形成する方法としては、粗化した絶縁層表面に
無電解めっき用の触媒を付与して全面に無電解めっき銅
を析出させ、必要な場合には電解めっきによって回路導
体を必要な厚さにして、不要な箇所をエッチング除去し
て形成する方法や、めっき触媒を含有した絶縁層を用い
て、めっきレジストを形成して必要な箇所のみ無電解め
っきにより回路形成する方法、及びめっき触媒を含有し
ない絶縁層を粗化し、めっき触媒を付与した後めっきレ
ジストを形成して必要な箇所のみ無電解めっきにより回
路形成する方法等を用いることができる。本発明を多層
化する場合には、以上の方法(図1(b)〜図1
(e))を繰り返し行い多層化する(工程:図1(f)
〜図1(h))。この際、好ましくは、次の回路層を支
持する絶縁層を形成する前に、その下になる回路層導体
表面を粗化して凹凸を形成したり、従来の多層配線板に
用いられるように回路層導体表面を酸化して凹凸を形成
したり、酸化して形成した凹凸を水素化ホウ素ナトリウ
ムやジメチルアミンボラン等のアルカリ性還元剤を用い
て還元して層間の接着力を高めることができる。
【0007】本発明は、シリコーンモノマーとアクリル
モノマーを共重合した櫛形グラフトポリマーを含む感光
性樹脂または感光性と熱硬化性を併用した樹脂という特
定の絶縁層を層間絶縁層に用いてビルドアップ方式で多
層化する配線板の製造方法であり、絶縁樹脂層表面が非
粘着性化されるため作業性に優れしかもフォトマスクを
汚すおそれもない。従来のように粘着性のある絶縁層と
接触するフォトマスクには、使用の都度、粘着剤が移行
し表面が粘着性を帯びてゴミ、異物などを付着して露光
時のパターン形成に悪影響をしてきたが、本発明により
配線間のショートや断線といった影響を解消することが
できる。また、絶縁層が非粘着性なので、フォトマスク
の位置合わせが容易となりまた、絶縁層とフォトマスク
の間に空気が散在しパターンをぼけさせるおそれもなく
なる。しかも、本発明に係わる絶縁層は、めっき銅との
接着カが高く、又現像液溶解性に優れ、しかも絶縁性、
耐熱性に優れた多層配線板を提供することができる。以
下実施例により本発明をより具体的に説明する。
【0008】
【実施例】
(実施例1) (1)18μmの両面粗化箔を用いたガラス布基材エポ
キシ樹脂両面銅張り積層板であるMCL−E−67(日
立化成工業株式会社製、商品名)を用い、不要な箇所の
銅箔をエッチング除去して、第1の回路を形成した(図
1(a)に示す)。 (2)この第1の回路を形成した絶縁基板の回路表面上
に、下記組成の絶縁樹脂ワニスをロールコートにより塗
布し、80℃−10分間乾燥して膜厚60μmの絶縁層
を形成した(図1(b)に示す)。 絶縁樹脂ワニス組成 ・半固形アクリル変性ノボラック型エポキシアクリレート、EA‐6310(新 中村化学株式会社製、商品名) 70重量部 ・メタクリル酸を4mol%付加したアクリロニトリルブタジエンゴム、PNR −1H(日本合成ゴム株式会社製、商品名) 25重量部 ・アルキルフェノール樹脂、ヒタノール2400(日立化成工業株式会社製、商 品名) 5重量部 ・官能基として水酸基を有するシリコーンモノマーとアクリルモノマーを共重含 した櫛形グラフトポリマー、サイマックUS‐270(東亜合成化学工業株式会 社製、商品名) 15重量部 ・光開始剤、イルガキュア651(チバガイギー社製、商品名) 5重量部 ・充填剤、水酸化アルミニウム(ハイジライトH−42M)(昭和電工株式会社 製、商品名) 10重量部 上記組成をプロピレングリコールモノメチルエーテルに
溶解、分散し、さらにボールミルにより、30分間混
合、分散させ40重量%の絶縁樹脂ワニスとした。
【0009】(3)バイアホールとなる部分に遮蔽部を
形成したフォトマスクを介して、露光量600mJ/c
2の紫外線を照射して(図1(c)に示す)、さらに
未露光部分を、20重量%のジエチレングリコールモノ
ブチルエ−テル水溶液の現像液で30℃−2分間選択的
に除去してバイアホールを形成した。 (4)紫外線2J/cm2を絶縁層に照射して後露光を
行い、さらに150℃・60分間後加熱した。 (5)絶縁層を化学粗化するために、粗化液として、K
MnO4:60g/l、NaOH:40g/lの水溶液
を作製し、50℃に加温して5分間浸漬処理した。KM
nO4浸漬処理後は、SnCl2:30g/l、HCl:
300ml/lの水溶液に室温で5分間浸漬処理して中
和し、粗化凹凸形状を形成した(図1(d)に示す)。 (6)第1の絶縁層表面に第2の回路を形成するため
に、まず、PdCl2を含む無電解めっき用触媒である
HS−202B(日立化成工業株式会社製、商品名)
に、室温で10分間浸漬処理し、水洗し、無電解銅めっ
きであるL−59めっき液(日立化成工業株式会社製、
商品名)に70℃で30分間浸漬し、さらに硫酸銅電解
めっきを行って、絶縁層表面上に厚さ20μmの導体層
を形成した。次に、めっき導体の不要な箇所をエッチン
グ除去するためにエッチングレジストを形成し、エッチ
ングし、その後エッチングレジストを除去して、第1の
回路と接続したバイアホールを含む第2の回路形成を行
った(図1(e)に示す)。 (7)さらに、多層化するために、第2の回路導体表面
を、亜塩素酸ナトリウム:50g/l,NaOH:20
g/l、リン酸三ナトリウム:10g/lの水溶液に8
5℃−20分間浸債し、水洗して、80℃−20分間乾
燥して第2の回路導体表面上に酸化銅の凹凸を形成し
た。 (8)(2)〜(7)の工程を繰り返して3層の多層配
線板を作製した(図1(f)〜図1(h)に示した)。
【0010】(実施例2)実施例1で示した絶縁樹脂組
成物を下記組成に変更した他は、実施例1と同様の方法
で多層配線板を作製した。 ・半固形アクリル変性ノボラック型エポキシアクリレート、EA‐6310(新 中村化学株式会社製、商品名) 70重量部 ・メタクリル酸7mol%付加したアクリロニトリル,HT−1(日本含成ゴム 株式会社製、商品名) 20重量部 ・アルキルフェノール樹脂、ヒタノール2400(日立化成工業株式会社製、商 品名) 5重量部 ・官能基としてカルボン酸を有するシリコーンモノマーとアクリルモノマーを共 重含した櫛形グラフトポリマー、サイマックUS‐350(東亜含成化学株式会 社製、商品名) 15重量部 ・光開始剤、イルガキュア651(チバガイギー社製、商品名) 5重量部 ・熱硬化剤、ジシアンジアミド(和光純薬製) 2重量部 ・充填剤、水酸化アルミニウム(ハイジライトH−42M)(昭和電工株式会社 製、商品名) 10重量部
【0011】(実施例3)実施例1で示した絶縁樹脂組
成物を下記組成に変更した。また、現像液は、エチルエ
トキシプロピオネート:1000ml/lの溶剤系現像
液を用いて、30℃−5分間現像し、粗化前に、紫外線
2J/cm2を照射し、150℃−30分間の熱硬化を
行った。その他は、実施例1と同様の方法で行った。 ・ビスフェノールA型エポキシ、エピコート828(油化シェル株式会社製、商 品名) 20重量部 ・半固形アクリル変性ノボラック型エポキシアクリレート、EA‐6310(新 中村化学株式会社製、商品名) 60重量部 ・メタクリル酸を4mol%付加したアクリロニトリルブタジエンゴム、PNR −1H(日本合成ゴム株式会社製、商品名) 15重量部 ・官能基としてカルボン酸を有するシリコーンモノマーとアクリルモノマーを共 重合した櫛形グラフトポリマー、サイマックUS‐350(東亜合成化学株式会 社製、商品名) 20重量部 ・光開始剤、イルガキュア651(チバガイギー社製、商品名) 5重量部 ・熱硬化剤、ジシアンジアミド(和光純薬製) 2重量部 ・充填剤、水酸化アルミニウム(ハイジライトH−42M)(昭和電工株式会社 製、商品名) 10重量部
【0012】(比較例1)実施例1において、シリコー
ンモノマーとアクリルモノマーを共重合した櫛形グラフ
トポリマーを用いない組成系とした。その他は同様の方
法で行った。以上のようにして作製した多層配線板の特
性を、表1に示した。
【0013】
【表1】 項目 実施例1 実施例2 実施例3 比較例 粘着力(g/25mm) 0〜5 0〜3 0〜7 40〜60 フォトマスクとの非粘着性 ○ ○ ○ × 150μφのバイアホール形成性 ○ ○ ○ ○ 回路導体との接着強度(kN/m) 1.3 1.4 1.3 1.4 層間耐電食性(時間) 1000以上 1000以上 1000以上 1000以上 (85℃-85%RH-100V) 288℃はんだ耐熱性(秒) 60以上 60以上 60以上 60以上
【0014】なお、試験方法は以下のようにして行っ
た。 粘着力:回路表面上に絶縁樹脂をロールコートで形成
後、80℃−10分間乾燥した。この絶縁樹脂付基板を
25mm幅に切断し、絶縁樹脂表面に25mm幅のPE
Tフィルムを空気が入らないように均一に押し合わせ
た。この基板を用いて,PETフィルムを90度方向に
剥離し接着力を求めた。フォトマスクとの非粘着性:回
路表面上に絶縁樹脂をロールコートで形成後、80℃−
10分間乾燥した。この絶縁樹脂表面にフォトマスクを
置き、真空下で絶縁樹脂とフォトマスクとを10秒間密
着させ剥離した。この際の絶縁樹脂とフォトマスク間の
粘着力を評価し、粘着しないものを○で、粘着するもの
を×で示した。150μφのバイアホール形成性:バイ
アホール部の断面を金属顕微鏡で観察し、絶縁樹脂層が
現像されずに残ることによる導通不良やバイアホール形
状の不具合によるめっき付き回り性を評価した。 回路導体との接着強度(kN/m):JIS C648
1に準じ、めっき銅を90度方向に10mm幅で剥離し
た際の接着力を求めた。 耐電食性:ライン/スペース:0.1/0.1mmで形
成した第2の回路及び第3の回路に第2の回路をマイナ
ス側、第3の回路をプラス側となるように、100Vの
直流を印加した。この基板を85℃−85%RHの条件
下で処理し、室温で100V−1分間印加したときの絶
縁抵抗が108Ω以下となる時間を測定した。 288℃はんだ耐熱性:JIS C6481に準じ、2
5mm角に切断しためっき銅付き基板を288℃±2℃
に調整したはんだ浴に浮かべふくれが発生するまでの時
間を求めた。
【0015】表1より、本発明の実施例では、シリコン
モノマーとアクリルモノマーを共重合した櫛形グラフト
ポリマーを配合したので、それを配合しない従来の比較
例に比べ粘着力が低下し、フォトマスクとの粘着性が大
幅に抑制されている。しかも、シリコンモノマーとアク
リルモノマーを共重合した櫛形グラフトポリマーを配合
したにもかかわらず従来の絶縁層と同様なめっき銅との
接着強度、層間耐電食性、はんだ耐熱性を劣化させるこ
となく同等な特性を有する。
【0016】
【発明の効果】本発明による絶縁層を用いることで、め
っき銅との接着性や絶縁性及び耐熱性を損なわずに絶縁
樹脂層表面を非粘着性化することができ、粘着に起因す
る作業性の低下が解消され、またフォトマスクの汚れに
よるゴミ、異物の付着、それによる配線間のショートや
断線を防止でき微細配線が可能となり、高密度なビルド
アップ方式の多層配線板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)〜(h)は、本発明を説明するた
めの断面図である。
【符号の説明】
1.絶縁基板 2.第1の回路 3.第1の絶縁層 4.フォトマスク 5.紫外線 6.バイアホー
ル 61.バイアホール 7.粗化面 71.粗化面 8.第2の回
路 9.第2の絶縁層 10.第3の回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の回路を形成した絶縁基板の回路表
    面上に、絶縁層を形成し、絶縁層に第1の回路と接続す
    るためのバイアホールを形成し、銅めっきによって絶縁
    層表面に第2の回路形成及びバイアホールの層間接続を
    行って多層化する配線板の製造方法において、絶縁層
    が、シリコーンモノマーとアクリルモノマーを共重合し
    た櫛形グラフトポリマーを含む感光性樹脂または感光性
    と熱硬化性を併用した樹脂であることを特徴とする多層
    配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 シリコーンモノマーとアクリルモノマー
    を共重合した櫛形グラフトポリマーを感光性樹脂または
    感光性と熱硬化性を併用した樹脂の全固形分中に5〜3
    0重量%含有させた絶縁層である請求項1に記載の多層
    配線板の製造方法。
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