JPS61224398A - 多層プリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子機器、部品に使用される高密度多層プリン
ト回路基板の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 高密度実装可能なプリント回路基板としては、一般にガ
ラスエポキシ樹脂などのレジン基板の両面にＣｕ箔を張
合せレジストエツチング処理により予め所定の回路パタ
ーンを形成したものを単位とし、これら数枚を積層固化
してからスルーホールで導通回路を形成するようにした
ものが広く実用化されている。この場合伝熱性に萌るレ
ジンが比較的厚い基板のため、その放熱特性に乏しく実
用上不都合な場合が多い、そこでこれに対処すべくｔ’
　７　ミンク基板を用いた多層基板がコンビエータ−１
自動車、産業機器等に数多く使用されている。

しかし該セラミック基板はそのサイズに限定されるのみ
でなく、コスト高でがっ製造歩留りが低くなりレジン基
板の数倍という高価格化の原因となり、更に放熱性の向
上にも限度がある。

（発明が解決しようとする問題点） ここに放熱特性に優れ経済性の向上された多層回路基板
が広く求められており、これに応えるべく新規な多層回
路基板の製造方法の６１立が急務とされている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、絶縁処理された金属やセラミック。

レジンなどの基体上に任意の方法で形成された第１層回
路上に第２及び第３層以上の回路を上記問題を生ずるこ
となく形成することにより多層回路基板を得る方法であ
り、以下第１図を用いて具体的に説明する。

特に放熱性を重視する場合は、基体ｌとしてＡＩ。

Ｃｕ、　Ｆｅなどの金属板が好適である。先ず第１絶縁
層２を介して第１層回路３．３′を基体１上に形成する
０通常は、前記第１絶縁層２の少なくとも一部を接着剤
として例えば３５μ又は１８μ程度のＣｕ箔を張合せレ
ジストエツチング処理により上記の第１層回路を形成す
るのが工業的に有利である。

前記第１絶縁層２としては、エポキシ、フェノールポリ
アミド、ポリイミドなどのレジンが有用であり、この場
合上述の伝熱性及び機械的強度向上の目的でＢＮ、　Ａ
Ｉｔｏ３．　ＴｉＯｘ、　ＡＩＮ＋　Ｚｒ０ｔなどのセ
ラミック粉末を５〜４０％混合するのが有効である。

次に上記第１層回路上に、第１層回路と第２層回路とを
導通するスルースタッド４を導電ペーストを用いて形成
する。導電ペーストは通常、Ｃｕ。

＾ｇ、　ＡｇＰｄ、　Ａｕ粉末を６０〜９５％（該金゛
属粉末／金属粉末十レジン）含有させ、固有抵抗にして
２〜１０’　　ｓΩ／ｃＩＩを有する。そしてレジン成
分としてはフェノール、変性フェノキシ、エポキシ、ポ
リイミド等が用いられる。これらの成分と共に、溶剤例
えばブチルカルピトール、粘度調整及び酸化防止などの
目的で各種の添加剤が混和配合される。第１及び第２層
回路の幅は通例約０．１〜０．７１巾とし、又第２絶縁
層の厚さは電気絶縁性及び放熱性を考慮して約０．０３
〜０．１　ｍとし、更にスルースタッドは断面約０．３
〜ｌφ、高さを０．０３〜０．１５　ｍの円柱またはこ
れにＩＩ（以した角柱状とする。この様な微小スタンド
は、通常高密度プリント回路においては約１〜１０個／
−の高密度に形成されなければならず、これを工業的に
確実に実施するにはスクリーン印刷法にて行うのが最も
好適である。常法によりスクリーン印刷された導電ペー
ストは約１５０〜２５０℃の温度で加熱固化される。

次に、絶縁性レジンを用いて上記第１層回路上に第２絶
縁層５を前記第１絶縁層２と同様のレジンを用いて形成
する。この場合上記スルースタッド４などを損傷するこ
となく確実に該レジンを層状に形成するにはスクリーン
印刷法で行うのが最も望ましく、又欠陥のない一定厚さ
のレジン層を形成するために２回以上に分けて該スクリ
ーン印刷を行うのが望ましい場合もある。そして特に、
第１層回路の間隔部６は前記スルースタッドの形成工程
に先立ち予めレジンで埋めておくようにすることが望ま
しい、該第２絶縁層５の厚さは、前記スルースタフト４
の頂部と同等又は上下するようなものでも良い。

次に、必要に応じて洗浄やエツチングを行イ、ついテＰ
ｄなどの触媒付は処理７を行い全面に化学、ツキ層８を
形成する。このメッキ金属とシテハＣｕ、　Ｎｉ、　Ａ
ｇ、　Ａｕ、　Ｓｎ等であるが、これらをｍ合せても良
い、勿論Ｃｕが工業的な導体として最も実用的であるが
、予め、Ｎｉをメンキしてからこの上にＣｕをメンキす
ることもできる。これら化学メッキ液は一般に、金属イ
オン、錯化剤、還元剤の外、各種の添加物が配合される
。このメッキによって絶縁層上及びスルースタフト上に
連続してメッキが起り、所定の厚さ例えば、その厚さが
１０〜３０μに達する。しかる後、レジストエツチング
により所望の第２層回路９．９′に形成される。

上記第２層回路の形成に際して、化学メッキに加えて電
気メッキを併用することも有効である。

電気メッキは特定の電波設備を要するが、しかし、１〜
１０μ／ｈｒ位の化学メンキスピードに比べ一般に１０
〜５００μ／ｈｒの高速であり、薬剤消費が少なく、か
つ得られるメッキ金属が一般に可撓性に冨み回路使用上
好ましい利点が大きい、しかし、以上の如く、所望の厚
さまで全面メッキを行いエツチングすると、エツチング
の薬剤消費が大きく、かつメッキ時間も長くなり、又メ
ッキ面にコブ状の微小突起や表面粗化を招き回路形成に
障害となる場合がある。従って、全面メッキを途中で中
断してから回路形成を行い、しかる後再び化学メッキを
再開することがより望ましい場合も少なくない０通常１
〜５μ位のメッキで中断するのが実用的である。

以上本発明に於いて、上記第２層回路の接着力を増加す
る目的で、第２絶縁層の一部として、その最外層にゴム
質物質を含有する薄いゴムレジン層７を形成しておくの
が良い、前記のメッキ前処理により該ゴム状物質含有の
ゴムレジン層７が優先的にエツチングされて粗化活性化
され、接着力の大巾な向上が実現される。上記ゴム状物
質としてはニトリルゴム、ブタジェンゴム、天然ゴム等
であり、これらが前記レジンに配合される０次に化学メ
ッキに不可欠の触媒はｐｄｃｊ、などのＰｄ含有溶液か
らの吸着により付与できるが、絶縁層の最’Ｍ層にＰｄ
含有レジン層を薄く塗布し７おく。とも有効である。又
スルースタッド部は金属を多量ニ含有するので、それ自
身が化学メッキの触媒として作用するので、該スルース
タッドと絶縁層とに連続した金属層が形成できる。

本発明において第３層以上に多層の回路を形成する場合
は前記の第２層回路形成のための工程をくり返すことに
より容易に実施される。

（作　用） 本発明においては基体としてＡＩ、　Ｃｕ、　Ｆｅ等の
金属板を用いたときレジン基体の多層回路はもとよりセ
ラミック多層回路基板と同等あるいはそれ以上の高い放
熱性を発揮できるので、高密度な電子部品の実装を可能
にする。又特に絶縁層にレジンを用いかつスクリーン印
刷法により可及的薄肉化し得るので、上述の放熱性の障
害を最小限にとどめ得る。このことは従来のガラスエポ
キシ基板の多層化品と対比すれば著しく明瞭である。即
ち従来例では基板中に多量の空隙が残留しており、電気
絶縁性を著しく低下させる原因となっているが、本発明
で０．０２〜０．０５鰭厚で１０００　ｙａΩ以上の高
い絶縁性を発揮できるのに対する相当品は０、１〜０．
２　ｍ厚を必要とする。更に前記空隙は水分や電解質の
浸透を惹起する恐れがありセラミックでも同様のことが
起り得る。

次に本発明のスルースタッドは導電ペーストから成り、
通常金属より電気抵抗が大きい、しかし、前記の如（、
短かい距離であるばかりでなく、従来のスルーホール構
造と対比して、大きな断面積を有するので、回路抵抗と
しては全（無視し得る。

更に上記スルースタッドと回路との接合が強固に形成さ
れているので、熱や機械的応力にも長期間にわたって耐
え得るものとなり高信頼性を保ち得る。

（実施例） 実施例Ｉ ＡＩ板（厚さ１．２鶴）に八ｔｅａｓ　　１５％を含有
するポリアミド・イミドレジン層（厚さ０．０４ｍｍ）
を介してＣｕ箔（３５μ厚）を接着した。得られたへｌ
基板の片面上に常法によりスクリーン印刷法でしシスト
処理してからＦｅＣ１，液で工、チアグしテ第１層回路
を形成した０回路中は０．３Ｍがメインであり、スルー
スタッドの立つランド部分はｏ、５゜とじた０次に、平
均粒径７μの電解Ｃｕ粉末を８５％、レゾール型フェノ
ールレジン１５％を含有し、少量のブチルカルビノール
アセテートを溶媒とし゛て配合した導電ペーストを用い
０．５　ｔｍΦ、高さ０、０５　ｍのスルースタッドを
スクリーン印刷法にて形成してから、これを２１５℃、
１５分間加熱固化させた０次に、エポキシレジンに１５
％のＡＩ、Ｏ，を配合した絶縁ペーストを用い第２絶縁
層をスクリーン印刷により設は同様に加熱固化した。

該絶縁層表面はスルースタッド頂部より約ｏ、ｏｏｓ〜
０．０１　ｗｍ下方とした。

次に、これを８０℃の３０％Ｈ１ＳＯａ浴中に１５分浸
漬後０．２ｗｔ％ＰｄＣ１，浴に１分間浸漬してから、
９０℃の化学Ｎｉメッキ浴（トンプニコロンＰ−６、奥
野製薬社）に１５分浸漬して約２μのＮｉメッキを施し
た。引続き、６５℃のＣｕメッキ液（上材工業社、ＥＬ
Ｃ−Ｈ５）に５ｈｒ漫清し、約２５μ厚のＣｕメッキを
行った０本品に対して常法のレジンエツチングを行い第
２層回路を形成した。

実施例２ 実施例１に於いて、Ｎｉメッキ後、Ｃｕ５０ｇ／ｊ。

１）ｔｓＯｍ　　４０　ｇ　／　ｊのＣｕ５Ｏａ　メッ
キ浴（６５℃）にて？、５Ａ／ｄｆｆｒの電流密度で約
２０分メンキして２５μのメッキを行った外は同様に行
った。

実施例３ 実施例１に於いて、Ｎｉメッキ後、３０分間Ｃｕメッキ
してから、レジストエツチングにより第２層回路を形成
し、レジストを剥離し、Ｈ！５０４　１００ｇ／ｌＨ，
０３２０ｇ／ｌ液で３０秒間軽くエツチング処理し、再
びＣｕ化学メッキを５ｈｒ行った他は同様に行った、 実施例４ 実施例３に於いて、第２絶縁層を形成した後、約７μの
厚さでニトリルゴムを２５％含有するエポキシペースト
をスクリーン印刷し、Ｃｒ０ｓｌ　５　Ｇｇ／ｌの６５
℃溶液を用いて、５分間エツチング処理し同様に活性化
して、Ｎｌメッキを行うことな（直接（−Ｊｙキを行っ
た他は同様に行った。

以上の各実施別品につき、−６５℃と１２５℃＋７）Ｍ
ｒＬ　１０７法サーマルシツツクテストを１００回くり
返し、その前後の回路電気抵抗を測定した。

又、第２層回路上で電子部品を半田付は搭載する電極パ
ッド部（２Ｘ３ｍｍ）に１．００鶴のＣｕ線を半田付け
してから引張り試験して、接着力を比較した。更に放熱
性を調べるためｔＷのダイオードを搭載して基板の熱抵
抗を比較した。

比較のためにガラスエポキシ基板（１，０ｍ厚）を用い
上記実施例１と同様にして回路を得、同様の測定を行っ
た０以上の結果を表−１にまとめて示す。

上表の結果によれば本発明例はいずれも安定した低いシ
ート抵抗値を示し、かつ特に金属板を用いている実施例
１〜４はエポキシ板の比較例の約１７３の熱抵抗にとど
まった。又、回路の接着力は特に実施例４が大きな値で
あったが、他の例も実用上において充分な値を示した。

なお、特に電気メッキを併用した実施例２は同１に比べ
第２層回路のメッキ形成時間が１／１５に短縮できた。

更に同３及び４は同１に比ベエッチング時間及びエツチ
ング液の消耗が約１７５であった。

（効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明方法によると、
電子機器の小型化及び高機能化に不可欠の新規な多層プ
リント回路基板が著しく経済的に製造できる。そして実
施例からも特に明白な通り、金属板を基体とする場合に
はその放熱性の極めて優れたものとなり、その結果小型
部品を高密度に実装することのできる面実装に最適のプ
リント回路基板を提供し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは本発明の一実施Ｂ様を示す断面説明図で
あり、同図ｔａ＋は第２層回路のエツチング前、同図中
）は同エツチング後を示す。 １・・・基板、２．５・・・絶縁層、３．３’、　　９
．　９′・・・回路、４・・・スルースタッド。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に任意の方法で形成された第１層回路上に
   第２層あるいはこれ以上の回路を形成するに際し、 （ｉ）第１層回路の所望部に第２層回路と電気接続する
   ための導電性ペーストによるスルースタッド（柱状導通
   路）を固化形成し、 （ｉｉ）次に上記第１及び第２層回路間を絶縁するため
   の絶縁性レジンによる絶縁層を上記スルースタッド頂部
   が露出するように固化形成し、（ｉｉｉ）更に上記スル
   ースタッドが露出された絶縁層上に化学メッキ法により
   導電性金属層をメッキ形成し、レジストエッチング処理
   により所望の回路パターンを形成し、 ついで必要に応じて上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の操作をく
   り返すことにより第３層以上の回路を形成することを特
   徴とする多層プリント回路基板の製造方法。
2. （２）上記（ｉ）及び（ｉｉ）の工程をスクリーン印刷
   法により行う第１項記載の方法。
3. （３）上記（ｉｉ）の工程の絶縁層を２層以上とし、そ
   の表層をゴム含有接着層とした前（１）項の方法。
4. （４）上記（ｉｉ）の工程に於いて、所望のメッキ厚さ
   に達しない時に該化学メッキを中断し、レジストエッチ
   ング処理にて所定の回路を形成し、しかる後、再び化学
   メッキ法により所望の厚さに達するまで化学メッキを再
   び行うことを特徴とする前（１）項の方法。
5. （５）上記（ｉｉｉ）工程のメッキがＣｕメッキである
   前（１）項記載の方法。
6. （６）上記（ｉｉｉ）工程のメッキが、化学メッキに引
   続き電気メッキ法を併用して所定の厚さのメッキを得る
   ようにした前（１）項記載の方法。
7. （７）上記基板として少なくとも回路搭載側が該回路と
   電気絶縁された金属板を用いることを特徴とする前（１
   ）項記載の方法。