WO2008004382A1

WO2008004382A1 - Procédé de fabrication d'une plaque de circuit imprimé à couches multiples

Info

Publication number: WO2008004382A1
Application number: PCT/JP2007/060804
Authority: WO
Inventors: Fumihiko Matsuda
Original assignee: Nippon Mektron, Ltd.
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2008-01-10
Also published as: TW200810657A; JP2008016482A

Description

明細書

多層プリント配線板の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、多層プリント配線板の製造方法に関し、特に可撓性ケーブル部を有するリジッドフレックスプリント配線板の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、電子機器の小型化および高機能化は益々促進されてきており、そのためにプリント配線板に対する高密度化の要求が高まっている。そこで、プリント配線板を片面構造から両面や三層以上の多層構造のプリント配線板とすることにより、プリント配線板の高密度化を図って、る。

[0003] この一環として、小型電子機器を中心に、各種電子部品を実装する多層プリント配線板や硬質プリント配線板間をコネクタ等により接続する、別体のフレキシブルプリント配線板やフレキシブルフラットケーブルを一体ィ匕した可撓性ケーブル部を有するリジッドフレックスプリント配線板が広く普及して、る。特にデジタルビデオカメラ向けには、 4層ないしは 6層以上のリジッドフレックスプリント配線板が要求されている。

[0004] 一方、高密度実装を実現するため、リジッドフレックスプリント配線板をコア基板として、 1〜2層程度のビルドアップ層を両面あるいは片面に有するビルドアップ型リジッドフレックスプリント配線板も実用化されて、ることが、特許文献 1に記載されて、る。

[0005] 図 2は、従来のケーブル部を有するリジッドフレックスプリント配線板の製造方法を示す断面図である。この方法では、まず、図 2(1)に示すように、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材 31の両面に銅箔等の導電層を有する、いわゆる両面銅張積層板を出発材料とし、通常のフォトフアプリケーション手法によるエッチング手法を用いて、ケーブル等の回路パターン 32, 33を形成し、内層回路とする。

[0006] このケーブル等の回路パターン 32, 33に、接着材 35を介してポリイミドフィルム 34 を張り合わせることでカバー 36を形成し、ケーブル部 37を形成する。このケーブル部 37に、打ち抜き加工したガラスクロス入りエポキシ材の片面に、接着材 38を介して、銅箔層を有する片面銅張積層板を積層する。 [0007] 次に、 NCドリル等で導通用孔を形成する。導通用孔に、無電解めつきあるいは導電化処理等を施した後、電気めつきで貫通孔 39を形成する。

[0008] 次いで、貫通孔の開口部に対し、通常のフォトフアプリケーション手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン 40を形成し、ビルドアップ型リジッドフレックスプリント配線板のケーブル部を有する内層コア基板 41を得る。

[0009] 続!、て、図 2(2)に示すように、ガラスクロス入りエポキシ材等の絶縁ベース材 42の片面に銅箔層を有する、いわゆる片面銅張積層板を用意する。片面銅張積層板を、金型等で打ち抜き加工する。ここで用いる片面銅張積層板の絶縁ベース材 42は、レ一ザ加工性を優先すると、ガラスクロスゃフイラ一による榭脂の線熱膨張係数等の物性の最適化ができず、後に形成するビアホールの接続信頼性を確保するためには、めっき皮膜を厚く形成する必要がある。

[0010] これは、生産性や歩留まりに影響するだけでなぐ微細なパターン形成にも不利である。一方、榭脂物性を優先すると、ガラスクロスゃフイラ一の充填率の高い榭脂を選定することになり、レーザカ卩ェ性が悪いため、生産性に劣るだけでなぐガラスクロスの分布等による加工上のばらつきも大きくなると、う問題がある。

[0011] この後、図 2(1)で得た、内層コア基板 41に打ち抜き加工した片面銅張積層板を口一フロータイプのプリプレダやボンディングシート等の、流れ出しの少な、接着性絶縁榭脂 43を介し、積層する。次に、レーザ等で導通用孔を形成する。

[0012] このとき、比較的硬、ガラスクロス入りエポキシ材と比較的柔らカ、ポリイミドフィルム、接着材とに対し同時に加工するため、硬い材料を加工可能な条件で加工する必要があることから、柔らか!/、材料に熱による加工面の劣化やこの後のデスミア処理等での穴壁面後退量等に差が生じ、良好な加工形状が得られない場合がある。

[0013] 次に、導通用孔に無電解めつき、あるいは導電化処理等を施した後、電気めつきでビアホール 44を形成する。上述のように良好な加工形状が得られな力つた場合には、めっき被膜中にボイドが発生し易ぐ貫通孔の接続信頼性を著しく損なう場合もある

[0014] 次、で、上記めつき金属層面を含む最外導電層に対し、通常のフォトフアブリケーシヨン手法によるエッチング手法を用いて、回路パターン 45を形成する。この後、必要に応じて、基板表面にフォトソルダーレジスト層の形成、および半田めつき、 -ッケルめっき、金めつき等の表面処理を施し、外形加工を行うことで、ケーブル部を有するリジッドフレックスプリント配線板 46を得る。

特許文献 1：特開 2004— 200260号公報

特許文献 2：特開 2002— 111213号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 上述のように、従来の製造方法を用いてリジッドフレックスプリント配線板を製造すると、次のような問題がある。すなわち、比較的硬いガラスクロス入りエポキシ材と、比較的柔らかいポリイミドフィルムおよび接着材とに対し、同時に導通用孔を形成する際に、硬い材料をカ卩ェ可能な条件でレーザカ卩ェする必要があるため、柔らかい材料に、熱による加工面の劣化やこの後のデスミア処理等での穴壁面の後退量等に差が生じ、良好な加工形状が得られない場合がある。

[0016] さらに、絶縁樹脂のレーザ力卩ェ性を優先すると、ガラスクロスゃフイラ一による榭脂の線熱膨張係数等の物性の最適化ができず、後に形成するビアホールの接続信頼性を確保するためには、めっき皮膜を厚く形成する必要があり、生産性や歩留まりに影響するだけでなく、微細なパターン形成にも不利である

一方、榭脂物性を優先すると、ガラスクロスゃフイラ一のような充填率の高い榭脂を選定することになり、レーザ加工性が悪いため、生産性に劣るだけでなぐガラスクロスの分布等による加工ばらつきも大きくなるという問題がある。

[0017] 本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、レーザ加工性の異なる榭脂を複数種積層したリジッドフレックスプリント配線板等の多層プリント配線板の穴加ェを好適に行う方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0018] 上記目的達成のため、本願では、

内層コア用の基板および外層ビルドアップ層用の両面型銅張積層板を用意し、前記両面型銅張積層板における導通用孔形成部位に貫通孔を形成し、前記両面型銅張積層板における一面に回路パターンを形成し、前記回路パターンの形成された面が内側の面となるように、前記内層コア基板に対して接着剤層を挟んで前記両面型銅張積層板を積層して積層回路基材を形成し、前記積層回路基材の所定部位に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電ィヒ処理およびメツキ処理を施すことにより多層プリント配線板を製造する方法にぉヽて、

前記回路パターンの銅箔をマスクとして、前記所定部位にレーザービームを照射し、前記外層ビルドアップ層から前記内層コア用の基板までの導通用孔を形成することを特徴とする。

発明の効果

[0019] 本発明によれば、比較的硬、ガラスクロス入りエポキシ材と比較的柔らカ、ポリイミドフィルム、接着材等とのレーザカ卩ェ性の異なる榭脂のうち、レーザカ卩ェ性の低い硬い材料を予め NCドリルを用いて力卩ェを行い、積層後にレーザ力卩ェを行うため、ビルドアップ層の絶縁樹脂の種類に関わらず良好な穴形状を得ることが可能である。さらに、 NCドリルによる穴明けでレーザ加工用の遮光マスクを形成することで、高精度位置合わせが可能な露光機を用いなくても、第 1層、第 2層および第 3層を層間接続する導通用孔の第 1層と第 2層との位置ズレが無いため、高密度化が可能である。

[0020] この結果、本発明によれば、従来の製造方法では困難であった、レーザ加工性の異なる榭脂を複数種積層したリジッドフレックスプリント配線板等の多層プリント配線板の穴加工を好適に行うことができる。この結果、リジッドフレックスプリント配線板等の多層プリント配線板を安価かつ安定的に製造することができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1A]本発明の実施形態 1における工程を断面構成で示す工程図。

[図 1B]図 1 Aに続く工程を示す工程図。

[図 2]従来工法によるリジッドフレックスプリント配線板等の多層プリント配線板の製造方法を示す工程図。

符号の説明

[0022] 1 可撓性絶縁ベース材、 2 回路パターン、 3 回路パターン、 4 導電性突起、 5 ポリイミドフィルム、 6 接着材、 7 カバーレイ、 8 両面コア基板、

9 絶縁ベース材、 10 銅箔、 11a 導通用孔形成部位の開口を含む内層回路、 11 銅箔、 12 両面銅張積層板、 13 貫通孔、 14 ビルドアップ層、 15 接着剤層、 16 多層回路基材、 17 導通用孔 1、 18 導通用孔 2、

19 導通用孔 3、 20 ステップビアホール、 21 スキップビアホール、

22 貫通孔、 23 回路パターン、

24 本発明によるリジッドフレックスプリント配線板、 31 可撓性絶縁ベース材、 32 回路パターン、 33 回路パターン、 34 ポリイミドフィルム、 35 接着剤、 36 カバー、 37 ケーブル部、 38 接着剤、 39 貫通孔、 40 回路パターン、 41 内層コア基板、 42 絶縁ベース材、 43 接着性絶縁榭脂、 44 ビアホール、 45 回路パターン、 46 従来工法によるリジッドフレックスプリント配線板。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

実施形態 1

[0024] 図 1A、図 IBは、本発明の実施形態 1を示す断面工程図である。ここでは、リジッドフレックスプリント配線板等の多層プリント配線板の製造方法を示している。

[0025] まず、図 1A(1)に示すような、ポリイミド等の可撓性絶縁ベース材 1の両面に回路パターン 2, 3を有し、層間をエッチングバンプや導電性ペースト等の導電性突起 4により接続した両面可撓性回路基板を用意する。この回路基板は、コア基板となるもので、エッチング加工により形成された金属製の導電性突起による層間接続がなされている。

[0026] このコア基板の両面には、例えば m厚のポリイミドフィルム 5上に、厚さ 15 μ m のアクリル.エポキシ等の接着材 6を有する、いわゆるカバーレイ 7が張り合わされる。ここまでの工程で、多層回路基板のケーブル部およびコア基板となるフィルドビア構造を有する両面コア基板 8が得られる。

[0027] この実施形態 1のように、導電性突起による層間導通を有する両面コア基板の場合には、めっきを厚付けする必要がなぐコア基板の配線層の厚みを薄くすることができるため、配線の微細化が可能である。

[0028] また、この後のビルドアップ層との接着に用いる接着材については、厚みが薄いもので充填可能であるため、流れ出し量が少なくなる。さらに、ビルドアップ層との層間接続距離自体が短くなるため、同じめつき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上するという効果もある。

[0029] 上記フィルドビア構造は、種々の対象に適用可能であり、この実施形態 1に示した、エッチングカ卩ェにより形成した金属製の導電性突起のみならず、めっき法による金属製の導電性突起、導電性ペースト 'インキ等を印刷して形成した導電性突起、さらにはビアホールめつきの際に内壁へのめっき析出を多くしたビアフィルめつきにより製造された両面コア基板、これらを組み合わせたものも含めたものに対して適用可能である。

[0030] カロえて、コア基板がフィルドビア構造を有することで、後の工程でビルドアップした際に、フィルドビア上にスタックする構造を採ることが可能であり、高密度化に有利である。また、高速信号伝送時の接続部での反射を低減させる効果も期待できる。

[0031] 次に、図 1A(2)に示すように、絶縁ベース材 9 (ここでは、厚さ 50 mのガラスクロス入りエポキシ材）の両面に厚さ 12 mの銅箔 10および 11を有する、いわゆる両面銅張積層板 12を用意する。絶縁ベース材 9の厚みや材質は、 50 mのガラスクロス入りエポキシ材に限定される訳ではなぐ用途に応じて使い分けることができる。

[0032] さらに、低線熱膨張の材料として、シリカ等のフィラーを 30重量％程度含有させたエポキシ材ゃ、高速信号伝送時の誘電体損失を低減させる必要があるような適用例においては、低誘電正接の液晶ポリマー等をベースとした両面銅張積層板を用いることができる。

また、基板の薄型化や可撓性が必要な場合には、上述の液晶ポリマーやポリイミドの薄膜材料をベースとした両面銅張積層板を用いることができる。

[0033] この両面銅張積層板 12の、後の工程で両面コア基板 8にビルドアップした際の導通用孔が位置する場所に、貫通孔 13を形成する。貫通孔 13を形成するための手段としては、 NCドリル、金型、レーザ等が適用可能である。ただし、ガラスクロスや無機フィラーを含むエポキシ材に穿孔する場合、レーザ加工では無機物と有機物とでは加工性が大きく異なり、良好な貫通孔を得ることは難しい。

[0034] この実施形態 1では、 150 mの貫通孔を NCドリルによって形成した。さらに、この後の両面銅張積層板 12に対して、通常のフォトフアプリケーション手法を用い、回路ノターン等を形成する力その際の露光用ターゲットも併せて NCドリル加工しておくことが好ましい。

[0035] 必要に応じて、その他のビルドアップ用のターゲット、ガイド穴等も形成してお！、てもよい。このような各種ガイド穴の大きさは、 2〜5mm程度の穴径が採用されることが多ぐやはりレーザ力卩ェに不向きであることから、実施形態 1では NCドリルを用いて形成した。

[0036] 次に、図 1A(3)に示すように、導通用孔形成部位の開口を含む内層回路パターン 1 laを形成し、さらにレジスト層を剥離する。これには、両面銅張積層板 12の銅箔 11 に、導通用孔形成部位の開口を含む、内層回路パターンを形成するためのレジスト層を両面銅張積層板 12の両面に形成し、レジスト層を用 Vヽてフォトフアブリケーション手法により形成する。

[0037] この実施形態 1では、レジスト層として安価なドライフィルムレジストを適用した力貫通孔 13に対するテンティング性および設計上必要な解像度が得られるレジストを用いることが好ましい。また、電着レジストや液状レジストは、テンティング性を考慮する必要がなぐ好適である。

[0038] さら〖こ、ドライフィルムレジストと電着レジストおよび液状レジストとを単独で用いるだけでなぐこれらを組み合わせて適用することも可能である。両面の位置合わせは、ベタの材料に対して行うため、材料の伸縮等に影響されず、容易に位置精度を確保できる。

[0039] 必要に応じて、高精度な位置合わせが可能な露光機を用いることも可能である。また、銅箔 10および 11の厚みは 5〜12 μ m程度が好ましぐこの厚みの範囲であれば、狭ピッチ CSP搭載に必要な内層ピッチ 100 m以下の微細配線形成が可能である。そして、後のレーザ力卩ェの際のレーザ遮光用マスクとしても機能する。

[0040] さらに、この後にカバーレイを設けるための接着材は、厚みが 10 μ m程度の厚みが薄いものを用いて基板表面の平坦性を確保し、かつ回路間空間を充填することができる。このため、ビルドアップ層との層間接続距離自体が短くなる。これにより、同じめつき厚の場合には、相対的に接続信頼性が向上するという効果もある。

[0041] 図 1A(2)により形成した貫通孔 13の銅箔 10も、コンフォーマルマスクとなる。この場合、必要に応じてビルドアップ接着材との密着を向上させるための粗ィ匕処理を行う。ここまでの工程で、多層回路基板のビルドアップ層 14が得られる。

[0042] 次に、図 1A(4)に示すように、ビルドアップ層 14を両面コア基板 8にビルドアップするための接着材 15を予め型抜きして位置合わせした上で、接着材 15を介してビルドアップ層 14および両面コア基板 8を真空プレス等で積層する。接着材 15としては、口一フロータイプのプリプレダやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。接着材 15の厚さは、充填性および平坦性を考慮しても、 15〜20 mの薄いものが選択できる。

[0043] このとき、離形性の材料等をビルドアップ層 14の外層側に重ねて貼り合わせることで、接着材 15がビルドアップ層 14の貫通孔 13から、外層側へ流出することを防止できる。離形性の材料としては、フッ素榭脂、これを表面にコーティングした榭脂または金属材料、およびこれらを組み合わせた材料、離形処理を表面に施した PETフィルム等が好ましい。ここまでの工程で、多層回路基材 16を得る。

[0044] 次に、図 1B(5)に示すように、 2種類の導通用孔 17, 18を形成する。これには、図 1 Aにおける、予め形成した貫通孔 13の銅箔 10の側をレーザ力卩ェの際のコンフォーマルマスクとして用い、レーザ加工を行う。

[0045] このレーザ力卩ェの条件としては、比較的硬いガラスクロス入りエポキシ材と比較的柔らかいポリイミドフィルム、接着材等のレーザ加工性の異なる榭脂のうち、レーザ加工性の低い硬い材料を予め NCドリルを用いてカ卩ェしている。このため、比較的柔らかぃ榭脂のレーザ加工条件により加工可能であり、良好な穴形状を得ることができる。

[0046] 導通用孔 17を形成する際には、予め作製した回路パターン 11aの導通用孔形成部位の開口もレーザ遮光用マスクとして用い、レーザ加工を行う。レーザは、 UV-Y AGレーザ、炭酸レーザ、エキシマレーザ等を選択可能である。各導通用孔の径は、以下のように設定した。

[0047] 導通用孔 17, 18は、実施形態 1では、導体層 6層のうち 2層目から 5層目までは導体層の厚み増加に繋がるめっきを行う必要がなぐ導体層を薄くできるため、充填に必要な接着材 6や接着材 15の厚みを薄くできる。この結果、比較的薄いめっき厚でも信頼性を確保できる。 [0048] めっき厚 15〜20 /ζ m程度で信頼性が確保できる穴径として、導通用孔 17,18をともに 150 mとした。この径であれば、図 1A(2)で行った NCドリル等による穴明けで十分対応することができる。特に、第 1層、第 2層および第 3層を層間接続する導通用孔 17の第 1層と第 2層との位置ズレが無、ため、高密度化が可能である。

[0049] 第 1層および第 3層のみを層間接続する場合には、実施形態 1の導通用孔 18のように、第 2層のランドを形成しないか、導通用孔 17の第 2層のランドを縁切りすることで対応可能である。

[0050] このことから、微細配線形成を可能としながら、実装密度も向上し、各導通用孔とも狭ピッチに形成可能なことから、例えば狭ピッチ CSPも搭載可能である。併せて、挿入実装型の電子部品搭載等、必要に応じて実施形態 1のように導通用孔 19を形成することも可能である。さら〖こ、電解めつきにより層間接続を行うためのデスミア処理および導電化処理を行う。

[0051] 次に、図 1B(6)に示すように、導通用孔 17, 18, 19を有する多層回路基材 16に 15 〜20 /ζ πι程度の電解めつきを行い、層間導通を行う。ここまでの工程、すなわち 1回のレーザ加工およびめつき工程で、導通用孔 17により得られた第 1層、第 2層および第 3層を層間接続するステップビア 20、導通用孔 18により得られた第 1層および第 3 層のみを層間接続するスキップビア 21を形成して、外層から内層までの全ての層間導通を取ることが可能である。カロえて、実施形態 1の場合には、導通用孔 19より、全層貫通型の貫通孔 22も形成した。

[0052] 続いて、外層のパターン 23を通常のフォトフアプリケーション手法により形成する。

この際、カバーフィルム 5上に析出しためっき層があれば、これも除去される。この後、必要に応じて基板表面に半田めつき、ニッケルめっき、金めつき等の表面処理を施し、フォトソルダーレジスト層の形成、ケーブルの外層側へのシールド層を銀ペースト、フィルム等を用いて形成し、外形加工を行うことで、外層にケーブル部を有するリジッドフレックスプリント配線板 24を得る。

Claims

請求の範囲

[1] 内層コア用の基板および外層ビルドアップ層用の両面型銅張積層板を用意し、前記両面型銅張積層板における導通用孔形成部位に貫通孔を形成し、前記両面型銅張積層板における一面に回路パターンを形成し、前記回路パターンの形成された面が内側の面となるように、前記内層コア基板に対して接着剤層を挟んで前記両面型銅張積層板を積層して積層回路基材を形成し、前記積層回路基材の所定部位に貫通孔を形成し、前記貫通孔に導電ィヒ処理およびメツキ処理を施すことにより多層プリント配線板を製造する方法にぉヽて、

前記回路パターンの銅箔をマスクとして、前記所定部位にレーザービームを照射し、前記外層ビルドアップ層から前記内層コア用の基板までの導通用孔を形成することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。

[2] 請求項 1記載の多層プリント配線板の製造方法にぉ、て、

前記貫通孔の少なくとも 1つを、前記内層回路パターン形成用の露光ターゲットおよび前記積層用の位置合わせガイドの何れかとすることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。

[3] 請求項 1記載の多層プリント配線板の製造方法にぉ、て、

前記内層のコア基板は、フィルドビア構造による層間接続を有する両面回路基板であることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。