JPH1187869A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

プリント配線板及びその製造方法

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JPH1187869A
JPH1187869A JP24500697A JP24500697A JPH1187869A JP H1187869 A JPH1187869 A JP H1187869A JP 24500697 A JP24500697 A JP 24500697A JP 24500697 A JP24500697 A JP 24500697A JP H1187869 A JPH1187869 A JP H1187869A
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resin
wiring board
printed wiring
hole
base material
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Junpei Kusukawa
順平 楠川
Motoo Yamaguchi
元男 山口
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Hitachi Ltd
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
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    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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    • H05K3/425—Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern
    • H05K3/427—Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern initial plating of through-holes in metal-clad substrates

Landscapes

  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】スルーホールとスルーホール間およびスルーホ
ールと配線間のマイグレーションの発生がない信頼性の
高いプリント配線板、およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】スルーホール穴を有する繊維基材を含む樹
脂絶縁基材からなるプリント配線板において、該スルー
ホール穴の導体金属と樹脂絶縁基材の端部との間に樹脂
絶縁基材の樹脂と異なる樹脂を形成させたことを特徴と
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、スルーホールを有
するプリント配線板、及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のポータブルパソコン，携帯電話，
ビデオカメラなどの電子機器は益々小型化，軽量化，高
機能化が進んでいる。この結果、プリント配線板にも一
層の高密度化，薄型化が要求されている。
【０００３】一般的にスルーホール穴を有する高密度な
プリント配線板の基材としては、機械的強度の保持及び
熱膨張や収縮を抑えるために、ガラス繊維やアラミド繊
維等の織布，不織布と熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂との
複合材が使用されている。
【０００４】しかし、微細な径のスルーホール穴を開け
る場合、ガラス繊維等の繊維基材にによってドリルの進
行が曲げられスルーホール穴寸法や位置精度が悪くなる
ことの他、ドリルが折れ易く、ドリルの送り速度を低下
させる必要があることなど、生産効率の低下の原因とな
っていた。
【０００５】また、ガラス繊維等の繊維基材で強化した
絶縁樹脂基材を用いると、機械的強度が高いという利点
があるが、スルーホール穴開け加工後、穴内壁面にはガ
ラス繊維等の繊維基材の端部が露出するため、その後の
導体金属をメッキする工程で導体金属が絶縁樹脂と繊維
基材との界面にしみ込むために、スルーホール穴の間隔
が狭く、隣接するスルーホール穴との間に電位差がある
場合には、繊維基材と絶縁樹脂との界面を通して、マイ
グレーションを起こし絶縁抵抗の低下，短絡等の不良が
発生するなど信頼性が著しく低下する。
【０００６】前記の問題を解決するために、プリプレグ
の所定の位置に穴を形成する工程，その表裏に金属箔を
重ね合わせ、加圧加熱一体化すると同時に、プリプレグ
の穴を樹脂で充填する工程，配線接続用の穴を形成する
工程，配線接続用の穴壁に金属層を形成する工程，配線
を形成する工程を含むことを特徴とする配線板の製造法
が提案されている（特開平7−297546号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３は提案されている
プリント配線板の製造過程を示すものである。上記製造
方法では、予め穴５開けをしたプリプレグの表裏に金属
箔３を重ね、加圧加熱一体化することによって、穴に熱
硬化性樹脂２を流動させ充填させるので、スルーホール
７を開ける際に予め穴５開けした部分との位置ずれが生
じたり、予め開ける穴５の径をスルーホール穴径より十
分に大きくする必要があり、その結果機械的強度が低下
する恐れがあった。また、穴５開けした部分にプリプレ
グの熱硬化性樹脂２を流動させるので、プリプレグの熱
硬化性樹脂２が薄くなる。プリプレグの樹脂が薄くなる
と、ガラス繊維と配線となる金属が接触し、配線と配線
間，配線とスルーホール間、及び多層板においては、層
間においてマイグレーションを起こし、絶縁不良となる
という問題がある。
【０００８】本発明は、繊維基材のスルーホール内壁面
への露出に伴うマイグレーション等絶縁不良の発生がな
いスルーホールを有するプリント配線板、及びその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、繊維基材及び樹脂絶縁基材の少なくとも
一方に導体回路が形成されてなり、スルーホールを有す
るプリント配線板において、前記スルーホールの導体金
属と前記プリント配線板の樹脂絶縁基材との間に絶縁樹
脂層（６）が形成されてなり、該絶縁樹脂層（６）の樹
脂が前記プリント配線板の樹脂絶縁基材の樹脂と異なる
ことを特徴とする。
【００１０】本発明のプリント配線板の製造方法は、繊
維基材を含む樹脂絶縁基材の少なくとも一方に導体回路
が形成されてなり、スルーホールを有するプリント配線
板の製造方法において、前記プリント配線板の樹脂絶縁
基材の所定の位置に穴を形成する工程、該形成した穴に
樹脂を充填する工程、該樹脂の充填部に該穴の径より小
さい径でスルーホール用の穴を形成する工程、該スルー
ホール用の穴壁に導体金属を形成する工程、配線を形成
する工程を含むことを特徴とする。
【００１１】本発明の繊維基材としては、ガラス織布，
ガラス不織布，アラミド繊維，紙，ポリエステル繊維等
が適する。
【００１２】本発明の樹脂絶縁基材の樹脂には、エポキ
シ樹脂を主体とする樹脂，不飽和ポリエステル樹脂を主
体とする樹脂，ポリイミドを主体とする樹脂，フェノー
ル樹脂を主体とする樹脂を用いることができる。
【００１３】本発明のスルーホールの導体金属と繊維基
材の端部との間に介在させる樹脂には、エポキシ樹脂を
主体とする樹脂，不飽和ポリエステル樹脂を主体とする
樹脂，ポリイミドを主体とする樹脂，フェノール樹脂を
主体とする樹脂を用いることができる。
【００１４】前記エポキシを主体とする樹脂について
は、例えばビフェニル型，ビスフェノールＡ型，ビスフ
ェノールＦ型，フェノールノボラック型，クレゾールノ
ボラック型，α−ナフトールノボラック型，脂環式エポ
キシ，鎖状式エポキシ，エポキシアクリレート、テトラ
ブロムビスフェノールＡ型，脂肪酸変性エポキシ等が挙
げられる。
【００１５】前記ポリイミドを主体とする樹脂について
は、例えば縮合型ポリイミド，ビスマレイミド系樹脂，
付加型ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００１６】前記フェノールを主体する樹脂について
は、例えばレゾール型のフェノール樹脂，クレゾール樹
脂，ノボラック型のフェノール樹脂，クレゾール樹脂，
レゾール型のアルキルフェノール樹脂型，キシレン樹脂
変性フェノール樹脂，ロジン変性フェノール樹脂等が挙
げられる。
【００１７】本発明の製造方法において、樹脂絶縁基材
の所定の位置の穴開けとしてはパンチやドリル，レーザ
ー等がある。パンチは量産性が高いが加工穴品質が悪
く、深・小径穴を開けるのが難しい。レーザーによる穴
開けも浅穴に限られるので、ドリルによる穴開けが好ま
しい。
【００１８】次に、穴開け加工した樹脂絶縁基材の穴に
樹脂を充填する。この樹脂充填部に気泡が入らないよう
にするため、真空下で充填してもよい。樹脂としては、
前記エポキシ樹脂を主体とする樹脂，ポリイミドを主体
とする樹脂，フェノールを主体とする樹脂等いずれも使
用してよいが、電気絶縁性，耐熱性，耐湿性に優れたも
のが適している。
【００１９】スルーホール用の穴を形成する工程には、
ドリルによる穴開け，レーザーによる穴開け及びパンチ
による穴開けがあるが、微細な穴を開けるにはドリル及
びレーザーによる穴開けが好ましい。
【００２０】次に、スルーホール用の穴壁に金属導体を
形成する。金属導体を形成するには、導電性ペーストを
注入する方法及び金属をメッキする方法があるがいずれ
を使用してもよい。メッキには、無電解メッキ，電気メ
ッキおよびこれらの併用があるがいずれを用いてもよ
い。
【００２１】この後、公知の方法で配線を形成する。公
知の配線形成の例として、感光性樹脂ワニス，感光性電
着樹脂，感光性ドライフィルムや、はんだ，ニッケル等
の金属をエッチングレジストとして配線する方法などが
ある。
【００２２】本発明は、さらに、プリント配線板のみな
らず半導体チップの出力部とプリント配線板の端子と
が、接合リードを介して接合されてなる半導体装置、お
よびコンデンサ，抵抗，ＩＣ等が実装されてなるマルチ
チップモジュール等の回路基板にも適用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施例１
における、図２は実施例２におけるプリント配線板の各
製造過程における断面図である。
【００２４】（実施例１） （１）厚さ０.４ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製の銅
張積層板ＥＣＬ−Ｅ−６７(日立化成工業株式会社，商
品名）に０.４ミリ径のドリルを用いて、60,000rpm ，
送り速度２.０ｍ／min ，穴間隔０.７ミリの条件で穴開
けし、その穴部５にフェノールノボラック型エポキシ樹
脂，ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びイミダゾール
系硬化剤の充填樹脂６を充填，硬化させた。
【００２５】（２）樹脂を充填させた部分すなわち充填
樹脂６の中心に０.２ ミリ径のドリルを用いて80,000rp
m ，送り速度１.５ｍ／min の条件でスルーホール７(ス
ルーホール−スルーホール間間隙は０.５ミリ)を形成し
た後、無電解銅メッキ、続いて電気硫酸銅メッキを行い
厚さ約７ミクロンのメッキ層８を形成した。
【００２６】（３）次いで、感光性ドライフィルムをラ
ミネート後、露光，現像してエッチング用レジストパタ
ーンを形成し、エッチングを行い外層配線９を形成し
た。
【００２７】（実施例２） （１）厚さ０.２ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製の銅
張積層板であるＥＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式会
社，商品名）に感光性ドライフィルムをラミネート後、
露光，現像してエッチング用レジストパターンを形成
し、エッチングを行い内層配線４を形成した。
【００２８】（２）内層配線を形成した銅張積層板の両
面に厚さ０.１ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製プリプ
レグＧＥＡ−６７Ｎ（日立化成工業株式会社，商品名）
と厚さ１８ミクロンの銅箔を積層して２５kgf／cm2 ，
１７０℃，０.５Torr，６０分の条件で加圧加熱し４層
積層板を作成した。
【００２９】（３）次いで作成した積層板に０.６ ミリ
径のドリルを用いて50,000rpm ，送り速度２.５ｍ／min
，穴間隔１.０ミリの条件で穴開けし、その穴５部に縮
合型ポリイミド樹脂６を充填させ、硬化させた。
【００３０】（４）樹脂を充填硬化させた部分すなわち
充填樹脂６の中心に０.４ ミリ径のドリルを用いて60,0
00rpm，送り速度２.０ｍ／min の条件でスルーホール７
（スルーホール−スルーホール間間隙は０.６ミリ、ス
ルーホール−内層パターン間間隙は０.２ ミリ）を形成
した後、無電解銅メッキ、続いて電気硫酸銅メッキを行
い厚さ約７ミクロンのメッキ８層を形成した。
【００３１】（５）次いで、感光性ドライフィルムをラ
ミネート後、露光，現像してエッチング用レジストパタ
ーンを形成し、エッチングを行い外層配線９を形成し
た。
【００３２】（比較例１） （１）厚さ０.４ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製の銅
張積層板ＥＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式会社，商
品名）に０.２ミリ径のドリルを用いて80,000rpm，送り
速度１.５ｍ／min，穴間隔０.７ミリの条件で穴開け
（スルーホール−スルーホール間間隙は０.５ミリ)した
後、無電解銅メッキ、続いて電気硫酸銅メッキを行い厚
さ約７ミクロンのメッキを形成した。
【００３３】（２）次いで、感光性ドライフィルムをラ
ミネート後、露光，現像してエッチング用レジストパタ
ーンを形成し、エッチングを行い配線を形成した。
【００３４】（比較例２） （１）厚さ０.２ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製の銅
張積層板であるＥＣＬ−Ｅ−６７（日立化成工業株式会
社，商品名）に感光性ドライフィルムをラミネート後、
露光，現像してエッチング用レジストパターンを形成
し、エッチングを行い内層配線を形成した。
【００３５】（２）内層配線を形成した銅張積層板の両
面に厚さ０.１ ミリのガラス織布エポキシ樹脂製プリプ
レグＧＥＡ−６７Ｎ（日立化成工業株式会社，商品名）
と厚さ１８ミクロンの銅箔を積層して２５kgf／cm2 ，
１７０℃，０.５Torr，６０分の条件で加圧加熱し４層
積層板を作成した。
【００３６】（３）作成した４層積層板に０.４ ミリ径
のドリルを用いて60,000rpm ，送り速度２.０ｍ／min
，穴間隔１.０ミリの条件で穴開け（スルーホール−ス
ルーホール間間隙は０.６ミリ，スルーホール−内層パ
ターン間間隙は０.２ミリ）した後、無電解銅メッキ、
続いて電気硫酸銅メッキを行い厚さ約７ミクロンのメッ
キを形成した。
【００３７】（４）次いで、感光性ドライフィルムをラ
ミネート後、露光，現像してエッチング用レジストパタ
ーンを形成し、エッチングを行い配線を形成した。
【００３８】（寿命試験）８５℃８５％ＲＨの恒温恒湿
槽内でＤＣ１００Ｖの電圧を、スルーホール−スルーホ
ール間(間隙０.２ミリ）に印加し、絶縁抵抗が１０の６
乗オーム以下となる点をプリント配線板の絶縁寿命点と
し、その時間を計測した。
【００３９】その結果、比較例１では５００時間程度
で、比較例２では３００時間程度で絶縁抵抗が低下し寿
命となるものがあった。一方、実施例１及び２のプリン
ト配線板では１０００時間を経過しても絶縁抵抗の低下
はなく、絶縁寿命に至らなかった。
【００４０】
【発明の効果】本発明のプリント配線板及びその製造方
法によれば、スルーホールの導体金属と樹脂絶縁基材の
端部との間に樹脂絶縁基材の樹脂と異なる樹脂を形成さ
せることにより、繊維基材に導体金属がしみ込むことな
く、マイグレーションの発生しない絶縁信頼性の高いプ
リント配線板を得ることができる。また、絶縁信頼性の
高いプリント配線板を得られることから、よりファイン
ピッチなプリント配線板が実現できる。さらに、樹脂絶
縁基材の樹脂とは異なる樹脂を形成させ、絶縁信頼性を
向上させることから、絶縁樹脂基材の樹脂を安価なもの
を使用することができる。
【００４１】また、付加的な効果として繊維基材のない
部分にスルーホール穴を開けるので、小径ドリルの寿命
を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１を説明するための各工程にお
ける断面図である。
【図２】本発明の実施例２を説明するための各工程にお
ける断面図である。
【図３】従来のプリント配線板の各製造工程における断
面図である。
【符号の説明】
１…ガラス繊維、２…熱硬化性樹脂、３…金属箔、４…
内層配線、５…穴、６…充填樹脂、７…スルーホール、
８…メッキ層、９…外層配線。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】繊維基材を含む樹脂絶縁基材の少なくとも
    一方に導体回路が形成されてなり、スルーホールを有す
    るプリント配線板において、前記スルーホールの導体金
    属と前記プリント配線板の樹脂絶縁基材との間に絶縁樹
    脂層（６）が形成されてなり、該絶縁樹脂層（６）の樹
    脂が前記プリント配線板の樹脂絶縁基材の樹脂と異なる
    ことを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項２】前記繊維基材がガラス織布であることを特
    徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
  3. 【請求項３】前記繊維基材がガラス不織布であることを
    特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
  4. 【請求項４】前記繊維基材がアラミド繊維であることを
    特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
  5. 【請求項５】前記繊維基材が紙基材であることを特徴と
    する請求項１に記載のプリント配線板。
  6. 【請求項６】前記繊維基材がポリエステル繊維であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
  7. 【請求項７】前記樹脂絶縁基材の樹脂が、エポキシ樹脂
    を主体とする樹脂であることを特徴とする請求項１に記
    載のプリント配線板。
  8. 【請求項８】前記樹脂絶縁基材の樹脂が、ポリイミド樹
    脂を主体とする樹脂であることを特徴とする請求項１に
    記載のプリント配線板。
  9. 【請求項９】前記樹脂絶縁基材の樹脂が、フェノール樹
    脂を主体とする樹脂であることを特徴とする請求項１に
    記載のプリント配線板。
  10. 【請求項１０】前記スルーホールの導体金属と樹脂絶縁
    基材との間に形成させる樹脂絶縁層（６）の樹脂が、エ
    ポキシ樹脂を主体とする樹脂であることを特徴とする請
    求項１に記載のプリント配線板。
  11. 【請求項１１】前記スルーホールの導体金属と樹脂絶縁
    基材との間に形成させる樹脂絶縁層（６）の樹脂が、ポ
    リイミド樹脂を主体とする樹脂であることを特徴とする
    請求項１に記載のプリント配線板。
  12. 【請求項１２】前記スルーホールの導体金属と樹脂絶縁
    基材との間に形成させる樹脂絶縁層（６）の樹脂が、フ
    ェノール樹脂を主体とする樹脂であることを特徴とする
    請求項１に記載のプリント配線板。
  13. 【請求項１３】繊維基材を含む樹脂絶縁基材の少なくと
    も一方に導体回路が形成されてなり、スルーホールを有
    するプリント配線板の製造方法において、前記プリント
    配線板の樹脂絶縁基材の所定の位置に穴を形成する工
    程、該形成した穴に樹脂を充填する工程、該樹脂の充填
    部に該穴の径より小さい径でスルーホール用の穴を形成
    する工程、該スルーホール用の穴壁に導体金属を形成す
    る工程を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方
    法。
  14. 【請求項１４】半導体チップの出力部とプリント配線板
    の端子とが、接合リードを介して接合されてなる半導体
    装置において、前記プリント配線板が請求項１に記載の
    プリント配線板を用いてなることを特徴とする半導体装
    置。
  15. 【請求項１５】コンデンサ，抵抗，ＩＣ等がプリント配
    線板に実装されてなるマルチチップモジュールにおい
    て、前記プリント配線板が請求項１に記載のプリント配
    線板を用いてなることを特徴とするマルチチップモジュ
    ール。
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