KR20130102655A

KR20130102655A - 프린트 배선판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130102655A
Application number: KR1020137022389A
Authority: KR
Inventors: 가즈키 가지하라
Original assignee: 이비덴 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2013-09-17
Also published as: US20100163297A1; WO2010076875A1; US8431833B2; TWI421000B; JPWO2010076875A1; EP2381748A1; TW201034544A; CN102265709B; KR20110098961A; EP2381748A4; CN102265709A

Abstract

본 발명의 프린트 배선판 (1) 은, 시트 형상의 보강재 (14) 와 수지 (15) 로 이루어지는 기판 (10) 과, 기판 (10) 의 양 주면 상에 형성된 제 1 도체 회로 (11) 및 제 2 도체 회로 (12) 와, 기판 (10) 의 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구와 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구로 이루어지는 관통공과, 그 관통공을 금속으로 충전하여 이루어지는 스루홀 도체 (13) 를 구비한다. 제 1 도체 회로 (11) 와 제 2 도체 회로 (12) 는, 스루홀 도체 (13) 에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제 1 개구와 제 2 개구가 교차하는 부분에 있어서, 보강재 (14) 의 일부가 관통공 내로 돌출되어, 스루홀 도체 (13) 로 파고들어가 있다. 이로써, 스루홀 도체 (13) 내부의 보이드의 발생이 최대한 억제되고, 게다가 스루홀 도체 (13) 의 기계적 접속 강도도 높이고 있다.

Description

프린트 배선판 및 그 제조 방법{PRINTED WIRING BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 절연 기판을 관통하는 스루홀을 형성한 프린트 배선판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 스루홀 내를 금속으로 충전한 프린트 배선판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 전기적 특성의 향상 등을 도모하는 관점에서, 스루홀의 내부를 도금에 의해 금속으로 충전하는 방법이 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 스루홀의 형상을 장구 형상으로 함으로써, 보이드 등의 발생을 방지하는 기술 (스루홀 필 방법) 이 개시되어 있다. 여기서, 장구 형상의 스루홀이란, 기판의 제 1 면으로부터 기판의 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구와 기판의 제 2 면으로부터 기판의 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구로 이루어지는 스루홀을 말한다. 제 1 개구와 제 2 개구는 기판의 내부에서 연결되어 있다.

이 스루홀 필 방법에서는, 먼저, 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (800) 에 종단면 형상이 장구 형상인 스루홀 (801) 을 형성한다. 이어서, 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 이 스루홀 (801) 의 내벽면에 금속으로 이루어지는 시드층 (802) 을 형성한다. 그리고, 전해 도금에 의해, 최협 부분 (횡단면적이 최소가 되는 부분) 부터 금속을 충전하여, 도금 금속층 (803) 을 형성한다.

선행기술문헌

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 2004-311919호

그런데, 프린트 배선판에 사용되는 절연 기판으로서, 기계적 강도를 갖게 하기 위해, 유리 포 (유리 크로스) 등의 보강재 (기재) 에 수지 (예를 들어, 에폭시 수지 등) 를 함침시켜 열 경화시킨 기판이 널리 사용되고 있다. 이와 같은 보강재를 포함하는 기판에, 특허문헌 1 의 개시 기술에 기초하여, 스루홀을 형성하면, 보강재가 수지의 벽면으로부터 돌출될 가능성이 있다. 그 경우, 도 9a 에 나타내는 바와 같이, 보강재 (810a, 810b) 를 관통하는 개구의 구멍 직경 (L1) 이, 수지를 관통하는 스루홀 (801) 의 최협 부분의 직경 (L2) 보다 작아지는 경우가 발생할 것으로 생각된다.

일반적으로 2 장의 보강재와 수지로 이루어지는 기판은, 도 9a 에 나타내는 바와 같이, 일방의 보강재 (810a) 는 기판의 단면 (斷面) 방향의 중앙부가 아니라, 기판의 제 1 면과 기판의 중앙부 사이에 위치하고, 타방의 보강재 (810b) 는 기판의 제 2 면 (제 1 면과는 반대측의 면) 과 기판의 중앙부 사이에 위치하는 것으로 생각된다. 이와 같은 기판의 스루홀을 도금 (전해 도금) 으로 충전하면, 기판을 관통하는 스루홀 (801) 의 최협 부분보다, 보강재 (810a, 810b) 를 관통하고 있는 부분이 먼저 도금 (전해 도금막) 으로 폐색되기 쉬운 것으로 생각된다. 그렇다면, 도 9b 에 나타내는 바와 같이, 수지를 관통하는 스루홀 (801) 의 최협 부분에 보이드 (811) 가 발생할 우려가 있는 것으로 생각된다.

본 발명은 스루홀 도체 내부의 보이드의 발생을 최대한 억제하고, 추가로, 스루홀 도체와 절연 기판의 접속 강도도 높인 프린트 배선판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련된 프린트 배선판은, 제 1 면과 그 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖고, 상기 제 1 면으로부터 상기 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구와 상기 제 2 면으로부터 상기 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구로 이루어지는 관통공을 갖는 기판과, 그 기판의 제 1 면에 형성되어 있는 제 1 도체 회로와, 상기 기판의 제 2 면에 형성되어 있는 제 2 도체 회로와, 상기 관통공에 충전되고, 상기 제 1 도체 회로와 상기 제 2 도체 회로를 접속하는 스루홀 도체로 이루어지는 프린트 배선판으로서, 상기 기판은 보강재와 수지로 이루어지고, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 부분에 있어서, 상기 보강재의 일부가 상기 수지의 벽면으로부터 상기 관통공 내로 돌출되어, 상기 보강재의 당해 돌출 부분이 상기 스루홀 도체로 파고들어가 있다.

또, 본 발명에 관련된 프린트 배선판의 제조 방법은, 보강재와 수지로 이루어지고, 제 1 면과 그 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖는 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판의 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구를 형성하는 공정과, 상기 기판의 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구를 형성함으로써 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구로 이루어지는 관통공을 형성하는 공정과, 상기 관통공을 도금으로 충전함으로써 스루홀 도체를 형성하는 공정과, 상기 기판의 제 1 면과 제 2 면에 상기 스루홀 도체로 접속되는 도체 회로를 형성하는 공정으로 이루어지는 프린트 배선판의 제조 방법으로서, 상기 관통공을 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 교차 부분에 상기 보강재가 상기 수지의 벽면으로부터 관통공 내로 돌출되도록 상기 관통공을 형성하고, 상기 스루홀 도체를 형성하는 공정에서는, 상기 관통공을 상기 교차 부분으로부터 상기 기판의 제 1 면과 제 2 면을 향하여 도금으로 충전한다.

본 발명에 의하면, 프린트 배선판에 있어서, 스루홀 도체 내부의 보이드의 발생을 최대한 억제할 수 있고, 추가로, 스루홀 도체와 절연 기판의 접속 강도도 높일 수 있다.

도 1a 는 본 발명의 실시형태 1 에서 사용하는 동장 적층판의 단면도이다.
도 1b 는 도 1a 의 기판에 얼라이먼트 마크가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1c 는 도 1b 의 기판의 제 1 면에 제 1 개구가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1d 는 도 1c 의 기판의 제 2 면에 제 2 개구가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1e 는 도 1d 의 기판에 무전해 도금을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1f 는 도 1e 의 기판에 전해 도금을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1g 는 전해 도금시, 돌출부가 존재하는 부분에 도금이 충전된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1h 는 도 1f 의 기판에 에칭 레지스트가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1i 는 도 1h 의 기판에 에칭을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 프린트 배선판의 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 프린트 배선판을 사용한 빌드업 다층 프린트 배선판의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 프린트 배선판의 단면도이다.
도 5a 는 본 발명의 실시형태 2 에서 사용하는 동장 적층판의 단면도이다.
도 5b 는 도 5a 의 기판에 스루홀이 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5c 는 도 5b 의 기판에 무전해 도금을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5d 는 도 5c 의 기판에 전해 도금을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5e 는 도 5d 의 기판에 에칭 레지스트가 형성된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5f 는 도 5e 의 기판에 에칭을 실시한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6 은 도 4 의 프린트 배선판을 사용한 빌드업 다층 프린트 배선판의 단면도이다.
도 7a 는 다른 실시형태에 있어서, 무전해 도금막 형성 후의 상태 (패턴 1) 를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 7b 는 다른 실시형태에 있어서, 무전해 도금막 형성 후의 상태 (패턴 2) 를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 7c 는 다른 실시형태에 있어서, 무전해 도금막 형성 후의 상태 (패턴 3) 를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 7d 는 다른 실시형태에 있어서, 무전해 도금막 형성 후의 상태 (패턴 4) 를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 8a 는 종래의 기술에 있어서의 장구 형상의 스루홀을 나타내는 단면도이다.
도 8b 는 도 8a 의 스루홀에 금속을 충전했을 때의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9a 는 종래의 기술이 갖고 있는 것으로 생각되는 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 스루홀 형성 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9b 는 도 9a 의 스루홀에 금속을 충전했을 때의 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 프린트 배선판 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

(실시형태 1)

도 1a ∼ 도 1i 를 참조하여, 실시형태 1 의 프린트 배선판 (1) (도 2 참조) 의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 도 1a 에 나타내는 바와 같은, 두께 0.1 ∼ 0.6 ㎜ 의 절연 기판 (10) 의 양 주면 (主面) 에 두께 약 12 ㎛ 의 동박 (100, 101) 이 라미네이트된 동장 적층판 (10a) 을 준비한다. 절연 기판 (10) 의 두께는, 0.3 ∼ 0.4 ㎜ 가 바람직하다. 이 범위이면, 기판의 강도를 확보할 수 있음과 함께, 도 1d 에 나타내는 관통공을 레이저로 형성하기 쉽다. 절연 기판 (10) 은 1 장의 보강재 (14) 와 경화 완료된 수지 (15) 로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 보강재 (14) 는, 절연 기판 (10) 의 두께 방향의 대략 중앙에, 절연 기판 (10) 의 양 주면과 대략 평행하게 배치되어 있다.

보강재로서는, 유리 크로스, 유리 부직포나 아라미드 부직포를 채용할 수 있다. 이 중에서, 강도의 관점에서, 유리 크로스로 이루어지는 시트 형상의 보강재를 사용하는 것이 바람직하고, 보강재 (14) 의 두께는, 0.09 ∼ 0.15 ㎜ 인 것이 바람직하다.

여기서, 보강재의 두께에 대해 절연 기판의 두께가 큰 기판의 제조 방법을 간단하게 설명한다. 먼저, 보강재에 수지를 함침시켜 건조시킨다. 계속해서, 건조 후의 기판의 양면에 수지를 도포한다. 그 후, 수지가 경화됨으로써, 두께가 큰 절연 기판이 얻어진다.

계속해서, 동장 적층판 (10a) 을 관통하는 얼라이먼트 마크 (200) 를 형성한다 (도 1b 참조). 얼라이먼트 마크 (200) 는, 드릴 또는 레이저에 의해 형성할 수 있다. 얼라이먼트 마크 (200) 는, 대략 스트레이트인 관통공인 것이 바람직하다. 다음으로, 흑화 산화 처리법에 의해, 이 동장 적층판 (10a) 의 동박 (100, 101) 을 산화 처리한다.

계속해서, 동장 적층판 (10a) 의 일방의 주면 (제 1 면) 의 소정 지점에 레이저를 조사하여 제 1 개구 (201) 를 형성한다 (도 1c 참조). 레이저로서는, 탄산 가스 (CO₂) 레이저, Nd-YAG 레이저나 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 제 1 개구 (201) 는, 동장 적층판 (10a) 의 제 1 면으로부터 제 2 면 (제 1 면과 반대측의 면) 을 향하여 테이퍼되어 있다. 여기서, 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 것은, 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 서서히 폭이 좁아지고 있는 것을 포함하고 있다. 제 1 개구 (201) 는, 얼라이먼트 마크 (200) 를 기준으로 하여 형성된다.

그 후, 동장 적층판 (10a) 의 제 2 면의 소정 지점에 레이저를 조사하여 제 2 개구 (202) 를 형성한다 (도 1d 참조). 제 2 개구 (202) 는, 동장 적층판 (10a) 의 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있다. 제 2 개구 (202) 도 얼라이먼트 마크 (200) 를 기준으로 하여 형성된다. 여기서, 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 것은, 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 서서히 폭이 좁아지고 있는 것을 포함하고 있다.

제 1 개구 (201) 와 제 2 개구 (202) 는, 동일한 얼라이먼트 마크 (200) 를 기준으로 하여 형성되기 때문에, 양호한 정밀도로 위치 맞춤할 수 있다. 이로써, 제 1 개구 (201) 와 제 2 개구 (202) 는, 동장 적층판 (10a) 의 제 1 면 또는 제 2 면 이외의 부분 (동장 적층판 (10a) 의 내부) 에서 연결된다. 그 결과, 도 1d 에 나타내는 바와 같이, 제 1 개구 (201) 와 제 2 개구 (202) 로 이루어지는 스루홀 (관통공) (13a) 이 형성된다.

상기 서술한 바와 같이, 동장 적층판 (10a) 은 보강재 (14) 를 갖고 있다. 통상적으로 수지와 보강재를 비교하면, 수지는 보강재보다 가공되기 쉽다. 이 때문에, 스루홀의 개구 직경은, 보강재가 존재하는 위치에서 최소 직경이 되기 쉽다. 또, 본 실시형태에서는, 보강재 (14) 가 동장 적층판 (10a) 의 대략 중앙부에 배치되어 있기 때문에, 동장 적층판 (10a) 의 대략 중앙부에서 스루홀 (13a) 의 개구 직경이 최소가 되기 쉽다.

그 결과, 본 실시형태의 스루홀 (13a) 의 직경은, 도 1d 에 나타내는 바와 같이, 동장 적층판 (10a) 의 제 1 면으로부터 내부의 대략 중앙부에 위치하는 보강재 (14) 를 향하여 축경 (縮徑) 되고, 개구 직경이 최소가 되는 위치로부터 제 2 면을 향하여 커져 있다. 또, 스루홀 (13a) 의 개구 직경은 서서히 변화하는 것이 아니라, 보강재 (14) 가 위치하고 있는 부분에 있어서, 크게 변화하고 있는 것이 바람직하다. 또, 스루홀 (13a) 의 개구 직경이 최소가 되는 위치에는, 수지 (15) 로부터 보강재 (14) 의 일부분 (돌출부 (140)) 이 돌출되어 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 동장 적층판 (10a) 의 대략 중앙부에서 스루홀 (13a) 내로 돌출되는 보강재 (14) 의 돌출부 (140) 를 갖고 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 스루홀 (13a) 은, 동장 적층판 (10a) 의 대략 중앙부 (보강재 (14) 가 존재하는 위치) 에서 단차를 갖는 형상이 되기 쉽다 (도 1d 참조).

도 1d 에 나타내는 바와 같이, 스루홀 (13a) 의 최소 직경 (보강재 (14) 에 형성되는 개구 직경 : D2) 과 그 위치에 있어서 수지 (15) 에 형성되는 개구 직경 (D1) 은, D2/D1 = 1/4 ∼ 9/10 인 것이 바람직하다. D2/D1 이, 이 범위인 경우, 스루홀 (13a) 내를 도금으로 충전하기 쉬워진다.

또한, 돌출부 (140) 의 길이는, 예를 들어, 레이저의 조사 에너지나 그 밀도, 레이저 조사 횟수 등을 조정함으로써 바꿀 수 있다.

계속해서, 스루홀 (13a) 의 내면에 잔류하는 스미어 등을 제거하는 처리 (디스미어 처리) 를 실시한다. 디스미어 처리는, 과망간산염법을 이용하여 실시한다. 구체적으로는 먼저, 도 1d 의 동장 적층판 (10a) 에 컨디셔너 (수지 팽윤) 처리를 실시한다. 그 후, 과망간산염 : 40 ∼ 80 g/ℓ, 온도 : 50 ∼ 80 ℃ 의 디스미어 처리액에 5 ∼ 30 분 정도 침지시킨다. 그리고, 수세하여, 중화 용액에 침지시켜, 수세 건조시킨다. 그 결과, 스루홀 (13a) 의 내면으로부터 스미어가 제거되어 청정한 면이 노출된다.

디스미어 처리 후, 동장 적층판 (10a) 에, 컨디셔닝 처리, 소프트 에칭 (마이크로 에칭이라고도 한다) 처리를 실시한다. 그리고, 알칼리성 Pd 착물 이온을 포함하는 촉매화액에 침지시켜, 무전해 도금 (예를 들어, 무전해 구리 도금이나 무전해 니켈) 을 개시시키는 촉매를 당해 동장 적층판 (10a) 의 양 주면과 스루홀 (13a) 의 내면에 흡착시킨다.

그리고, 이 촉매가 흡착된 동장 적층판 (10a) 을 무전해 도금액에 침지시키면, 도 1e 에 나타내는 바와 같이, 양 주면과 스루홀 (13a) 의 내면에 무전해 도금막 (예를 들어, 무전해 구리 도금막이나 무전해 니켈 도금막) (102a) 이 형성된 기판이 얻어진다. 또, 이 때, 스루홀 (13a) 의 중앙부에 있어서, 수지 (15) 의 벽면으로부터 스루홀 (13a) 내로 돌출되어 있는 돌출부 (140) 상에도 무전해 도금막 (102a) 이 석출된다.

계속해서, 무전해 도금막 (102a) 을 시드층으로 하여, 전해 도금 처리 (예를 들어, 전해 구리 도금 처리나 전해 니켈 처리) 를 실시하고, 스루홀 (13a) 내를 도금 (예를 들어, 전해 구리 도금이나 전해 니켈 등의 전해 도금) 으로 충전하여 스루홀 도체 (무전해 도금막과 무전해 도금막 상의 전해 도금막으로 이루어진다) (13) 를 형성한다 (도 1f 참조). 또, 이 때, 기판의 양 주면 상에서는, 무전해 도금막 (102a) 상에 전해 도금막 (102c) 이 형성되며, 예를 들어, 무전해 도금막 (102a) 과 전해 도금막 (102c) 으로 이루어지는 도금막 (102b) 이 형성된다.

본 실시형태에서는, 도 1d 에 나타내는 바와 같이, 수지 (15) 로부터 스루홀 (13a) 내로 돌출되는 돌출부 (140) 를 갖고 있다. 따라서, 돌출부 (140) 가 형성되어 있는 부분에 있어서, 스루홀 (13a) 의 개구 직경이 최소가 되기 쉽다. 또, 도 1e 에 나타내는 바와 같이, 스루홀 (13a) 에 의해 노출되는 수지 (15) 와 돌출부 (140) 의 표면 (즉, 스루홀 (13a) 의 내벽) 에 무전해 도금막 (102a) 이 형성되어 있다. 전해 도금으로 스루홀 (13a) 내를 충전할 때, 이 무전해 도금막 (102a) 이 시드층으로서 작용한다. 본 실시형태에서는, 전해 도금시, 먼저, 돌출부 (140) 의 내벽에서 형성되는 공간에 도금이 충전되기 쉽다 (도 1g 참조). 그 후, 돌출부 (140) 가 존재하는 부분으로부터 기판의 제 1 면과 제 2 면을 향하여 스루홀 (13a) 은 도금으로 충전된다.

이상과 같이, 스루홀 (13a) 의 내벽으로부터 돌출되는 돌출부 (140) 의 존재에 따라, 스루홀 (13a) 은 최협 부분 (돌출부 (140) 가 존재하는 부분) 부터 충전된다. 또, 본 실시형태에서는, 1 장의 보강재 (14) 를 포함하는 동장 적층판 (10a) 을 사용하기 때문에, 스루홀 (13a) 의 내벽으로부터 돌출되는 돌출부 (140) 는, 1 부분 (기판의 중앙 부분) 에 집중된다. 따라서, 스루홀 (13a) 에 있어서, 복수의 부분이 동시에 도금으로 폐색되기 어려워진다. 또, 돌출부 (140) 의 내벽에 의해 형성되는 공간의 체적이 작기 때문에, 개구 직경이 최소인 부분 (돌출부 (140) 의 내벽에서 형성되는 공간) 에 있어서, 보이드가 발생하기 어렵다. 이 때문에, 기판의 중앙부로부터 기판의 제 1 면과 제 2 면을 향하여 스루홀 (13a) 이 도금으로 충전되기 쉬워진다.

본 실시형태의 경우, 보강재 (14) 가 기판의 대략 중앙부에 배치되고, 돌출부 (140) 도 기판의 대략 중앙부에 위치한다. 이 때문에, 도금의 충전이, 기판의 중앙부로부터 제 1 면 및 제 2 면측을 향하여 거의 동시에 진행된다. 그 결과, 기판의 제 1 면과 제 2 면에 형성되는 도금막 (102b) 의 두께가 얇아지기 쉽다. 이로써, 에칭 등의 후공정의 처리를 하기 쉬워져, 도체 회로의 정밀화가 용이해진다.

계속해서, 도 1h 에 나타내는 바와 같이, 남겨야 하는 도체 패턴을 보호하는 에칭 레지스트 (103, 104) 를 도금막 (예를 들어, 구리 도금막) (102b) 의 표면에 형성한다.

그리고, 에칭 레지스트 (103, 104) 로부터 노출되는 도금막 (102b) 과, 동박 (100, 101) 을 에칭하여, 도체 회로 (11, 12) 를 형성한다 (도 1i 참조). 에칭 후, 에칭 레지스트 (103, 104) 를 박리하는 공정을 거침으로써, 도 2 에 나타내는 프린트 배선판 (1) 이 얻어진다.

이상과 같이 하여 제조된 본 실시형태의 프린트 배선판 (1) 은, 스루홀 도체 (13) 내부의 보이드의 발생이 최대한 억제되고 있다는 상기 서술한 특징 이외에, 이하와 같은 우수한 특징을 갖는다.

스루홀 도체 (13) 가, 프린트 배선판 (1) 의 중앙부를 향하여 테이퍼 상태로 형성되어 있기 때문에 절연 기판 (10) 과의 기계적 접속 강도가 높다.

스루홀 도체 (13) 의 중앙부에는, 수지 (15) 로부터 돌출된 돌출부 (140) (보강재 (14) 의 일부) 가 파고들어가 있기 때문에, 스루홀 도체 (13) 의 세로 방향의 인장 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다. 따라서, 절연 기판 (10) 과 스루홀 도체 (13) 의 접속 강도가 더욱 높아진다.

이와 같은 프린트 배선판 (1) 은, 다층 프린트 배선판의 코어 기판으로서 사용된다. 도 3 은, 도 2 의 프린트 배선판 (1) 을 코어 기판으로서 사용한 빌드업 다층 프린트 배선판의 예이다. 이 빌드업 다층 프린트 배선판의 제조 공정을 이하에 간단하게 설명한다.

먼저, 도 2 의 프린트 배선판 (1) 의 제 1 면 및 제 2 면 상에, 각각 층간 수지 절연층 (30 및 31) 을 형성한다. 그 후, 프린트 배선판 (1) 에 형성되어 있는 도체 회로 (11, 12) 에 도달하는 개구부를 층간 수지 절연층 (30, 31) 에 형성한다. 계속해서, 층간 수지 절연층 (30 및 31) 상에, 각각 도체 회로 (32 및 33) 를 형성한다. 그 때, 동시에 층간 수지 절연층 (30 및 31) 의 개구부에, 각각 비아 도체 (34 및 35) 를 형성한다. 이로써, 도체 회로 (11) 와 도체 회로 (32) 가 비아 도체 (34) 에 의해 전기적으로 접속하고, 도체 회로 (12) 와 도체 회로 (33) 가 비아 도체 (35) 에 의해 전기적으로 접속한다.

계속해서, 기판의 양 주면에 액상 또는 드라이 필름 형상의 감광성 레지스트 (솔더레지스트) 를 도포 또는 라미네이트한다. 또한, 열 경화형의 솔더레지스트를 사용해도 된다.

그리고, 소정의 패턴이 형성된 마스크 필름을 감광성 레지스트의 표면에 밀착시켜, 자외선으로 노광하고, 알칼리 수용액으로 현상한다. 그 결과, 도체 회로 (32 및 33) 의 땜납 패드가 되는 부분을 노출시키기 위한 개구부를 갖는 솔더레지스트층 (36, 37) 이 형성된다.

솔더레지스트층 (36, 37) 이 갖는 개구부는, 비아 도체 (34, 35) 의 상면의 일부를 노출시키는 개구부여도 된다. 또, 비아 도체 (34, 35) 의 전체 상면과 비아 도체 (34, 35) 에 직접 접속되어 있는 도체 회로 (32, 33) 의 일부를 노출시키는 개구부여도 된다.

계속해서, 땜납 패드 상에, 땜납 페이스트를 인쇄하고, 리플로우를 실시하여 땜납 범프 (38, 39) 를 형성한다. 이와 같이 하여 형성된 도 3 의 빌드업 다층 프린트 배선판은, 땜납 범프 (38, 39) 를 개재하여, IC 칩 등의 전자 부품 혹은 도터 보드 등과 전기적으로 접속된다.

본 실시형태에서는, 사용하는 동장 적층판 (10a) 은, 1 장의 시트 형상의 보강재 (14) 를 갖고, 그리고, 보강재 (14) 는, 절연 기판 (10) 의 대략 중앙부에 배치되어 있다. 또, 스루홀 도체 (13) 의 중앙부 영역에서는, 내벽으로부터 돌출 된 보강재 (14) 의 돌출부 (140) 가 스루홀 도체 (13) 로 파고들어간 상태가 되어 있다.

그러나, 보강재 (14) 의 배치 양태나 스루홀 도체 (13) 의 형상 등에 한정은 없다. 요점은, 제 1 개구 (201) 과 제 2 개구 (202) 의 교차부에 보강재 (14) 의 돌출부 (140) 가 존재하면 된다. 제 1 개구 (201) 와 제 2 개구 (202) 의 교차부에 보강재 (14) 가 존재함으로써, 교차부의 개구 직경을 스루홀 (13a) 의 최소 직경으로 할 수 있다. 또, 스루홀 (13a) 의 단면 방향에 있어서, 개구 직경이 최소가 되는 지점이 1 개 지점이 되기 쉽다.

(실시형태 2)

도 4 는, 실시형태 2 의 프린트 배선판 (40) 을 나타내는 단면도이다. 이 프린트 배선판 (40) 에서는, 절연 기판 (10) 은, 3 장의 보강재 (14a, 14b, 14c) 와 경화 완료된 수지 (15) 로 되어 있다. 보강재 (14b) 는, 절연 기판 (10) 의 대략 중앙부에 배치되어 있다. 보강재 (14a) 는, 절연 기판 (10) 의 중앙부와 제 1 면 사이에 배치되어 있다. 보강재 (14c) 는, 절연 기판 (10) 의 중앙부와 제 2 면 사이에 배치되어 있다. 또, 각 스루홀 도체 (13) 에는, 보강재 (14b) 의 일부 (돌출부 (140)) 가 파고들어가 있다.

이 프린트 배선판 (40) 의 제조 방법에 대하여, 도 5a ∼ 도 5f 를 참조하여 설명한다. 먼저, 도 5a 에 나타내는 바와 같은, 두께 약 0.4 ㎜ 의 절연 기판 (10) 의 양 주면에 두께 12 ㎛ 의 동박 (100, 101) 이 라미네이트된 동장 적층판 (10a) 을 준비한다. 본 실시형태에서는, 절연 기판 (10) 은, 시트 형상의 3 장의 보강재 (14a ∼ 14c) 에 수지를 함침시켜 경화시킨 기판이다. 이 3 장의 보강재 (14a ∼ 14c) 는, 모두 동장 적층판 (10a) 의 양 주면과 대략 평행하게 배치되어 있다.

계속해서, 동장 적층판 (10a) 을 관통하는 얼라이먼트 마크 (도시 생략) 를 형성한다. 그리고, 흑화 산화 처리법에 의해, 이 동장 적층판 (10a) 의 동박 (100, 101) 을 산화 처리한다. 계속해서, 동장 적층판 (10a) 의 소정 지점에, 제 1 개구와 제 2 개구로 이루어지는 스루홀 (13a) 을 형성한다 (도 5b 참조). 제 1 개구는 동장 적층판 (10a) 의 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있다. 제 2 개구는 동장 적층판 (10a) 의 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있다. 스루홀 (13a) 의 형성 방법은 실시형태 1 와 동일하다.

본 실시형태에서는, 제 1 개구와 제 2 개구의 교차부에 보강재 (14b) 가 존재하고 있다. 요컨대, 제 1 개구와 제 2 개구의 교차부에 보강재 (14b) 의 일부 (돌출부) 를 갖고 있다. 또, 제 1 개구와 제 2 개구의 교차부에 있어서, 스루홀 (13a) 의 개구 직경은 최소가 되어 있다. 또한, 보강재 (14a, 14c) 에 대해서도, 수지 (5) 로부터 스루홀 (13a) 내로 돌출되는 돌출부를 갖고 있어도 된다. 단, 보강재 (14a) 에 형성되는 개구의 개구 직경 (r1) 은, 보강재 (14b) 에 형성되는 개구의 개구 직경 (r2) 보다 크다. 또, 보강재 (14c) 에 형성되는 개구의 개구 직경 (r3) 도 r2 보다 크다.

r1 ＞ r2 또한 r3 ＞ r2 를 만족하는 스루홀의 형성 방법으로서, 예를 들어 주변부보다 중심부의 에너지 밀도가 높은 레이저 광에 의해 제 1 개구와 제 2 개구를 형성하는 방법을 들 수 있다. 또, 보강재의 두께를 변경함으로써, r1 ＞ r2 또한 r3 ＞ r2 를 만족하는 스루홀을 형성할 수 있다. 구체적으로는 보강재 (14b) 의 두께를 그 상하에 배치되는 보강재 (14a, 14c) 의 두께보다 두껍게 하면 된다. 본 실시형태에서는, 보강재 (14b) 의 두께를 보강재 (14a, 14c) 의 두께보다 두껍게 하고 있다 (즉, 보강재 (14a, 14c) 의 두께가 보강재 (14b) 의 두께보다 얇다). 이 경우, 보강재 (14b) 의 두께는 0.12 ∼ 0.15 ㎜ 이고, 보강재 (14a, 14c) 의 두께는 0.09 ∼ 0.12 ㎜ 인 것이 바람직하다. 또, 보강재 (14b) 와 보강재 (14a, 14c) 의 두께의 차는, 0.015 ∼ 0.05 ㎜ 정도가 바람직하다.

스루홀 (13a) 의 형성 후, 동장 적층판 (10a) 의 양 주면과 스루홀 (13a) 의 내벽에 무전해 도금막 (102a) 을 형성한다 (도 5c 참조). 이로써, 보강재 (14b) 의 내벽에서 형성되는 공간은, 무전해 도금막 (102a) 으로 충전된다. 무전해 도금막 (102a) 의 형성 후, 전해 도금 처리를 실시하여, 도금막 (102b), 스루홀 도체 (13) 를 형성한다 (도 5d 참조). 그리고, 도 5e 에 나타내는 바와 같이, 남겨야 할 도체 패턴을 보호하는 에칭 레지스트 (103, 104) 를 도금막 (102b) 의 표면에 형성한다.

그리고, 에칭 레지스트 (103, 104) 로부터 노출되는 도금막 (102b) 과, 동박 (100, 101) 을 에칭하여, 도체 회로 (11, 12) 를 형성한다 (도 5f 참조). 에칭 후, 에칭 레지스트를 박리하는 공정을 거침으로써, 도 4 에 나타내는 프린트 배선판 (40) 이 얻어진다.

이상과 같이 하여 제조된 본 실시형태의 프린트 배선판 (40) 은, 3 장의 보강재 (14a ∼ 14c) 를 갖고 있기 때문에 기판 강도가 증가한다. 또, 실시형태 1 의 프린트 배선판 (1) 과 동일하게, 보강재의 장 수가 홀수이기 때문에, 절연 기판 (10) 의 중앙부에 보강재 (14b) 를 배치하기 쉽다. 그 결과, 절연 기판 (10) 의 중앙부에서 스루홀 (13a) 의 직경이 최소가 되기 쉽다. 그리고, 절연 기판 (10) 의 중앙부에 보강재 (14b) 를 배치함으로써, 프린트 배선판 (40) 의 두께 방향에 있어서 밸런스가 양호해져, 기판의 휨을 억제할 수 있다.

또, 프린트 배선판 (40) 을 코어 기판으로서 사용하고, 빌드업층을 형성함으로써 도 6 에 나타내는 바와 같은 다층 프린트 배선판이 얻어진다. 도 6 의 부호에 있어서, 30, 31 은 층간 수지 절연층을 나타내고, 32, 33 은 도체 회로를 나타내고, 34, 35 는 비아 도체를 나타내고, 36, 37 은 솔더레지스트층을 나타내고, 38, 39 는 땜납 범프를 나타낸다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.

도 7a ∼ 도 7d 는, 다른 실시형태에 있어서, 무전해 도금막 (102a) 형성 후의 상태를 나타내는 주요부 단면도이다. 도 7a 및 도 7b 에서는, 절연 기판 (10) 은, 3 장의 시트 형상의 보강재 (70a ∼ 70c) 를 포함하고, 각 보강재 (70) 의 두께는 동일하다 (예를 들어, 100 ㎛).

도 7c 및 도 7d 에서는, 절연 기판 (10) 은, 4 장 (즉, 짝수 장) 의 시트 형상의 보강재 (71a ∼ 71d) 를 포함하고, 각 보강재 (71) 의 두께는 동일하다 (예를 들어, 100 ㎛).

도 7a ∼ 도 7d 의 스루홀의 최소 직경은 제 1 개구와 제 2 개구의 교차부로서, 그 부분에 있어서, 보강재가 스루홀 내로 돌출되어 있다. 도 7b, 도 7c, 도 7d 에서는 스루홀의 개구 직경이 최소가 되는 부분이 기판의 대략 중앙부에 위치하고 있지 않다. 도 7b, 도 7c 에서는 교차부가 기판의 중앙부와 제 1 면 사이에 위치하고 있다. 도 7d 에서는 교차부가 기판의 중앙부와 제 2 면 사이에 위치하고 있다.

이와 같이, 교차부를 기판의 중앙부와 기판의 제 1 면 또는 제 2 면 사이에 갖는 프린트 배선판은, 도 3 이나 도 6 에 나타내는 빌드업 다층 프린트 배선판의 코어 기판에 바람직하게 채용할 수 있다. 스루홀 도체의 굴곡부에 가해지는 응력이 작아지기 때문이다. 단, 이 경우, 보강재의 장 수가 짝수 장인 것이 보다 바람직하다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 기술은, 스루홀 내를 금속으로 충전하는 프린트 배선판에 널리 적용할 수 있다.

1 : 프린트 배선판
10 : 절연 기판
11, 12 : 도체 회로
13 : 스루홀 도체
14 : 보강재
15 : 수지
140 : 돌출부

Claims

제 1 면과 그 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖고, 상기 제 1 면으로부터 상기 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구와 상기 제 2 면으로부터 상기 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구로 이루어지는 관통공을 갖는 기판과,
그 기판의 제 1 면에 형성되어 있는 제 1 도체 회로와,
상기 기판의 제 2 면에 형성되어 있는 제 2 도체 회로와,
상기 관통공에 충전되고, 상기 제 1 도체 회로와 상기 제 2 도체 회로를 접속하는 스루홀 도체로 이루어지는 프린트 배선판으로서,
상기 기판은 복수의 보강재와 수지로 이루어지고, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 부분에 있어서, 상기 복수의 보강재의 일부가 상기 수지의 벽면으로부터 상기 관통공 내로 돌출되어, 상기 복수의 보강재의 당해 돌출 부분이 상기 스루홀 도체로 파고들어가 있고, 상기 복수의 보강재 중의 1 개의 보강재는 상기 기판의 두께 방향의 중앙부에 배치되고, 상기 복수의 보강재 중의 상기 1 개의 보강재는 나머지 보강재의 두께보다 두껍고, 상기 복수의 보강재 중의 상기 1 개의 보강재의 상기 돌출 부분에서 형성되는 개구의 직경이 상기 관통공의 최소 직경인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 부분은, 상기 기판의 두께 방향의 중앙부인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 보강재는, 유리 포, 유리 부직포, 아라미드 부직포 중의 1 종 이상에서 선택되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 홀수 장의 보강재와 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 스루홀 도체는, 구리 도금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판.
복수의 보강재와 수지로 이루어지고, 제 1 면과 그 제 1 면과는 반대측의 제 2 면을 갖는 기판을 준비하는 공정과,
상기 기판의 제 1 면으로부터 제 2 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 1 개구를 형성하는 공정과,
상기 기판의 제 2 면으로부터 제 1 면을 향하여 테이퍼되어 있는 제 2 개구를 형성함으로써 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구로 이루어지는 관통공을 형성하는 공정과,
상기 관통공을 도금으로 충전함으로써 스루홀 도체를 형성하는 공정과,
상기 기판의 제 1 면과 제 2 면에 상기 스루홀 도체로 접속되는 도체 회로를 형성하는 공정으로 이루어지는 프린트 배선판의 제조 방법으로서,
상기 관통공을 형성하는 공정에서는, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 교차 부분에 상기 복수의 보강재가 상기 수지의 벽면으로부터 상기 관통공 내로 돌출되도록 상기 관통공을 형성함과 함께, 상기 복수의 보강재 중의 1 개의 보강재의 상기 돌출 부분에서 형성되는 개구의 직경이 상기 관통공의 최소 직경이 되도록 상기 관통공을 형성하고,
상기 스루홀 도체를 형성하는 공정에서는, 상기 관통공을 상기 교차 부분으로부터 상기 기판의 제 1 면과 제 2 면을 향하여, 도금으로 충전하고,
상기 복수의 보강재 중의 상기 1 개의 보강재는 상기 기판의 두께 방향의 중앙부에 배치되고, 상기 복수의 보강재 중의 상기 1 개의 보강재는 나머지 보강재의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 교차하는 부분은, 상기 기판의 두께 방향의 중앙부인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 복수의 보강재는, 유리 포, 유리 부직포, 아라미드 부직포 중의 1 종 이상에서 선택되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 기판은 홀수 장의 보강재와 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 스루홀 도체는 상기 관통공의 측벽에 형성된 무전해 도금막과 무전해 도금막 상의 전해 도금막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 무전해 도금막은, 무전해 구리 도금막이고, 상기 전해 도금막은, 전해 구리 도금막인 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 개구와 제 2 개구는, 동일한 얼라이먼트 마크를 기준으로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선판의 제조 방법.