JPH1051151A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型にてプリント配線板の外形形状を加工して
も、基板に積層された外層部にクラックの発生を生ずる
ことがないプリント配線板の製造方法を提供する。 【解決手段】 多層プリント配線板１を構成する内層基
板２の表裏両面には、内層導体パターン３、内層導体パ
ターン３を全体的に被覆する層間絶縁層４が形成され、
層間絶縁層４上には、永久レジスト５及び外層導体パタ
ーン６が形成されている。多層プリント配線板１を表裏
両面から互いに相対向するように配置した一対の炭酸ガ
スレーザ発振器１４にてプリント配線板１の所定の外形
形状に沿ってレーザを照射する。レーザの照射により、
永久レジスト５、第２の樹脂１０、接着剤層１１を除去
し、溝Ｍを形成する。次にプリント配線板１の溝Ｍ内の
内層基板２を金型にて打ち抜く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の製造
方法に係り、特にプリント配線板の外形を形成するプリ
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、アディディブ法により製造された
プリント配線板においては、その外形を加工する場合、
セミアディディブ、フルアディディブによらず、ルータ
ー加工にて行っている。外形を形成する場合、金型加工
で打ち抜き形成することも考えられる。しかし、アディ
ディブ法により基板に積層された熱硬化タイプの接着
層、感光性の絶縁層、或いは永久レジストは衝撃に弱い
ため、金型加工による打ち抜きを行うと、金型により切
断された端面にクラックが発生し、場合によっては、プ
リント配線板の導体パターンにまでクラックが延びるこ
とがある。このクラックがパーターン形成領域にまで波
及し、かつそれが厚さ方向に及ぶと多層プリント配線板
の場合には、外層導体パターンと内装導体パターン間で
の層間ショートの原因となる問題があり、シート不良に
到らないとしても絶縁抵抗の劣化や外観上、信頼性上等
の品質の問題がある。ルーター加工法では、このクラッ
クの発生の頻度が抑えられるため、アディディブ法によ
り製造されたプリント配線板の外形加工は、このルータ
ー加工法によるのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、金型加工は
プリント配線板に２次孔加工する場合には、その精度が
向上する利点がある。例えば、プリント配線板に位置決
め孔等のノンスルーホールを形成する場合には、金型加
工により外形加工とノンスルーホールを同時に形成した
方が、ルーター加工によって外形加工を行い、後加工に
おいて、ドリル等にてノンスルーホールを形成する場合
とでは、金型加工の方が精度がよい。

【０００４】又、ノンスルーホールを形成するために、
基板に対して、先加工で孔を形成することが考えられ
る。 しかし、フルアディディブ法でプリント配線板を形
成する場合には、ノンスルーホール用の孔にもメッキが
ついてしまうため、メッキが付着した孔をノンスルーホ
ールとして使用するには問題がある。

【０００５】又、ルータ加工は金型加工に比較して高価
かつ作業時間を要する問題がある。本発明は上記の課題
を解決するためなされたものであり、その目的は、金型
にてプリント配線板の外形形状を加工しても、基板に積
層された外層部にクラックを生ずることがなく、低コス
トを図ることができるプリント配線板の製造方法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、基材に対して導体パ
ターン、ソルダレジスト等の外層部をアディディブ法を
含む製法にて積層形成し、プリント配線板の所定外形形
状に沿って、前記外層部をレーザにて除去し、前記レー
ザにて外層部を除去した部分の基材を金型により打ち抜
きすることを要旨としている。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、前
記金型により打ち抜き形成するときに前記金型によりノ
ンスルーホールを形成することをその要旨としている。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、レ
ーザにて除去される外層部分の切断幅よりも金型にて打
ち抜かれる基材部分の切断幅を小さくすることをその要
旨としている。

【０００８】（作用）請求項１に記載の発明によると、
基材に対して導体パターン、ソルダレジスト等の外層部
はアディディブ法を含む製法にて積層形成される。そし
て、プリント配線板の所定外形形状に沿って、前記外層
部がレーザにて除去され、前記レーザにて外層部を除去
した部分の基材が金型により打ち抜きされる。

【０００９】この結果、外層部分は金型により加工され
ないため、クラックの発生がない。請求項２の発明は、
金型により打ち抜き形成するときに前記金型によりノン
スルーホールが形成される。金型により外形形状とノン
スルーホールとが同時に形成されるため、例えば、ノン
スルーホールが位置決め用孔として使用される場合、そ
の位置精度は高いものとなる。

【００１０】請求項３の発明は、レーザにて除去される
外層部分の切断幅よりも金型にて打ち抜かれる基材部分
の切断幅は小さくされているため、金型加工時にレーザ
にて加工された外層部の端面が金型に触れることがな
く、クラックの発生が防止される。

【００１１】

【実施の形態】以下、本発明をビルドアップ多層プリン
ト配線板の製造方法に具体化した一実施の形態を図１〜
図１０を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１には、本実施の形態のビルドアップ多
層プリント配線板１が示されている。この多層プリント
配線板１は、導体回路を４層に有する、いわゆる４層板
である。多層プリント配線板１を構成する内層基板２の
表裏両面には、内層導体パターン３が形成されている。
前記内層基板２上には、内層導体パターン３を全体的に
被覆する層間絶縁層４が形成されている。この層間絶縁
層４上には、永久レジスト５及び外層導体パターン６が
形成されている。層間絶縁層４の所定箇所には、バイア
ホール７が形成されている。これらのバイアホール７
は、内層導体パターン３と外層導体パターン６とを電気
的に接続している。また、この多層プリント配線板１に
は、各層の電気的接続を図るための図示しないめっきス
ルーホール等も形成されている。

【００１３】本実施の形態における層間絶縁層４は、図
１に示されるように、最下層の第１の樹脂層８とその上
に設けられた被覆層９（第２の樹脂層１０及び接着剤層
１１）とによって構成されている。第１の樹脂層８は、
内層基板２の表裏面において内層導体パターン３が形成
されていない領域（以下、パターン非形成領域Ｒ1 とい
う。）に形成されている。

【００１４】第２の樹脂層１０は、内層導体パターン３
及び第１の樹脂層８を全体的に被覆するように形成され
ている。また、接着剤層１１は、このような第２の樹脂
層１０を全体的に被覆するように形成されている。

【００１５】次に、このビルドアップ多層プリント配線
板１を製造する手順を図２〜図１０に基づいて工程順に
説明する。まず、ＦＲ−４グレードの銅張積層板（銅箔
の表面は粗化銅箔，厚さ３５μｍ）を出発材料とし、従
来公知のサブトラクティブ法に従ってエッチングを行っ
た。その結果、図２に示されるように、基材１２の表裏
両面に内層導体パターン３を有する内層基板２を作製し
た。なお、基材１２はガラス布エポキシから形成されて
いる。

【００１６】次に、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂（共栄社製）６０重量部、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂（油化シェル製）４０重量部、イミダゾール型硬
化剤（四国化成製）５重量部、感光性モノマー（共栄社
製）５重量部、光開始剤（関東化学製）５重量部、光増
感剤０．５重量部、セラミックス微粉末（龍森製，商品
名：アドマファイン，平均粒径約２μｍ）３０重量％か
らなる混合物を作製した。そして、この混合物にジエチ
レングリコールジエチルエーテルを添加しながらホモデ
ィスパーによる粘度調整（本実施の形態では５００ps）
を行い、かつ３本ロールによる混練を行った。このよう
にして、まず第１の樹脂層８及び第２の樹脂層１０を形
成するための樹脂ワニスＲＷ1 を調製した。

【００１７】また、前記樹脂ワニスＲＷ1 中に分散され
ているセラミックス微粉末をエポキシ微粉末（東レ製，
商品名：トレパール，平均粒径約３μｍ）に変更するこ
とによって、接着剤層１１を形成するための樹脂ワニス
ＲＷ2 を調製した。なお、本実施の形態ではこの樹脂ワ
ニスＲＷ2 の粘度を８００psに調整した。

【００１８】次に、図３に示されるように、第１の樹脂
層８を形成するための樹脂ワニスＲＷ1 を、上記の内層
基板２にロールコータを用いて塗布した。この後、塗布
された樹脂ワニスＲＷ1 を８０℃で１５分間乾燥（指触
乾燥）した。ここでいう指触乾燥とは、塗布面を指で触
ったときに指に樹脂ワニスＲＷ1 が付着しない状態にな
るまで溶剤を揮発させることをいう。

【００１９】次いで、マスクとしてのポジ型フィルムを
内層基板２の両面に密着させ、平行露光機（オーク製作
所製，商品名：４０１Ｂ型）により４００ｍＪの照射量
で露光を行った。その後、現像液「エターナＩＲ」（旭
化成工業製）を用いて現像を行った。その結果、図４に
示されるように、厚さが約３０μｍの第１の樹脂層８を
パターン非形成領域Ｒ1 に形成した。このように形成さ
れた第１の樹脂層８は、内層導体パターン３の側壁との
間に所定のクリアランスＣ1 を保持している。

【００２０】その後、水洗・乾燥を行ったうえで、図５
に示されるように、上記の樹脂ワニスＲＷ1 を再びロー
ルコータによって塗布した。そして、塗布された樹脂ワ
ニスＲＷ1 に対する８０℃，３０分間の指触乾燥を行う
ことによって、第２の樹脂層１０を形成した。このと
き、第２の樹脂層１０によって、前記クリアランスＣ1
が埋められるとともに、内層導体パターン３及び第１の
樹脂層８が全体的に被覆される。

【００２１】さらに、接着剤層１１を形成するための樹
脂ワニスＲＷ2 をロールコータによって塗布し、８０
℃，１５分間の指触乾燥を行った。その結果、第２の樹
脂層１０の上面に接着剤層１１を形成した。

【００２２】次に、バイアホール形成用のマスクを内層
基板２の両面に密着させ、上記の平行露光機により３０
０ｍＪの照射量で露光を行った。その後、現像液「エタ
ーナＩＲ」を用いて現像を行った。その結果、図６に示
されるように、３層構造の層間絶縁層４の所定部分に、
バイアホール形成用孔１３を形成した。そして、紫外線
照射装置を用いて３Ｊ／ｃｍ² の紫外線を照射すること
により、接着剤層１１を仮硬化させた。このようなＵＶ
キュア工程の後、１００℃，１時間及び１５０℃，３時
間の条件で加熱することにより、前記接着剤層１１を本
硬化させた。

【００２３】次に、８００ｇ／リットルのクロム酸（Ｃ
ｒ₂ Ｏ₃ ）中に内層基板２を１５分間浸漬することによ
って、接着剤層１１中に分散されている樹脂フィラーを
選択的に溶解した。このような粗化処理の結果、図７に
示されるように、層間絶縁層４の外表面を多数のアンカ
ー用凹部を有する粗化面４ａに代えた。この後、内層基
板２を中和液に浸漬した後に水洗した。

【００２４】次に、市販の化学銅めっき触媒核付与シス
テム（シプレイ製）を用いて、層間絶縁層４の粗化面４
ａ及びバイアホール形成用孔１３の内壁面にパラジウム
を付与した。そして、内層基板２を１２０℃で４０分加
熱処理することにより、付与されたパラジウムを固定し
た。次いで、接着剤層１１の上面にドライフィルムフォ
トレジストをラミネートし、さらにその上に露光マスク
を配置した。この状態で露光を行った後、スプレー現像
機を用いて現像を行った。現像液としては前記の「エタ
ーナＩＲ」を使用した。

【００２５】そして、上述の紫外線照射装置を用いて３
Ｊ／ｃｍ² の紫外線を照射することにより仮硬化を行っ
た後、１５０℃で３０分間加熱することにより本硬化を
行った。その結果、図８に示されるように、層間絶縁層
４上面の所定箇所に、永久レジスト５を形成した。

【００２６】次に、永久レジスト５が形成された内層基
板２をアディティブ用無電解銅めっき浴に浸漬すること
によって、永久レジスト５が形成されていない部分に銅
めっきを析出させた。その結果、図１に示されるよう
に、バイアホール７及び外層導体パターン６を備えるビ
ルドアップ多層プリント配線板１を得る。

【００２７】次に、上記のビルドアップ多層プリント配
線板１を図示しない固定装置に対して固定した後、図９
に示すように表裏両面から互いに相対向するように配置
した一対のレーザ発振手段としての炭酸ガスレーザ発振
器１４にてプリント配線板１の所定の外形形状に沿って
レーザを照射する。その出力は、外層部である永久レジ
スト５、第２の樹脂１０、接着剤層１１を内装基板２上
から除去できる出力とし、内層基板２を切断できない出
力とする。なお、炭酸ガスレーザの出力だけではなく、
レーザの切断速度、及び除去する外層部の厚さに、外層
部の除去能力が影響するため、これらが取る値によって
出力を適宜変更して行う。

【００２８】又、プリント配線板１の外形形状に沿って
レーザを照射するため、この実施の形態ではプリント配
線板１を固定する固定装置はＸ軸及びＹ軸方向に沿って
移動するＸＹ軸移動装置（図示しない）上に設けられて
いる。ＸＹ軸移動装置の電子制御回路は予めそのプリン
ト配線板１の外形形状が記憶されたプログラムに従って
固定装置をＸ軸及びＹ軸に方向に移動させ、レーザをプ
リント配線板１に照射する。

【００２９】又、レーザによって外層部を除去する幅
（切断幅）Ｌは後に行われる金型１３の打ち抜き用刃１
３ａによる切断幅Ｌ２より広くするものとする。このレ
ーザの照射により、図９に示すように永久レジスト５、
第２の樹脂１０、接着剤層１１が所定の切断幅Ｌ分、内
装基板２上から除去され、溝Ｍがプリント配線板１に形
成される。

【００３０】次に、プリント配線板１を金型の打ち抜き
工程に移行させる。すなわち、図１０に示すようにプリ
ント配線板１を金型１３にて打ち抜く。この金型１３
は、前記レーザにて形成された溝Ｍに沿うように打ち抜
き刃１３ａが形成されており、その打ち抜き刃１３ａに
て内装基板２が切断されることにより、所定の外形形状
のプリント配線板１が得られる。なお、内装基板２はガ
ラス布エポキシにより形成されており、ガラス布エポキ
シは衝撃に強いため、クラックの発生はない。

【００３１】又、前記金型１３には、ノンスルーホール
形成用の加工部（図示しない）が形成されており、この
加工部により、プリント配線板１の所要箇所にノンスル
ーホールが打ち抜き形成される。そして、外形形状が打
ち抜かれたプリント配線板１の側端面を研削することに
より、側端面にある内装基板２のバリ、及び、外層部で
ある永久レジスト５、第２の樹脂層１０、及び接着剤層
１１の切断端面の不要物を除去する。

【００３２】以上のようにして多層プリント配線板１が
得られる。さて、次に本実施の形態において、特徴的な
作用効果を以下に列挙する。 （イ） 本実施の形態では、内装基板２に対して導体パ
ターンとしての内層導体パターン３、層間絶縁層４、永
久レジスト５、外層導体パターン６等の外層部が積層形
成される。そして、プリント配線板２の所定外形形状に
沿って、永久レジスト５、第２の樹脂１０、接着剤層１
１がレーザによって除去され、前記レーザにて外層部を
除去した部分の内層基板２が金型１３により打ち抜きさ
れる。この結果、外層部分は金型１３により加工されな
いため、クラックの発生がない。

【００３３】（ロ） 又、本実施の形態では、金型１３
により打ち抜き形成するときに同金型１３によりノンス
ルーホールが形成される。このように金型１３により外
形形状とノンスルーホールとが同時に形成されるため、
例えば、ノンスルーホールが位置決め用孔として使用さ
れる場合、その位置精度を高くすることができる。

【００３４】（ハ） さらに、レーザにて除去される外
層部分の切断幅Ｌは、金型１３にて打ち抜かれる内層基
板２の切断幅Ｌ１は小さくした。この結果、金型加工時
にレーザにて加工された外層部である永久レジスト５、
第２の樹脂層１０、及び接着剤層１１の切断端面の端面
が金型１３に触れることがなく、クラックの発生が防止
される。

【００３５】（ニ） 前記実施の形態では、ビルドアッ
プ多層プリント配線板１に対して表裏両面から互いに対
向配置した一対のレーザ発振器１４にて所定の外形形状
に沿って照射し、表裏両面のそれぞれの外層部を除去し
た。この結果、互いに対向した一対のレーザ発振手段に
より、表裏両面からレーザが照射されるため、プリント
配線板の表裏の外層部を所定形状に沿って同時に除去す
ることができ、外層部の除去作業を効率よく行うことが
できる。

【００３６】（ホ） プリント配線板として、多数個ど
り用基板に具体化すること。なお、本発明は例えば次の
ように変更することが可能である。 １） 第２の樹脂層１０を形成する場合、第１の樹脂層
８を形成するための樹脂ワニスＲＷ1 とは別の樹脂ワニ
スを使用することも許容される。例えば、粗化剤に難溶
の無機フィラーとして、他にタルク、炭酸カルシウム、
セピオライト等を分散させたものを用いてもよい。ま
た、無機フィラーに限られず、樹脂ワニス中に粗化剤に
難溶の有機フィラー等を分散させてもよい。なお、セラ
ミックス等の無機フィラーを使用した場合、第２の樹脂
層１０の熱膨張係数の低減に向くため、上記のように絶
縁信頼性のさらなる向上につながるという利点がある。

【００３７】２） 前記実施の形態では、レーザ発振手
段として炭酸ガスレーザを使用したが、この変わりにエ
キシマレーザ等の他のレーザ発振器を使用してもよい。
又、レーザ発振手段は前記実施の形態では一対とした
が、互いに対向する対の数は一対に限定されるものでは
なく、対の数が多いとその加工作業の効率を向上するこ
とができる。

【００３８】３） 前記実施の形態において、外層導体
パターン６の上面にソルーダーレジスト形成用の感光性
樹脂を塗布して露光し、露光された樹脂を炭酸ナトリウ
ム水溶液等の現像液用いて現像した後、熱や光によって
硬化させ、外層導体パターン６を被覆する所望のソルダ
ーレジストとすること。そして、このソルダーレジスト
が本発明における外層部とすること。

【００３９】４） 前記実施の形態では、ビルドアップ
多層プリント配線板に具体化したが、本発明において
は、アディディブ法にて導体パターンが形成されるプリ
ント配線板に具体化してもよい。

【００４０】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「粗化剤： 粗化処理において層間絶縁層中の特定成分
を溶解する薬剤であって、例えばクロム酸、クロム酸
塩、硫酸、塩酸、過マンガン酸等の溶液をいう。」 「アディディブ法： フルアディディブ法、セミアディ
ディブ法、及びパーシャルアディディブ法も含む趣旨で
ある。」 ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほか
に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想
をその効果とともに以下に挙げる。

【００４１】（１） プリント配線板は、ビルドアップ
多層プリント配線板であり、少なくとも互いに対向する
ように配置された一対のレーザ発振手段により、ビルド
アップ多層プリント配線板の表裏両面に向けてそれぞれ
所定外形に沿って照射し、外層部を除去することを特徴
とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載のプ
リント配線板の製造方法。互いに対向した一対のレーザ
発振手段により、表裏両面からレーザが照射されるた
め、プリント配線板の表裏の外層部を所定形状に沿って
同時に除去することができ、外層部の除去作業を効率よ
く行うことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、金型にてプリント配線板の外形形状を加
工しても、基板に積層された外層部にクラックを生ずる
ことがな句、又、コスト低減を図ることができる優れた
効果を奏する。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、金型によ
り外形形状とノンスルーホールとが同時に形成されるた
め、例えば、ノンスルーホールが位置決め用孔として使
用される場合、その位置精度を高くすることができる。

【００４４】請求項３の発明によれば、レーザにて除去
される外層部分の幅よりも金型にて打ち抜かれる基材部
分の幅は小さくされているため、金型加工時にレーザに
て加工された外層部の端面が金型に触れることがなく、
クラックの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のビルドアップ多層プリント配線板
を示す部分概略断面図。

【図２】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図３】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図４】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図５】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図６】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図７】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図８】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図９】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【図１０】同じくその製造手順を示す部分概略断面図。

【符号の説明】

１…ビルドアップ多層プリント配線板、２…内層基板、
３…内層導体パターン、４…層間絶縁層、６…外層導体
パターン、７…バイアホール、８…第１の樹脂層、９…
被覆層、１０…第２の樹脂層、１１…接着剤層、１２…
基材、１３…金型、ＲＷ1 ，ＲＷ2 …樹脂ワニス、Ｒ1
…パターン非形成領域。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材に対して導体パターンを含む外層部
   をアディディブ法を含む製法にて積層形成し、 プリント配線板の所定外形形状に沿って、前記外層部を
   レーザにて除去し、 前記レーザにて外層部を除去した部分の基材を金型によ
   り打ち抜きす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】 前記金型により打ち抜き形成するときに
   前記金型によりノンスルーホールを形成することを特徴
   とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 レーザにて除去される外層部分の切断幅
   よりも金型にて打ち抜かれる基材部分の切断幅を小さく
   することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプ
   リント配線板の製造方法。