KR20170118780A

KR20170118780A - 인쇄 배선판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170118780A
Application number: KR1020177025215A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 히츠오카
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: CN107251661B; TW201640974A; KR102518566B1; US10321566B2; US20170354034A1; JP6870608B2; TWI692284B; JPWO2016136222A1; WO2016136222A1; CN107251661A

Abstract

특별한 장치를 사용하지 않고, 관통공 내에 대한 도금액의 순환을 용이하게 하고, 관통공 내에 대한 도체의 충전 효율을 높일 수 있고, 또한, 접속 신뢰성을 확보할 수 있는 인쇄 배선판 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일 양태에 관련된 인쇄 배선판은, 절연 수지 (2) 와, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측에 형성된 도금 구리 (3a) 와, 절연 수지 (2) 의 이면 (2b) 측에 형성된 도금 구리 (3b) 를 구비하고 있다. 그리고, 도금 구리 (3a) 와 도금 구리 (3b) 는, 절연 수지 (2) 를 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 관통하는 관통공 (8) 에 충전된 도금 구리 (도체) (3c) 를 통하여 전기적으로 도통하고 있다. 또한, 관통공 (8) 은, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 개구 직경이 점감하는 유발 형상부 (8a) 와, 유발 형상부 (8a) 의 바닥면에서 연통하는 원통 형상부 (8b) 를 구비하고 있다.

Description

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

본 발명은, 인쇄 배선판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

인쇄 배선판에는, 예를 들어, 절연층을 그 두께 방향으로 관통하는 관통공과, 그 관통공을 충전하는 도체를 구비한 것이 있다.

상기 구성을 한 인쇄 배선판 및 그 제조 방법에 관한 기술로는, 예를 들어, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2 에 기재된 것이 있다.

일본 특허공보 제4248353호 일본 특허공보 제4963495호

종래 기술에 관련된 인쇄 배선판 및 그 제조 방법에서는, 관통공 내에 대한 도체의 충전 효율을 높이고, 또한, 접속 신뢰성을 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다는 과제가 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 특별한 장치를 사용하지 않고, 관통공 내에 대한 도금액의 순환을 용이하게 하고, 관통공 내에 대한 도체의 충전 효율을 높일 수 있고, 또한, 접속 신뢰성을 확보할 수 있는 인쇄 배선판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 인쇄 배선판은, 절연층과, 상기 절연층의 일방의 면측에 형성된 제 1 도체층과, 상기 절연층의 타방의 면측에 형성된 제 2 도체층을 구비한 인쇄 배선판으로서, 상기 제 1 도체층과 상기 제 2 도체층은, 상기 절연층을 상기 일방의 면측으로부터 상기 타방의 면측을 향하여 관통하는 관통공에 충전된 도체를 통하여 전기적으로 도통하고 있고, 상기 관통공은, 상기 절연층의 상기 일방의 면측으로부터 상기 타방의 면측을 향하여 개구 직경이 점감 (漸減) 하는 점감 형상부와, 상기 점감 형상부에 있어서 개구 직경이 최소인 최소 개구 직경부에서 연통하는 원통 형상부를 구비하고 있다.

본 발명의 일 양태에 관련된 인쇄 배선판이면, 관통공 내에 대한 도체의 충전 효율을 높일 수 있고, 또한, 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법을 나타내는 부분 설명도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법을 나타내는 부분 설명도이다.
도 3 은, 관통공 내에 있어서의 도금액의 순환을 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 종래 기술에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법의 일례를 나타내는 부분 설명도이다.
도 5 는, 종래 기술에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법의 다른 일례를 나타내는 부분 설명도이다.

이하, 본 발명을 구체화한 실시형태에 대하여, 첨부 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 실시형태에 대하여, 완전한 이해를 제공하도록, 특정한 세부에 대해 기재한다. 그러나, 이러한 특정한 세부가 없어도, 하나 이상의 실시형태가 실시 가능한 것은 명확하다. 또, 도면을 간결한 것으로 하기 위해서, 주지의 구조 및 장치를 약도로 나타내는 경우가 있다.

(인쇄 배선판의 구조)

본 발명의 실시형태에 관련된 인쇄 배선판은, 도체층과 절연층이 교대로 적층된 인쇄 배선판을 전제로 한다. 그리고, 그 인쇄 배선판에는, 2 이상의 도체층끼리를 전기적으로 도통시키기 위한 관통공이 형성되어 있다. 그리고, 그 관통공은, 관통공의 도중까지는, 절연층의 일방의 면측으로부터 타방의 면측을 향하여 개구 직경이 점감하는 형상을 하고 있고, 관통공의 도중부터는, 타방의 면측을 향하여 원통 형상을 하고 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시형태에 관련된 인쇄 배선판은, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 절연 수지 (절연층) (2) 와, 절연 수지 (2) 의 표면 (일방의 면) (2a) 측에 형성된 도금 구리 (제 1 도체층) (3a) 와, 절연 수지 (2) 의 이면 (타방의 면) (2b) 측에 형성된 도금 구리 (제 2 도체층) (3b) 를 구비한 인쇄 배선판을 전제로 하고 있다. 그리고, 도금 구리 (3a) 와 도금 구리 (3b) 는, 절연 수지 (2) 를 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 관통하는 관통공 (8) 에 충전된 도금 구리 (도체) (3c) 를 통하여 전기적으로 도통하고 있다. 또한, 관통공 (8) 은, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 개구 직경이 점감하는 유발 형상부 (점감 형상부) (8a) 와, 유발 형상부 (8a) 에 있어서 개구 직경이 최소인 최소 개구 직경부에서 연통하는 원통 형상부 (8b) 를 구비하고 있다.

이와 같은 구성을 한 관통공 (8) 이면, 관통공 (8) 을 형성하는 경우에, 편면측 (예를 들어, 표면 (2a) 측) 으로부터 개구 직경이 점감하는 유발 형상부 (8a), 원통 형상부 (8b) 를 순서대로 가공할 수 있기 때문에, 위치 어긋남이 없는 형상으로 할 수 있다. 또, 전해 구리 도금을 실시하여, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 로 충전하는 경우, 도금의 초기에, 관통공 (8) 의 원통 형상부 (8b) 를 적은 도금량으로 채울 수 있다. 이로써 관통공 (8) 은, 개구 직경이 넓은 표면 (2a) 측에서 보면, 도금 구리 (3) 의 바닥을 갖는 통상적인 비아와 동일한 것이 된다. 그 후의 도금 구리 (3) 의 충전은, 종래부터 실적이 있는 비아의 충전보다 양호하게 실시할 수 있다. 본 실시형태에 관련된 인쇄 배선판은, 이와 같이 하여 관통공 (8) 의 매립을 용이하게 하여, 접속 신뢰성을 확보할 수 있는 인쇄 배선판 및 그 제조 방법으로 할 수 있다.

(인쇄 배선판의 제조 방법)

다음으로, 본 실시형태에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법에 대하여, 구체적으로 설명한다.

도 1(a) 는, 동박 (1), 절연 수지 (2), 동박 (1) 을 이 순서로 중첩하여 열 압착 처리를 실시하여 형성한 적층판의 단면 모식도이다. 절연 수지 (2) 의 두께 (d) 는, 60 ㎛ ∼ 200 ㎛ 범위 내이다. 또한, 후술하는 관통공 (8) 을 형성하는 영역 (이하, 「관통공 형성 영역」이라고도 표기한다) 에 형성된 동박을 「동박 (1a)」이라고 표기한다.

도 1(b) 는, 관통공 형성 영역에 형성된 동박 (1a) 을 제거한 적층판의 단면 모식도이다. 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 동박 (1) 의 일부를 선택적으로 제거, 즉 관통공 형성 영역에 형성된 동박 (1a) 을 제거하여, 동박 (1) 에 윈도부 (W) 를 형성하기 위해서는, 예를 들어, 공지 기술인 서브트랙티브 공법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 먼저, 관통공 형성 영역에 형성된 동박 (1a) 의 표면을 노출시키도록, 동박 (1) 상에 레지스트 패턴 (도시 생략) 을 형성한다. 그 후, 에칭에 의해 그 동박 (1a) 을 제거한다. 마지막으로, 동박 (1) 상에 형성한 레지스트를 박리 제거한다. 여기서, 동박 (1) 에 형성한 윈도부 (W) 의 개구 직경 (D1) 은, 60 ㎛ 보다 크고, 120 ㎛ 를 초과하지 않는 범위 내인 것이 바람직하다.

도 1(c) 는, 도 1(b) 에 나타낸 윈도부 (W) 로부터 노출된 절연 수지 (2) 에 제 1 레이저 가공을 실시한 후의 단면 모식도이다. 동박 (1a) 을 제거하여 동박 (1) 에 윈도부 (W) 를 형성한 후, 도 1(c) 에 나타내는 바와 같이, 윈도부 (W) 로부터 노출된 절연 수지 (2) 에 레이저를 조사하여, 절연 수지 (2) 에 깊이 (d1) 의 유발 형상을 한 구멍, 즉 유발 형상부 (8a) 를 형성한다 (제 1 레이저 가공). 바꾸어 말하면, 제 1 레이저 가공으로서, 절연 수지 (2) 에 레이저를 조사하여, 절연 수지 (2) 를 관통하지 않도록 유발 형상부 (8a) 를 절연 수지 (2) 에 형성한다. 이 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 의 값은, 절연 수지 (2) 의 두께 (d) 보다 30 ㎛ 이상 작은 값인 것이 바람직하다. 이렇게 하여 형성한 유발 형상부 (8a) 의 최대 개구 직경은, 윈도부 (W) 의 개구 직경 (D1) 과 거의 동일하다.

도 1(d) 는, 도 1(c) 에 나타낸 유발 형상부 (8a) 의 바닥면에 제 2 레이저 가공을 실시한 후의 단면 모식도이다. 절연 수지 (2) 에 유발 형상부 (8a) 를 형성한 후, 도 1(d) 에 나타내는 바와 같이, 절연 수지 (2) 에 깊이 (d2) 의 원통 형상을 한 구멍, 즉 원통 형상부 (8b) 를 유발 형상부 (8a) 와 연통하도록 형성한다. 바꾸어 말하면, 제 2 레이저 가공으로서, 유발 형상부 (8a) 의 바닥면 (유발 형상부 (8a) 에 있어서 개구 직경이 최소인 최소 개구 직경부) 에, 표면 (2a) 측으로부터 레이저를 조사하여, 유발 형상부 (8a) 에 연통하고, 절연 수지 (2) 를 관통하는 원통 형상부 (8b) 를 절연 수지 (2) 에 형성한다.

이렇게 하여 형성된 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 은, 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내이고, 깊이 (d2) 는, 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내이다. 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 이나 깊이 (d2) 의 값이 각각 상기 상한치를 초과하는 경우이면, 그 후, 유발 형상부 (8a) 와 원통 형상부 (8b) 를 구비하는 관통공 (8) 내를 도금 구리 (3c) 로 충전을 할 때에 충전하는 도금량이 많아져 버릴 우려가 있다. 또, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 이나 깊이 (d2) 의 값이 각각 상기 하한치에 충족되지 않는 경우에는, 관통공 (8) 에 있어서의 접속 신뢰성을 확보할 수 없게 될 우려가 있다.

도 1(e) 는, 도 1(d) 에 나타낸 관통공 (8) 을 형성한 후, 동박 (1) 을 제거한 후의 단면 모식도이다. 절연 수지 (2) 에, 유발 형상부 (8a) 와 원통 형상부 (8b) 를 구비하는 관통공 (8) 을 형성한 후, 도 1(e) 에 나타내는 바와 같이, 동박 (1) 을 제거한다. 그 후, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 및 이면 (2b) 의 도통을 확보하기 위해, 무전해 구리 도금에 의해 절연 수지 (2) 의 전체면에 얇게 구리를 석출시킨다. 바꾸어 말하면, 관통공 (8) 이 형성된 절연 수지 (2) 에 무전해 구리 도금을 실시하여, 절연 수지 (2) 의 노출면 전체에 구리의 박막 (도시 생략) 을 형성한다.

도 2(a) 는, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 로 충전한 후의 적층판의 단면 모식도이다. 절연 수지 (2) 의 노출면 전체에 구리의 박막 (도시 생략) 을 형성한 후, 예를 들어, 필드 비어 도금욕을 사용하여, 관통공 (8) 이 형성된 절연 수지 (2) 에 전해 구리 도금을 실시함으로써, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 로 충전한다. 이렇게 함으로써, 전해 구리 도금 공정의 초기에, 관통공 (8) 에 구비되는 원통 형상부 (8b) 를 도금 구리 (3c) 로 채울 수 있다. 이로써, 유발 형상부 (8a) 는, 표면 (2a) 측에서 보면, 도금 구리 (3c) 의 바닥을 갖는 통상적인 비아와 동일한 것이 된다. 그 후, 종래 기술을 이용하여, 그 비아를 도금 구리 (3c) 로 충전한다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 관통공 (8) 이 형성된 절연 수지 (2) 에 무전해 구리 도금을 실시한 후에, 도 2(b) 및 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 도금 레지스트의 패턴 형성을 실시하고, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 로 충전함과 동시에 패턴 도금에 의해 배선 패턴을 형성하는 공법, 이른바 세미 애디티브 공법을 선택할 수도 있다. 보다 상세하게는, 먼저, 도 1(e) 에 나타내는 절연 수지 (2) 를 형성한 후에, 무전해 구리 도금의 실시에 의해 절연 수지 (2) 의 노출면 전체에 얇게 구리 (도시 생략) 를 석출시킨다. 다음으로, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 및 이면 (2b) 의 양방에 드라이 필름 레지스트 (4) 를 형성한다. 그 후, 이 드라이 필름 레지스트에 배선의 패턴을 형성하고, 전해 구리 도금을 실시함으로써, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (8) 을 드라이 필름 레지스트 (4) 의 패턴 사이를 도금 구리 (3c) 로 충전한다. 이 후, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 드라이 필름 레지스트 (4) 와, 얇게 석출시킨 구리 (도시 생략) 를 함께 제거한다.

혹은, 도 1(e) 에 나타내는 절연 수지 (2) 를 형성한 후에, 먼저, 무전해 구리 도금의 실시에 의해 절연 수지 (2) 의 노출면 전체에 얇게 구리 (도시 생략) 를 석출시키고, 그 후, 전해 구리 도금의 실시에 의해 그 전체면을 일정하게 도금 구리 (3) 로 덮고, 그 후, 에칭 레지스트를 패턴 형성하고, 마지막으로 에칭을 실시함으로써 배선 패턴을 형성하는 공법, 이른바 서브트랙티브 공법을 선택할 수도 있다.

이상, 설명한 본 발명의 실시형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서의 개변이 가능하다.

(변형예)

상기 실시형태에서는, 적층판의 편면, 예를 들어, 표면 (2a) 상에 형성된 동박 (1) 에 서브트랙티브 공법에 의해 구멍 (윈도부 (W)) 을 형성하고, 이 부분에 레이저 가공을 실시하여, 관통공 (8) 을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 먼저 동박 (1) 을 모두 에칭에 의해 제거하고, 관통공 형성 영역에 제 1 및 제 2 레이저 가공을 각각 직접 실시하여, 절연 수지 (2) 에 관통공 (8) 을 형성해도 된다.

[실시예］

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.

＜실시예 1＞

하기에 나타내는 공정에 의해 관통공 (8) 을 구비하는 적층판을 제조하였다.

양면 구리 피복 적층판 MCL-E-679FG (절연층 두께 150 ㎛, 프라이머가 형성된 동박 두께 12 ㎛ 히타치 화성 제조) 를 준비하고, 그 적층판의 양면에 구비되는 동박 (1) 을, 황산 과수계 (過水系) 에칭액을 사용하여 그 두께가 6 ㎛ 가 될 때까지 박화 (薄化) 하였다. 이렇게 하여, 도 1(a) 에 나타내는 적층판으로서, 동박 (1) 의 두께가 6 ㎛ 인 적층판을 얻었다.

다음으로, 서브트랙티브 공법에 의해, 개구 직경 (D1) 이 100 ㎛ 인 구멍 (윈도부 (W)) 을 동박 (1) 상에 형성하였다. 이렇게 하여, 도 1(b) 에 나타내는 적층판을 얻었다.

그리고, 상기 구멍 (윈도부 (W)) 으로부터 노출된 절연 수지 (2) 에, 제 1 레이저 가공으로서, UV-YAG 레이저 (스폿 직경 110 ㎛) 를 조사하여, 개구 직경이 100 ㎛ 인 유발 형상을 이루는 구멍, 즉 유발 형상부 (8a) 를 형성하였다. 이렇게 하여, 도 1(c) 에 나타내는 적층판을 얻었다. 또한, 본 실시예에 있어서의 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 는 100 ㎛ 였다.

계속해서, 유발 형상부 (8a) 를 형성한 절연 수지 (2) 에, 제 2 레이저 가공으로서, UV-YAG 레이저 (스폿 직경 40 ㎛) 를 조사하여, 개구 직경 (D2) 이 50 ㎛ 인 원통 형상을 이루는 구멍, 즉 원통 형상부 (8b) 를 형성하고, 유발 형상부 (8a) 와 원통 형상부 (8b) 를 구비하는 관통공 (8) 을 형성하였다. 이렇게 하여, 도 1(d) 에 나타내는 적층판을 얻었다. 또한, 본 실시예에 있어서의 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 는 50 ㎛ 이고, 원통 형상부 (8b) 에 있어서의 애스펙트비 (깊이 (d2)/개구 직경 (D2)) 는 1.0 이었다.

다음으로, 동박 (1) 을, 황산 과수계 에칭액을 사용하여 모두 제거하였다. 이렇게 하여, 도 1(e) 에 나타내는 절연 수지 (2) 를 얻었다.

다음으로, 그 절연 수지 (2) 를, 액온 70 ℃ 의 과망간산칼륨 60 g/ℓ 와 망간산칼륨 15 g/ℓ 의 혼합 수용액에 30 분 침지시켜 데스미어 처리를 실시하였다. 그 후, 무전해 구리 도금 (1.0 ㎛), 전해 구리 도금 (20 ㎛) 을 순차 실시하였다. 이렇게 하여, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 로 충전함과 동시에, 절연 수지 (2) 의 양면 (표면 (2a) 와 이면 (2b)) 에 도금 구리 (3a) 와 도금 구리 (3b) 를 각각 형성하여 층간 도통시켰다. 이렇게 하여, 도 2(a) 에 나타내는 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

이렇게 하여 제조된 실시예 1 의 적층판 (인쇄 배선판) 은, 관통공 (8) 내의 도금 구리 (3c) 에 공극을 발생시키지 않고, 관통공 (8) 을 도금 구리 (3c) 에 의해 매립할 수 있었다.

＜실시예 2＞

절연층 두께 60 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 를 30 ㎛ 로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 를 30 ㎛ 로 하며, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 30 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 실시예 2 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

＜실시예 3＞

절연층 두께 100 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 를 150 ㎛ 로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 를 50 ㎛ 로 하며, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 50 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 실시예 3 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

＜실시예 4＞

절연층 두께 200 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 를 150 ㎛ 로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 를 40 ㎛ 로 하며, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 60 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 실시예 4 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

＜비교예 1＞

절연층 두께 150 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 를 60 ㎛ 로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 를 90 ㎛ 로 하며, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 60 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 비교예 1 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

이렇게 하여 제조된 비교예 1 의 적층판 (인쇄 배선판) 은, 원통 형상부 (8b) 를 매립한 도금 구리 (3c) 에 공극이 발생하고 있었다.

＜비교예 2＞

절연층 두께 170 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 양면 구리 피복 적층판의 편면으로부터 UV-YAG 레이저를 조사하여, 개구 직경 (D2) 이 60 ㎛ 인 대략 원통 형상을 이루는 관통공 가공을 실시하고, 그 이외의 공정은 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 비교예 2 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

이렇게 하여 제조된 비교예 2 의 적층판 (인쇄 배선판) 은, 관통공이 개구부 부근에서 폐색되고, 관통공 내부에 큰 공극이 발생하고 있어, 도금 구리 (3c) 의 두께를 충분히 확보할 수 없었다.

＜비교예 3＞

절연층 두께 250 ㎛ 의 양면 구리 피복 적층판을 사용하고, 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 를 200 ㎛ 로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 를 50 ㎛ 로 하며, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 50 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하였다. 이렇게 하여, 비교예 3 의 적층판 (인쇄 배선판) 을 얻었다.

이렇게 하여 제조된 비교예 3 의 적층판 (인쇄 배선판) 은, 관통공 (8) 이 개구부 부근에서 폐색되고, 관통공 (8) 내부에 큰 공극이 발생하고 있어, 도금 구리 (도체) (3c) 의 두께를 충분히 확보할 수 없었다.

(보이드의 유무)

상기 서술한 각 실시예 및 각 비교예에 관련된 적층판의 관통공의 필링을 보이드의 유무로 판정하였다. 하기 표 1 에 결과를 나타내었다. 유발 형상부 (8a) 의 깊이 (d1) 가 30 ∼ 150 ㎛, 원통 형상부 (8b) 의 깊이 (d2) 가 30 ∼ 50 ㎛, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 이 30 ∼ 60 ㎛, 원통 형상부 (8b) 에 있어서의 애스펙트비가 1 이하, 절연 수지 (2) 의 두께 (d) 가 60 ∼ 200 ㎛ 의 범위인 적층판에서는, 보이드는 확인되지 않았다. 한편, 비교예 1 ∼ 3 에서는 보이드가 확인되었다. 이와 같이, 본 발명의 실시예 1 ∼ 4 에서는, 필링은 모두 양호한 결과가 얻어졌다.

(본 실시형태의 효과)

본 실시형태에 관련된 발명은, 이하의 효과를 발휘한다.

(1) 본 실시형태에 관련된 인쇄 배선판은, 절연 수지 (2) 와, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측에 형성된 도금 구리 (3a) 와, 절연 수지 (2) 의 이면 (2b) 측에 형성된 도금 구리 (3b) 를 구비하고 있다. 그리고, 도금 구리 (3a) 와 도금 구리 (3b) 는, 절연 수지 (2) 를 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 관통하는 관통공 (8) 에 충전된 도금 구리 (3c) 를 통하여 전기적으로 도통하고 있다. 또한, 관통공 (8) 은, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 개구 직경이 점감하는 유발 형상부 (8a) 와, 유발 형상부 (8a) 에 있어서 개구 직경이 최소인 최소 개구 직경부 (바닥면) 에서 연통하는 원통 형상부 (8b) 를 구비하고 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 배선의 고밀도화가 요구되는 전자 부품을 실장하는 면에 원통 형상부 (8b) 의 면이 오도록 관통공 (8) 을 형성한다. 그것에 의해, 원통 형상부 (8b) 측의 배선 인출 부분의 랜드 패턴을 소직경화할 수 있다. 또, 적은 도금량으로도 확실하게 도금 구리 (3) 를 매립할 수 있기 때문에 관통공 (8) 바로 윗쪽에 대한 비아 형성이 가능해지므로, 고밀도의 인쇄 배선판의 회로 설계가 가능해진다.

또, 본 실시형태의 관통공 (8) 은, 편면 (예를 들어, 표면 (2a)) 측으로부터 유발 형상부 (8a), 원통 형상부 (8b) 의 순서로 형성한다. 이 때문에, 종래 기술에 관련된, 인쇄 배선판을 표면 및 이면의 각각의 방향으로부터 가공하여 관통공을 형성하는 경우와 비교하여, 보다 높은 위치 정밀도로 관통공 (8) 을 형성할 수 있다. 또, 원통 형상부 (8b) 에 공극을 발생시키지 않고 도금 구리 (3c) 를 매립할 수 있기 때문에, 접속 신뢰성을 확보할 수 있다.

(2) 또, 본 실시형태에서는, 절연 수지 (2) 의 관통공 (8) 이 형성된 부분의 두께 (d) 를, 60 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하의 범위 내로 해도 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 관통공 (8) 내에 대한 도금 구리 (3c) 의 충전 효율을 보다 높일 수 있고, 또한, 접속 신뢰성을 확실하게 확보할 수 있다.

(3) 또, 본 실시형태에서는, 원통 형상부 (8b) 의 개구 직경 (D2) 을 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 절연 수지 (2) 의 두께 방향에 있어서의 길이 (d2) 를 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내로 하고, 원통 형상부 (8b) 의 애스펙트비 (길이 (d2)/개구 직경 (D2)) 를 1 이하로 해도 된다.

(4) 본 실시형태에 관련된 인쇄 배선판의 제조 방법은, 관통공 (8) 을 레이저 가공에 의해 형성하는 공정과, 그 후, 전해 구리 도금을 실시함으로써, 관통공 (8) 에 도금 구리 (3c) 를 충전하고, 도금 구리 (3a) 와 도금 구리 (3b) 를 전기적으로 도통시키는 공정을 갖고 있다.

본 실시형태의 관통공 (8) 은, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (8) 의 도중까지는, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 이면 (2b) 측을 향하여 개구 직경이 점감하는 유발 형상 (테이퍼 형상) 을 하고 있고, 관통공 (8) 의 도중부터는 원통 형상을 하고 있다. 통상, 인쇄 배선판에서는 소직경화가 요구되는 것은 편면 (예를 들어, 표면 (2a)) 뿐이고, 다른 일방 (예를 들어, 이면 (2b)) 은 비교적 커도 된다. 이 유발 형상을 형성함으로써 관통공 (8) 에 대한 도금액의 충분한 순환을 확보할 수 있어, 도금 구리 (3c) 에 의한 매립을 실현할 수 있다.

또, 도 3(a) 에 나타내는 구조이면, 원통 형상부 (8b) 의 내부에 있어서, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이 유발 형상측 쪽이 타방의 개구측보다 도금액의 유속이 느리기 때문에, 전해 도금 억제제의 효과가 억제되어, 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 먼저 폐색시킬 수 있다. 또한, 도 3 에서는, 도금액의 유속의 정도를 화살표의 크기로 나타내고 있다.

(5) 또, 본 실시형태의 관통공 (8) 을 형성하는 공정에서는, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 절연 수지 (2) 에 제 1 레이저를 조사하여 유발 형상부 (8a) 를 형성하고, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측으로부터 유발 형상부 (8a) 의 바닥면에 제 2 레이저를 조사하여 원통 형상부 (8b) 를 형성해도 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 평면에서 볼 때의, 유발 형상부 (8a) 와 원통 형상부 (8b) 의 중첩 정도를 높일 수 있다.

(6) 또, 본 실시형태의 관통공 (8) 을 형성하는 공정에서는, 절연 수지 (2) 에 제 1 레이저를 조사하기 전에, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 으로서 제 1 레이저를 조사하는 영역 (관통공 형성 영역) 이외의 영역에 동박 (1) 을 형성해도 된다.

이와 같은 구성에 의하면, 유발 형상부 (8a) 를 형성하는 위치의 정밀도를 높일 수 있다.

이상으로, 특정한 실시형태를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 이들 설명에 의해 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명의 설명을 참조함으로써, 당업자에게는, 개시된 실시형태와 함께 본 발명의 다른 실시형태도 분명하다. 따라서, 청구의 범위는, 본 발명의 범위 및 요지에 포함되는 이들의 변형예 또는 실시형태도 망라하는 것으로 해석되어야 한다.

(참고예)

상기 서술한 기술적 특징을 구비하지 않은 적층판 (인쇄 배선판) 을 본 발명의 참고예로서 이하에 간단하게 설명한다.

최근의 전자 기기의 경박단소화의 요청에 의해, 전자 부품의 모듈화·고집적화가 진행되고, 그것들을 실장하는 인쇄 배선판도 또 소면적화·박형화가 진행되며, 그 전자 회로도 협피치화가 요구되고 있다. 이 때문에, 인쇄 배선판과 전자 부품의 접속의 정밀도나 신뢰성의 요구도 높아져 오고 있다.

현재 제조되고 있는 인쇄 배선판에 있어서, 층간 접속을 담당하는 관통공은, 메카니컬 드릴에 의한 원통 형상이나, 레이저 드릴에 의한, 가공면의 개구 면적이 넓고, 가공 반대면의 개구 면적이 좁은, 말하자면 원뿔을 도중에 절단한 것과 같은 형상을 하고 있는 것이 통상적이다.

관통공이 협피치화·소직경화되면, 관통공 내에 대한 도체 충전과, 관통공 내의 도체의 단면적의 확보가 곤란해지는 경우가 있다. 그래서, 도금에 의해 도체를 관통공에 충전하거나, 배선판에 직접 스퀴징하고 관통공에 도전성 페이스트를 충전하여, 도체층끼리를 전기적으로 접속하는 방법도 채용되고 있다. 예를 들어, 관통공에 도금을 매립하는 공법에서 사용되는 배선판에서는, 관통공의 형상이 원통 형상인 것 (특허문헌 1) 이나, 테이퍼 형상의 구멍을 맞댄 것 (특허문헌 2) 이 있다.

그러나, 상기 관통공의 형상이 소직경의 원통 형상인 경우에는, 예를 들어, 관통공에 대한 도전성 페이스트의 충전이 곤란해지는 경우가 있다. 또, 도금에 의해 도체를 관통공에 매립하는 공법을 이용한 경우에는, 관통공 내에 대한 도금액의 순환이 나빠, 특수한 도금 장치가 필요하게 되어 효율도 나빠 생산성의 저하를 피할 수 없는 경우가 있다.

또, 테이퍼 형상의 관통공의 경우, 편면의 개구 직경이 커져 버리기 때문에, 충분한 소직경화가 곤란해진다.

또, 테이퍼 형상의 구멍을 맞댄 관통공의 경우, 양면의 쌍이 되는 테이퍼 형상의 구멍끼리의 위치 맞춤의 정밀도의 문제에 의해, 최소 공경 부분의 직경이 작아진다. 그 결과, 많은 관통공에 있어서 접속 불량을 발생시켜 버리는 경우가 있다.

이하, 테이퍼 형상의 구멍 (5a) 을 맞댄 관통공 (5) 을 구비한 적층판 (인쇄 배선판) 의 제조 방법과, 원통 형상의 관통공 (6) 을 구비한 적층판 (인쇄 배선판)의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 4 는, 종래 기술인, 테이퍼 형상의 구멍 (5a) 을 맞댄 관통공 (5) 을 구비한 적층판 (인쇄 배선판) 의 제조 방법을 단면으로 나타내는 설명도이다.

도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 및 이면 (2b) 에 동박 (1) 을 각각 형성하고, 관통공 형성 영역의 동박 (1a) 이 제거된 윈도부 (W) 를 갖는 적층판을 형성한다. 관통공 형성 영역에 있어서의 선택적인 동박 (1) 의 제거에는, 공지 기술인 서브트랙티브 공법인 에칭을 이용한다. 이 때, 형성하는 윈도부 (W) 의 위치 맞춤 정밀도로부터, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 윈도부 (W) 의 형성 위치에 어긋남이 발생하는 경우가 있다.

계속해서, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 동박 (1) 의 윈도부 (W) 로부터 노출된 절연 수지 (2) 를, 그 표면 (2a) 측과 이면 (2b) 측으로부터 각각 레이저 가공하여 관통공 (5) 을 형성한다.

이 후에, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 전해 도금에 의해, 도금 구리 (3c) 로 관통공 (5) 을 충전한다. 또한, 관통공 (5) 의 충전에는, 예를 들어, 세미 애디티브 공법이나, 서브트랙티브 공법을 이용할 수 있다.

이와 같이 하여 적층판 (인쇄 배선판) 을 제조한 경우에, 절연 수지 (2) 의 표면 (2a) 측과 이면 (2b) 측에 형성한 2 개의 윈도부 (W) 의 위치 맞춤 정밀도가 양호하지 않으면, 도 4(b) 에 나타낸 바와 같이, 표면 (2a) 측과 이면 (2b) 측으로부터의 구멍 (비아홀) 의 중첩이 어긋나, 관통공 (5) 의 공경 최소 부분 (5b) 의 형태가 일그러지는 경우가 있다. 즉, 표면 (2a) 측과 이면 (2b) 측으로부터 형성한 구멍 (비아홀) 이 중첩되어 형성되는 공경 최소 부분 (5b) 의 직경이, 표리의 구멍 (비아홀) 의 위치 맞춤이 어긋난 거리만큼 공경이 작아진다.

그 때문에, 공경 최소 부분 (5b) 의 공경이 작아짐으로써, 도금 구리 (3c) 의 단면적을 확보할 수 없어, 도통 신뢰성이 저하되는 경우가 있다.

도 5 는, 원통 형상의 관통공 (6) 의 도금에 의한 매립을 채용한 제조 방법의 설명도이다.

이 형상의 관통공 (6) 에서는, 절연 수지 (2) 의 두께가 60 ㎛ 를 상회하는 경우에는, 공지 기술인 전해 도금 방법을 이용하면, 표면 (2a) 측과 이면 (2b) 측에 각각 형성된 개구부 (6a, 6b) 가 관통공 (6) 의 내부보다 먼저 폐색되는 경우가 있다. 이 때문에, 관통공 (6) 의 내부에 큰 공극을 발생시켜, 도금 구리 (3c) 의 단면적을 확보할 수 없어, 도통 신뢰성이 저하되는 경우가 있다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 인쇄 배선판 및 그 제조 방법에 의하면, 관통공 내에 대한 도체의 충전 효율을 높이고, 또한, 접속 신뢰성을 확보하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 본 발명에 관련된 인쇄 배선판이면, 모듈화·고집적화가 진행된 전자 부품에 대한 이용이 가능하다.

1 : 동박
1a : 관통공 형성 영역에 형성된 동박
2 : 절연 수지
2a : 절연 수지의 표면
2b : 절연 수지의 이면
3 : 도금 구리
3a : 표면측에 형성된 도금 구리
3b : 이면측에 형성된 도금 구리
3c : 관통공을 충전하는 도금 구리
4 : 드라이 필름 레지스트
5 : 관통공
5a : 테이퍼 형상의 구멍
5b : 공경 최소 부분
6 : 관통공
6a : 표면측에 형성된 개구부
6b : 이면측에 형성된 개구부
7 : 도금액의 흐름 방향과 유속을 나타내는 화살표
8 : 관통공
8a : 유발 형상부
8b : 원통 형상부
D1 : 윈도부의 개구 직경
D2 : 원통 형상 부분의 개구 직경
d : 절연 수지의 두께
d1 : 제 1 레이저 가공에 의한 가공 깊이
d2 : 제 2 레이저 가공에 의한 가공 깊이
W : 윈도부

Claims

절연층과, 상기 절연층의 일방의 면측에 형성된 제 1 도체층과, 상기 절연층의 타방의 면측에 형성된 제 2 도체층을 구비한 인쇄 배선판으로서,
상기 제 1 도체층과 상기 제 2 도체층은, 상기 절연층을 상기 일방의 면측으로부터 상기 타방의 면측을 향하여 관통하는 관통공에 충전된 도체를 통하여 전기적으로 도통하고 있고,
상기 관통공은, 상기 절연층의 상기 일방의 면측으로부터 상기 타방의 면측을 향하여 개구 직경이 점감 (漸減) 하는 점감 형상부와, 상기 점감 형상부에 있어서 개구 직경이 최소인 최소 개구 직경부에서 연통하는 원통 형상부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판.
제 1 항에 있어서,
상기 절연층의 상기 관통공이 형성된 부분의 두께는, 60 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원통 형상부의 개구 직경은, 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내이고,
상기 원통 형상부의, 상기 절연층의 두께 방향의 길이는, 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하의 범위 내이고,
상기 원통 형상부의 상기 길이/상기 개구 직경비 (애스펙트비) 는 1 이하인 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 인쇄 배선판의 제조 방법으로서,
상기 관통공을 레이저 가공에 의해 형성하는 공정과,
그 후, 상기 관통공을 도금으로 충전하여, 상기 제 1 도체층과 상기 제 2 도체층을 전기적으로 도통시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 관통공을 형성하는 공정에서는, 상기 절연층의 상기 일방의 면측으로부터 상기 절연층에 제 1 레이저를 조사하여, 상기 점감 형상부를 형성하고, 상기 절연층의 상기 일방의 면측으로부터 상기 점감 형상부의 바닥면에 제 2 레이저를 조사하여, 상기 원통 형상부를 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 관통공을 형성하는 공정에서는, 상기 절연층에 상기 제 1 레이저를 조사하기 전에, 상기 절연층의 상기 일방의 면으로서 상기 제 1 레이저를 조사하는 영역 이외의 영역에 금속박을 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄 배선판의 제조 방법.