JPS62193297A - 多層基板とその製造方法 - 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） この発明は多Ｎ基板とその製造方法に関し、特に絶縁基
板の少なくとも一方主面側に少なくとも２層の回路パタ
ーンが形成された多層基板とその製造方法に関する。

（従来技術） 最近ではたとえばエポキシ樹脂などからなる基板材料に
よって、それぞれ異なる回路に応じたパターンを有する
多層の導電層を支持した多層基板が用いられている。

このような多層基板は、従来一般的には、たとえばエポ
キシ樹脂などからなる絶縁基板の両面にたとえば銅箔の
ような導電層によって回路パターンを形成し、その基板
の主面上に、別の回路パターンが形成された絶縁フィル
ムを順次積層し、高圧プレスによって成型することによ
って製造される。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の多Ｎ基板では、工程が煩雑であり、したがって高
価であった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、より簡単かつ安
価に得られる、多層基板を提供することである。

この発明の他の目的は、簡単に多層基板を製造すること
ができる、多層基板の製造方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 第１発明は、簡単にいえば、絶縁材料からなる基板、基
板の少なくとも一方主面上に金属膜で形成され、かつ第
１の回路に応じたパターンを有する導電層、基板の導電
層の上に、少なくともその表面が半田付は可能な材料で
形成され、かつ第２の回路に応じたパターンを有する半
田付着可能層、および少なくとも半田付着可能層上に形
成され、かつ前記第２の回路のパターンを有する半田層
を備える、多層基板である。

第２発明は、（ａ）絶縁材料からなり、かつその主面上
に導電層をエツチングして第１の回路に応じたパターン
が形成された基板を準備するステップ、（ｂ）特定のイ
ンクの印刷によって、導電層の上に第２の回路に応じた
パターンを有する半田付着可能層を形成するステップ、
および少なくとも半田付着可能層上に半田層を形成する
ステップを含む、多層基板の製造方法である。

（作用） 第１の回路に応じたパターンを有する導電層の上に直接
またはたとえば半田レジストなどを印刷することによっ
て形成された第１の絶縁層を介して、たとえば銅インク
の印刷によって、第２の回路に応じたパターンを有する
半田付着可能層が形成される。そして、その基板をたと
えば半田ディッピングすることによって、少なくともそ
の半田付着可能層上に半田層が形成される。この半田層
が、実質的に、第２の回路のパターンを構成する。

すなわち、この発明の多層基板では、導電層と半田層が
少なくとも２層に積層される。必要に応じて、少なくと
もその半田層を覆うように第２の絶縁層が形成される。

（発明の効果） この発明によれば、半田付着可能層をたとえば導電イン
クで印刷し、半田層をたとえば半田ディッピングによっ
て形成するだけでよく、従来のように高圧プレスする必
要がないので、その製造工程が非常に簡単になるばかり
でな（ごその製造設備も簡単でよい。そのために、より
安価な多層基板を得ることができる。必要に応じて、半
田層を覆うように第２の絶縁層を形成し、その上に半田
付着層および半田層を順次積層的に形成するだけで、よ
り多層の基板を簡単に得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この
プリント基板ｌＯは、たとえば合成樹脂やセラミックス
のような絶縁材料からなる基板１２を含む。この基板１
２はいわゆる両面基板として構成されていて、基板１２
の両主面には、たとえば銅箔のような導電層１４が形成
されていて、この導電層１４にはエツチングによって第
１の回路のための所定のパターン（第１の回路パターン
）が形成される。

基板１２にはスルーホール１６があけられていて、この
スルーホール１６の内壁にはめっき層１８が形成される
。このめっきＮ１８は、基板１２の両面の導電［１４を
相互に接続する必要のある場合に形成され、その両端が
対応するそれぞれの導電層１４に接続される。なお、め
っき層１８は、スルーホール１６が単に部品（図示せず
）の挿入孔として用いられ場合には不要であるかも知れ
ない。

基板１２の両主面には、導電層１４の一部を覆うように
、半田レジスト層２０が形成される。この半田レジスト
層２０は、導電層１４のうち、後の工程において半田が
付着されるべきではない領域に形成されるものであるが
、さらに、後述の銅インク層２２と導電層１４との絶縁
を確保するためにも利用され得る。

基板１２の一方主面上（実施例では上面）には、導電層
１４と半田レジスト層２０とにまたがって、第２の回路
に応じたパターンを有する銅インク層２２が形成される
。この銅インク層２２を形成するための銅インクとして
は、たとえば、タック電綿株式会社製の商品名洞性イン
クなどが利用可能である。ちなみに、この銅インクは、
フィシとしての銅の微粒子と、これら微粒子どうしを強
固に接着するためのバインダと、防錆剤とを混合してつ
くられている。銅微粒子の粒径は、この銅インク層２２
を印刷形成する際のシルクスクリーンのメソシュ径より
も小さく選ばれる。また、バインダは、熱硬化性の合成
樹脂たとえばフェノール樹脂のような溶剤中に電解キャ
リアが散在されているものを用いる。

このような銅インクを用いて銅インク層２２を形成する
のであるが、この銅インク層２２の表面近傍には、バイ
ンダが硬化すると、半田付着可能層が形成される。そし
て、この銅インク層２２　（半田付着可能層）、スルー
ホール１６の内壁のめっき層１８および導電層１４上に
、たとえば半田ディツプによって半田層２４を形成する
。この半田層２４は、その半田付着可能層（銅インク層
）２２に形成された第２の回路パターンと同じパターン
を有し、したがって、銅インク層２２と協働して第２の
回路パターンを構成する。

半田層２４は、その第２の回路パターン全体としての比
抵抗を小さくする（導電性を向上させる）とともに、第
２の回路パターンの機械的強度を増強する役目を果たす
。硬化した後の銅インク層２２だけの比抵抗がたとえば
１０−４〜１０−”ｃｄ／Ωであるとすると、半田層２
４を形成した後には、その第２の回路パターン全体とし
ては、比抵抗は、たとえば１０−”ａＪ／Ω程度になる
。したがって、この銅インク層２２および半田１Ｊ２４
が、第２の回路パターンとして利用できるのである。

なお、このとき、半田層２４は、少なくとも銅インク層
２２上を覆うように形成されればよく、必ずしも銅箔に
よる第１の回路パターンすなわち導電Ｎ１４やめっき層
１８上に形成される必要はない。

また、もし、この第１図のように、銅インク層２２と導
電層１４とが半田層２４によって接続されると、Ｂ電Ｎ
１４と洞インク層２２とが同電位となる。

基板１２の上面には、さらに、半田レジスト層２０、半
田層２４を覆って、第２の絶縁層としての半田レジスト
層２６が形成される。

上述のように、この実施例の多層基板１０では、絶縁基
板１２の上面に、導電ＩＪ１４と主として半田層２４と
によって、それぞれ第１および第２の回路パターンが支
持される。

つぎに、第２図〜第８図を参照して、第１図実施例の多
層基板１０の製造方法の一例について説明する。

先ず、第２図に示すように、基板１２を準備する。この
基板１２は、たとえばエポキシ樹脂や祇フェノールのよ
うな合成樹脂あるいはセラミックス等によって、その厚
みがたとえば１．２−１゜６ｆｌｌＯものとして作られ
る。そして、基板１２の両主面には、たとえば３０−７
０μｍ程度の厚みの銅箔によって、後の工程で第１の回
路に応じたパターンが形成されるべき導電層１４が形成
される。

続いて、第３図に示すように、基板１２に、導電層１４
も貫通するように、たとえば多軸ボール盤を用いて、ス
ルーホール１６を形成する。このスルーホール１６は両
主面の導電層１４を相互接続するために利用されるとと
もに、華なる電子部品のリード線挿入孔等としても利用
され得る。そして、穿孔端面の研磨処理をした後、次工
程に移る。

つぎに、第４図に示すように、スルーホール１６の内壁
にたとえば電解めっきあるいは無電解めっきによって、
めっき層１８を形成する。したがって、基板１２の両面
の導電層１４どうしが接続される。

続いて、導電層１４をエツチングして、第５図に示すよ
うに、第１の回路に応じたパターンを形成する。すなわ
ち、先ず必要なパターンに応じてエツチングレジストを
印刷するとともに、スルーホール１６の「孔埋め」など
を施し、その後、ウェットエツチングあるいはドライエ
・７チングすることによって必要な回路パターンを形成
する。

その後、第６図に示すように、第１の絶縁層として機能
する、半田レジスト層２０を印刷する。

このとき、導電層１４の酸化や劣化を防止するために、
防錆処理が施されてもよい。

ここまでの工程は、従来の多層基板のみならずプリント
基板の一般的な製造工程として、よく知られているとこ
ろである。

次に、第７図に示すように、第１の絶縁層すなわち半田
レジスト層２０および／または導電層１４の上に、第２
の回路に応じたパターンを有する、銅インク層２２を形
成する。詳しくいうと、基板１２の一方主面側に、第２
の回路パターンとして必要な印刷パターンを有するシル
クスクリーン（図示せず）を配置、位置決めし２、前述
のような所定の銅インクによって、印刷する。このとき
の印刷精度はたとえば１００μｍ程度であり、この程度
の精度があれば、１００７１ｍオーダの幅のパターンの
形成も可能である。したがって、より微細なパターンを
つくるためにフォトエツチングなどの複雑な技法を用い
る必要はないであろう。

その後、印刷された銅インクを加熱して硬化させる。フ
ェノール樹脂はたとえば熱硬化性のものであり、たとえ
ば１４５℃３０分程度で、縮合反応により硬化する。こ
の硬化に際して、銅インクは、その面方向のみならずそ
の厚み方向にも縮む。

なお、発明の実験によれば、硬化した後の銅インク層２
２の基板１２などとの接着強度は、たとえば３φのラン
ドで３　ｋｇの引っ張り荷重にたえることができ、銅箔
のような導電層１４とほぼ等しい。

また、銅インクが硬化する際、その表面近傍に半田付着
可能層が形成される。すなわち、銅インク層２２の表面
が半田付は可能になる。

その後、第８図に示すように、少なくとも銅インク層２
２を覆って（実際には半田が付着するすべての部分）に
半田層２４を形成する。詳しくいうと、この第８図の工
程では、半田レベラ、リフロー半田あるいは半田ディッ
ピングによって、基板１２の少なくともその主面に半田
を付着させる。

この半田層２４は、前述のように、銅インク層２２を機
械的に補強するとともに、第２の回路パターン全体とし
ての導電性を向上させ、実質的に第２の回路パターンと
して機能する。

最後に、第１図に示すように、基板１２の一方主面側全
域にわたって、第２の絶縁層としての半田レジスト層２
６を、たとえば塗布あるいは印刷によって、形成する。

このようにして、多層基板１０が製造される。

もし、必要なら、その半田レジスト層２６の上に、部品
を配置するための文字や図形を印刷したりしてもよい。

なお、上述の実施例では、半田付着可能層を形成するた
めに、その比抵抗が比較的小さい銅インクを用いた。し
かしながら、この半田付着可能層は、より小さい導電性
の導電インクで形成されてもよ（、その比抵抗がたとえ
ば１０６〜１０”ｃｎ＋２／Ω程度の絶縁性のものでも
よく、要は、そこに第ジの回路パターンとして必要な半
田付着可能層が形成されればよいのである。なぜなら、
その後の工程で形成される半田層２４が十分な導電性を
有し、実質的にそれが第２の回路パターンとして十分機
能し得るからである。もし、絶縁性の半田付着可能層が
形成される場合には、第１の絶縁層としての半田レジス
ト層２０は特に形成する必要がないであろう。というの
も、半田付着可能層・それ自体で半田層２４と導電層１
４との絶縁が確保できるからである。

また、上述の実施例では、半田付着可能層すなわち半田
層２４にも回路パターンを形成した。しかしながら、こ
れら半田付着可能層すなわち半田層２４は基＋７ｉＥ１
２の全面に連続して形成されてもよい。この場合には、
半田層２４は不要輻射防止のためのシールド電極として
作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。 第２図〜第８図は第１図実施例の多層基板を製造する方
法の一例を工程順次に示す断面図である。 図において、１０は多層基板、１２は絶縁基板、１４は
導電層、１６はスルーホール、１８はめっき層、２０．
２６は半田レジスト層、２２は銅インク層、２４は半田
層を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　絶縁材料からなる基板、 前記基板の少なくとも一方主面上に金属膜で形成され、
   かつ第１の回路に応じたパターンを有する導電層、 前記基板の前記導電層の上に、少なくともその表面が半
   田付け可能な材料で形成され、かつ第２の回路に応じた
   パターンを有する半田付着可能層、および 少なくとも前記半田付着可能層上に形成され、かつ前記
   第２の回路のパターンを有する半田層を備える、多層基
   板。 ２　前記半田付着可能層は比較的高抵抗の材料で前記導
   電層上に直接形成される、特許請求の範囲第１項記載の
   多層基板。 ３　前記基板上に、少なくとも前記導電層の前記半田付
   着可能層以外の部分でその導電層を覆うように形成され
   る半田レジスト層を含む、特許請求の範囲第２項記載の
   多層基板。 ４　前記導電層を覆うように前記基板上に形成される第
   １の絶縁層を含む、特許請求の範囲第１項記載の多層基
   板。 ５　前記半田付着可能層は導電材料からなり、前記第１
   の絶縁層上に形成される、特許請求の範囲第４項記載の
   多層基板。 ６　前記半田付着可能層は導電インクによって形成され
   た導電インク層を含む、特許請求の範囲第５項記載の多
   層基板。 ７　前記導電インク層は銅インクによって形成された銅
   インク層を含む、特許請求の範囲第６項記載の多層基板
   。 ８　前記銅インクは、少なくともバインダおよび銅の微
   粒子が混合されてなる、特許請求の範囲第７項記載の多
   層基板。 ９　少なくとも前記半田層を覆うように形成される第２
   の絶縁層を備える、特許請求の範囲第１項ないし第８項
   のいずれかに記載の多層基板。 １０　前記第２の絶縁層は半田レジスト層を含む、特許
   請求の範囲第９項記載の多層基板。 １１　前記導電層は前記基板の両主面に形成される、特
   許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の
   多層基板。 １２　前記半田付着可能層および前記半田層は前記基板
   の両主面に形成される、特許請求の範囲第１１項記載の
   多層基板。 １３　前記基板に形成されるスルーホールを含み、前記
   半田層は前記スルーホールを通して前記導電層または前
   記半田層に接続される、特許請求の範囲第１２項記載の
   多層基板。 １４　前記半田付着可能層および前記半田層は前記基板
   の一方主面に形成される、特許請求の範囲第１１項記載
   の多層基板。 １５　前記基板に形成されるスルーホールを含み、前記
   半田層は前記スルーホールを通して前記導電層に接続さ
   れる、特許請求の範囲第１４項記載の多層基板。 １６　（ａ）絶縁材料からなり、かつその主面上に導電
   層をエッチングして第１の回路に応じたパターンが形成
   された基板を準備するステップ、（ｂ）特定のインクの
   印刷によって、前記導電層の上に第２の回路に応じたパ
   ターンを有する半田付着可能層を形成するステップ、お
   よび （ｃ）少なくとも前記半田付着可能層上に半田層を形成
   するステップを含む、多層基板の製造方法。 １７　前記ステップ（ｂ）は、比較的高抵抗の材料で前
   記導電層上に直接前記半田付着可能層を形成するステッ
   プを含む、特許請求の範囲第１６項記載の多層基板の製
   造方法。 １８　さらに、（ｄ）前記導電層を覆うように前記基板
   上に第１の絶縁層を形成するステップを含む、特許請求
   の範囲第１６項記載の多層基板の製造方法。 １９　前記ステップ（ｂ）は、導電材料で前記第１の絶
   縁層上に前記半田付着可能層を形成するステップを含む
   、特許請求の範囲第１８項記載の多層基板の製造方法。 ２０　前記ステップ（ｂ）は、導電インクを印刷するス
   テップを含む、特許請求の範囲第１９項記載の多層基板
   の製造方法。 ２１　前記ステップ（ｂ）は、銅インクを印刷するステ
   ップを含む、特許請求の範囲第２０項記載の多層基板の
   製造方法。 ２２　前記ステップ（ｂ）は、少なくともバインダおよ
   び銅の微粒子が混合されてなる銅インクを準備するステ
   ップを含む、特許請求の範囲第２１項記載の多層基板の
   製造方法。 ２３　さらに、（ｅ）少なくとも前記半田層を覆うよう
   に第２の絶縁層を形成するステップを含む、特許請求の
   範囲第１６項ないし第２２項のいずれかに記載の多層基
   板の製造方法。 ２４　前記ステップ（ｅ）は、半田レジストを印刷する
   ステップを含む、特許請求の範囲第２３項記載の多層基
   板の製造方法。 ２５　前記ステップ（ａ）は、その両主面に前記導電層
   が形成された基板を準備するステップを含む、特許請求
   の範囲第１６項ないし第２４項のいずれかに記載の多層
   基板の製造方法。 ２６　前記ステップ（ｂ）は、前記基板の両主面に前記
   半田付着可能層を形成するステップを含む、特許請求の
   範囲第１５項記載の多層基板の製造方法。 ２７　さらに、（ｆ）前記基板にスルーホールを形成す
   るステップ、および （ｇ）前記半田層を前記スルーホールを通して前記導電
   層または前記半田層に接続するステップを含む、特許請
   求の範囲第２６項記載の多層基板の製造方法。 ２８　前記ステップ（ｂ）は、前記基板の一方主面に前
   記半田付着可能層を形成するステップを含む、特許請求
   の範囲第２５項記載の多層基板の製造方法。 ２９　さらに、（ｆ）前記基板にスルーホールを形成す
   るステップ、および （ｈ）前記半田層を前記スルーホールを通して前記導電
   層に接続するステップを含む、特許請求の範囲第２８項
   記載の多層基板の製造方法。