JPH11126975A - 多層プリント基板とこの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビアホール接続部の接続信頼性を向上させる
ことができる多層プリント基板を提供する。 【解決手段】 内層板１の表面に回路パターン２，３，
４と絶縁層５，６を順次積層して所望の回路パターン間
を、ビアホールメッキ層８を介して電気的に接続するよ
うにした多層プリント基板において、前記電気的に接続
される所望の回路パターン間に存在する前記絶縁層間
に、前記ビアホールメッキ層と部分的に面接続される補
強用メッキ層１０，１５，１９を設けるように構成す
る。これにより、ビアホール接続部の接続信頼性を向上
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビアホールにおけ
る接続強度を向上させた多層プリント基板とこの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、各種電気製品に用いられるプ
リント基板は、回路の高密度化に伴って回路パターンを
多層化させて、これらの間に絶縁層を介在させた構造の
多層プリント基板が開発されるに至っている。この種の
多層プリント基板の製造方法の一例として、基板上の絶
縁層に穿設した接続用有底孔を介して内層回路パターン
と外層回路パターンとを電気的に接続する方法が例えば
特公平５−３７３６０号公報や特開平９−１８１５０号
公報等に開示されている。

【０００３】この多層プリント基板は、母材となる絶縁
性の内層板の両面に回路パターンと絶縁層とをそれぞれ
順に積層して形成されている。そして、各層の回路パタ
ーンの電気的接続は必要に応じて回路パターン間の絶縁
層を穴開けすることによって形成した層間接続部にて電
気的に接続したり、或いは、内層板の反対側面の回路パ
ターンと接続する場合には製造の初期の段階で内層板に
形成したスルーホール部を介して両面側間の電気的接続
を図っている。

【０００４】図５は上述した従来の多層プリント基板の
拡大断面図を示し、図５において、１は内層板であり、
これは、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁材を板状に形成し
てなり、ここでは片面がそれぞれ３層になされた６層構
造の多層プリント基板を示している（図示例では下側３
層の構造は、上側３層と同様なのでその記載を省略して
いる）。内層板１を中心として、この上方に、上第１層
回路パターン２、上第２層回路パターン３及び上第３層
回路パターン４をそれぞれ上第１及び上第２絶縁層５、
６を介して積層している。そして、必要とする回路パタ
ーン間の電気的接続は、目的とする回路パターンまで届
くビアホール７を例えばレーザ光により絶縁層５、６を
焼きつくすことにより形成し、この内壁面にパターン形
成時に同時に施されるビアホールメッキ層８を形成する
ことにより接続を行なっている。この図示例において
は、上第３層回路パターン４と上第１層回路パターン２
との電気的接続を、ビアホールメッキ層８を介して行な
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の電子
回路においてはサイズの小型化の要請により更なる高集
積化が求められると共に、多機能化及び処理の迅速化等
の要請からデジタル及びアナログを問わず信号伝送の高
速化が更に求められており、従って、線幅やメッキ層の
厚みのサイズの縮小化及びビアホール径の縮小化が求め
られている。ところで、この種の多層プリント基板は、
使用環境にもよるが、電気を流すことから一般的に高い
温度差の温度昇降に晒され、このため、メッキ膜は昇降
温に伴う熱ストレスを受ける。例えば、絶縁層一層の厚
みＬ１は略５０μｍ程度であり、メッキ層の厚みＬ２は
略２０μｍ程度であり、共に非常に小さいが、上述した
ような昇降温により絶縁層５、６も矢印９で示す厚さ方
向へ熱伸縮を受ける。この場合、伸縮量がビアホールメ
ッキ層８の強度の許容範囲内であれば問題は生じない
が、この許容範囲を超えると、ビアホールメッキ層８に
大きな熱ストレスが加わり、このメッキ層８が途中から
破断したり、或いは、このメッキ層８と上第１層回路パ
ターン２との接続部にてクラックや破断が生じたりする
現象が発生し、接合の信頼性が劣るという問題があっ
た。

【０００６】特に、絶縁層５、６は、温度差にもよる
が、一般的な使用環境下ではその厚みが約２０〜２５％
も熱伸縮し、接合の信頼性を落とす原因となっている。
このようなクラックや破断の問題は、ビアホールメッキ
層８の長さ、すなわちビアホールの深さが深くなる程、
熱伸縮量が大きくなるので発生する確率も高くなる。そ
こで、このような問題を解決するために、特公平７−１
７１６６号公報や特開平７−４５９６１号公報等に開示
されたように、ビアホールの途中に補強用ランドを設け
ることも行なわれている。図６はこの一例を示してお
り、上第２層回路パターン３と同じレベルに、ビアホー
ルメッキ層８を囲むようにして補強用ランド３０を設け
ている。

【０００７】しかしながら、この場合にはビアホールメ
ッキ層８と補強用ランド３０との接合は、点Ｐ１部分に
おける点接続であるため、補強の機能を十分に発揮して
おらず、十分な解決策とはなっていない。本発明は、以
上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創
案されたものであり、その目的はビアホール接続部の接
続信頼性を向上させることができる多層プリント基板と
こ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】本発明は、上記問題点を
解決するために、内層板の表面に回路パターンと絶縁層
を順次積層して所望の回路パターン間を、ビアホールメ
ッキ層を介して電気的に接続するようにした多層プリン
ト基板において、前記電気的に接続される所望の回路パ
ターン間に存在する前記絶縁層間に、前記ビアホールメ
ッキ層と部分的に面接続される補強用メッキ層を設ける
ように構成する。これにより、ビアホールメッキ層は、
途中の絶縁層間に設けた補強用メッキ層に点ではなく、
面で接続されるので、このビアホールメッキ層に加わる
熱ストレスは、分散されることになる。従って、その
分、接続強度が強くなり、回路パターン間の接続信頼性
を向上させることができる。

【０００９】このような補強用メッキ層は、これに対応
する回路パターンのメッキ膜形成時に同時に形成すれば
よく、工程数を増やすこともない。また、内層板の厚さ
方向に１つのビアホールに対して複数の補強用メッキ層
を形成する場合には、これに形成されるレーザ通過孔の
大きさを基板表面に行く程大きく設定し、段部状の面接
続部を確保する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る多層プリン
ト基板とこの製造方法の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。図１は本発明の多層プリント基板の一例を示
す部分拡大図、図２は図１に示すプリント基板の補強用
メッキ層の作用を説明するための図である。尚、先に説
明した従来構造と同一部分については同一符号を付して
説明する。図中、１は内層板であり、これは、ガラスエ
ポキシ樹脂等の絶縁材を板状に形成してなり、ここでは
片面がそれぞれ３層になされた６層構造の多層プリント
基板を示している（図示例では下側３層の構造は、上側
３層と同様なのでその記載を省略している。）。内層板
１を中心として、この上方に、例えば銅箔よりなる上第
１層回路パターン２、上第２層回路パターン３及び上第
３層回路パターン４をそれぞれ樹脂よりなる上第１及び
上第２絶縁層５、６を介して積層している。尚、内層板
１の厚みは、４００μｍ程度である。

【００１１】そして、必要とする回路パターン間の電気
的接続は、目的とする回路パターンまで届くビアホール
７を例えばレーザ光により絶縁層５、６を焼きつくすこ
とにより形成し、この内壁面にパターン形成時に同時に
施されるビアホールメッキ層８を形成することにより接
続を行なっている。この図示例においては、上第３層回
路パターン４と上第１層回路パターン２との電気的接続
を、ビアホールメッキ層８を介して行なっている。そし
て、上第１絶縁層５と上第２絶縁層６との間、すなわち
上第２層回路パターン３と同じ水平レベルには上記ビア
ホール７の周囲を囲むようにして補強用メッキ層１０が
設けられる。このメッキ層１０は、例えば回路パターン
と同じ材料である銅箔よりなり、上第２層回路パターン
３の銅箔の成膜時に同時に形成される。当然のこととし
て、この補強用メッキ層１０の中心に形成されるレーザ
通過孔１１の径Ｌ３は、接続対象となる下層の第１層回
路パターン２の接続部の径Ｌ４よりも小さく設定され
る。

【００１２】また、ビアホール７の形成時に照射される
レーザ光のビーム径Ｌ５は、上記レーザ通過孔１１の径
Ｌ３よりも僅かに、例えば５０μｍ程度大きく設定され
ており、レーザ光により各絶縁層５、６を焼き取ってビ
アホール７を形成する際に、この補強用メッキ層１０の
上面の一部を露出させて幅が２５μｍ程度の面接続部１
２を形成するようになっている。従って、ビアホールメ
ッキ層８は、深さ方向に行く程縮径されて段部状に形成
されており、上記面接続部１２により補強用メッキ層１
０と面接合されている。ここで、各絶縁層５、６の厚み
Ｌ１はそれぞれ略５０μｍ程度であり、各パターンを形
成するメッキ層の厚みＬ２は略１５〜２０μｍ程度であ
る。また、ビアホール７の底部の直径Ｌ６は略８０μｍ
程度である。尚、これらの数値は単に一例を示したに過
ぎず、これらの数値に限定されない。また、ビアホール
７には最終的に樹脂が埋め込まれ、最外層である上第３
層回路パターン４のランド部（図示せず）に電子部品が
実装されることになる。

【００１３】さて、このように形成された多層プリント
基板に熱伸縮にともなう熱ストレスが加わると、例えば
ビアホール７の内壁面に形成されたビアホールメッキ層
８にも、絶縁層５、６の厚み方向への熱伸縮にともなう
熱ストレスが加わり、このメッキ層８を破断しようとす
る負荷が加わることになる。図２はこの時の負荷を模式
的に示している。この場合、ビアホールメッキ層８は、
途中で補強用メッキ層１０の面接続部１２により点接合
ではなく面接合されているので、この部分により、熱ス
トレスが分散されることになり、結果的にビアホールメ
ッキ層８に破断やクラックが発生することを防止でき、
また、このビアホールメッキ層８と底部の上第１層回路
パターン２の接合部がはがれたりすることを防止するこ
とができる。

【００１４】従って、各回路パターン間の接続の信頼性
を向上させることができる。また、このような補強用メ
ッキ層１０は、同層の回路パターンの成膜・パターンエ
ッチング時に同時に形成することができるので、工程数
が増加することもない。尚、この補強用メッキ層１０
は、他の部分から孤立した絶縁状態としてもよく、或い
は、同層の上第２層回路パターン３の一部を兼用するよ
うにしてもよい。また、このように補強用メッキ層１０
の面接続部１２をビアホール７内に露出させているの
で、上第３層回路パターン４及びビアホールメッキ層８
の銅メッキ成膜時に、この露出部分が触媒の作用をする
ので、メッキ付き回り性も向上させることが可能とな
る。

【００１５】更には、レーザ加工時に発生するとビアホ
ールの穴周りの加工熱が補強用メッキ層１０に吸収され
るので、加工熱による寸法変形を抑制でき、特に小径ビ
アホールを形成する際に、その効果は著しいものとな
る。また、ここでは補強用メッキ層８を一層のみ用いた
が、３層以上の絶縁層をレーザ加工する場合には、各層
間に補強用メッキ層を設けるようにする。この場合に
は、レーザ通過孔は、表面に行く程、ステップ状に順次
大きくなるようにして、補強用メッキ層を段部状に形成
する。このような構造の多層プリント基板の製造方法を
図３及び図４を参照して説明する。この図示例では、各
片面が５層で、全体で１０層構造のプリント基板を示し
ている。まず、図３（Ａ）に示すように、内層板１の両
面に例えば銅箔を無電解メッキにより表裏全面に形成し
てこれを所定の形状にパターンエッチングすることによ
り、上第１層回路パターン２及び下第１層回路パターン
２Ａをそれぞれ形成する。

【００１６】次に、図３（Ｂ）に示すように、中間体の
表裏全面に例えば樹脂を塗布して固化させ、上第１絶縁
層５及び下第１絶縁層５Ａを形成する。更に、各絶縁層
５、５Ａの表面に無電解メッキにより銅箔を成膜し、こ
れを所望の形状にパターンエッチングして上第２層回路
パターン３と下第２層回路パターン３Ａを形成すると同
時に、上第１補強用メッキ層１０と下第１補強用メッキ
層１０Ａもパターン形成する。

【００１７】次に、図３（Ｂ）にて説明した絶縁層のコ
ーティングと、銅箔のメッキ及びパターンニング工程を
行なうことによって図３（Ｃ）に示すように、上側に上
第２絶縁層６、上第３層回路パターン４及び上第２補強
用メッキ層１５をそれぞれ形成し、下側に下第２絶縁層
６Ａ、下第３層回路パターン４Ａ及び下第２補強用メッ
キ層１５Ａをそれぞれ形成する。この場合、上第２補強
用メッキ層１５のレーザ通過孔１６の径Ｌ７は、上第１
補強用メッキ層１０のレーザ通過孔１１の径Ｌ３よりも
僅かに、例えば５０μｍ程度大きく設定されている。ま
た、下側の下第１補強用メッキ層１０Ａのレーザ通過孔
１１Ａと下第２補強用メッキ層１５Ａのレーザ通過孔１
６Ａの径のサイズの関係も上述と同様になされ、レーザ
通過孔１６Ａの径のサイズが僅かに大きくなされる。

【００１８】次に、図３（Ｃ）にて説明した絶縁層のコ
ーティングと、銅箔のメッキ及びパターニング工程を繰
り返し行なうことによって層数を増加させ、例えば１回
繰り返すことによって図４（Ａ）に示すように片面５層
の構造とし、上第３絶縁層１７、上第４層回路パターン
１８、上第３補強用メッキ層１９及び上第４絶縁層２０
をそれぞれ形成する。尚、下側半分の構造は、上側半分
と同じなので、これ以降の説明は省略する。この場合に
も、上第３補強用メッキ層１９のレーザ通過孔２１の径
Ｌ８は、直下の上第３補強用メッキ層１５のレーザ通過
孔１６の径Ｌ７よりも僅かに、例えば５０μｍ程度大き
く設定されており、全体として段部状に形成される。

【００１９】次に、図４（Ｄ）に示すように、表面側の
最上層に位置する上第３補強用メッキ層１９の外径より
も小さく、且つ内径よりも大きなビーム径の例えば炭酸
ガスレーザ光を照射し、各層の絶縁層を焼きつくすこと
により、接続対象となる回路パターン、ここでは上第１
層回路パターン２まで届くビアホール７を形成し、底部
にこの回路パターン２を露出させる。この時、レーザ光
が到来する方向、すなわち図では上方に位置する各層の
補強用メッキ層がマスクとして作用して、各絶縁層５、
６、１７、２０がそれぞれ段部状に取り除かれ、また、
各補強用メッキ層１０、１５、１９の上面の一部が露出
される。この露出面積は、メッキ層の厚み方向の露出面
積よりも遥かに大きい。

【００２０】次に、図４（Ｄ）に示すようにこの中間体
の表裏全面に例えば銅箔を無電解メッキしてパターンエ
ッチングすることにより、上第５層回路パターン２２を
形成すると共に、ビアホール７の内壁面にビアホールメ
ッキ層８を形成する。これにより、ビアホールメッキ層
８は、各補強用メッキ層１０、１５、１９の上面の露出
部である面接続部１２、１２Ａ、１２Ｂと主に接合する
ことになる。従って、前述したように、昇降温による熱
膨張によってこれに加わる熱ストレスを各面接続部１
２、１２Ａ、１２Ｂで分散させることができ、これによ
り、ビアホールメッキ層８のクラックや破断を阻止して
接続の信頼性を高めることができる。また、各補強用メ
ッキ層１５、１９をマスクとして兼用しているので、レ
ーザビーム径のコントロールも粗くてもよい。更には、
熱膨張に対して熱ストレスを分散して接合強度を向上で
きるので、その分、メッキ層の膜厚を薄くでき、コスト
の削減を図ることができる。尚、ここで用いるレーザ光
は、絶縁層に体しては焼却除去できるが、メッキ層に対
しては無効となるようなパワーを有するものを用いるの
は勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多層プリ
ント基板とこの製造方法によれば、次のように優れた作
用効果を発揮することができる。絶縁層を挟んだ回路パ
ターン間をビアホールメッキ層により電気的に接続する
際に、途中に補強用メッキ層を設けて、これとビアホー
ルメッキ層とを部分的に面接続させるようにしたので、
ビアホールメッキ層に加わる熱ストレスを分散させるこ
とができる。従って、ビアホールメッキ層にクラックや
破断が発生したり、或いはビアホールメッキ層とこれに
接続される回路パターンとの接合部がはがれることも阻
止でき、接合の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層プリント基板の一例を示す部分拡
大図である。

【図２】図１に示すプリント基板の補強用メッキ層の作
用を説明するための図である。

【図３】多層プリント基板の製造方法を説明するための
図である。

【図４】多層プリント基板の製造方法を説明するための
図である。

【図５】従来の多層プリント基板を示す拡大断面図であ
る。

【図６】従来の他の多層プリント基板を示す拡大断面図
である。

【符号の説明】

１…内層板、２，３，４…回路パターン、５，６…絶縁
層、７…ビアホール、８…ビアホールメッキ層、１０，
１５，１９…補強用メッキ層、１１，１６，２１…レー
ザ通過孔、１２，１２Ａ，１２Ｂ…面接続部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層板の表面に回路パターンと絶縁層を
   順次積層して所望の回路パターン間を、ビアホールメッ
   キ層を介して電気的に接続するようにした多層プリント
   基板において、前記電気的に接続される所望の回路パタ
   ーン間に存在する前記絶縁層間に、前記ビアホールメッ
   キ層と部分的に面接続される補強用メッキ層を設けるよ
   うに構成したことを特徴とする多層プリント基板。
2. 【請求項２】 前記補強用メッキ層は、ビアホール形成
   用のレーザ光を通すレーザ通過孔を有しており、このレ
   ーザ通過孔の大きさは、前記内層板の厚み方向に複数個
   存在する場合には、面接続部を形成するために表面側に
   近い程順次大きくなされていることを特徴とする請求項
   １記載の多層プリント基板。
3. 【請求項３】 内層板の表面に回路パターンと絶縁層を
   順次積層し、電気的接続を必要とする所望の回路パター
   ン間はこの所望の回路パターン間に存在する前記絶縁層
   にレーザ光により接続用のビアホールを形成し、このビ
   アホール内の壁面に回路パターンの形成と同時にビアホ
   ールメッキ層を形成して電気的接続を行なうようにした
   多層プリント基板の製造方法において、前記電気的に接
   続されるべき所望の回路パターン間に存在する絶縁層間
   に、ここに形成されるべき回路パターンの形成時に前記
   ビアホールメッキ層に部分的に面接続される補強用メッ
   キ層を形成したことを特徴とする多層プリント基板の製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記補強用メッキ層は、ビアホール形成
   用のレーザ光を通すレーザ通過孔を有しており、このレ
   ーザ通過孔の大きさは、前記内層板の厚み方向に複数個
   存在する場合には、面接続部を形成するために表面側に
   近い程順次大きくなされていることを特徴とする請求項
   ３記載の多層プリント基板の製造方法。