WO2019058745A1 - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板及びプリント配線板の製造方法 Download PDF

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瑛子 今崎
新田　耕司
宏介 三浦
将一郎 酒井
高橋　賢治
雅弘 松本
齊藤　裕久
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住友電気工業株式会社
住友電工プリントサーキット株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a printed wiring board and a method of manufacturing the printed wiring board.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2017-182781 filed on Sep. 22, 2017, and incorporates all the contents described in the aforementioned Japanese application.
  • the through holes are subjected to electroless plating on the inner peripheral surface of the through holes formed in the insulating material serving as the base material, and electrolytic plating is performed using the metal layer laminated by this electroless plating as an adherend. It is formed by In electrolytic plating, a plating current concentrates on the corner between the front and back surface and the inner circumferential surface of the through hole, and the plating thickness of this corner tends to be larger than that of other portions. For this reason, when the diameter of the through hole is reduced, the opening of the through hole is closed by the metal plating layer before the inside of the through hole is sufficiently filled with the metal, and a void (void not filled with metal) ) Is a disadvantage.
  • the through hole is formed in a drum shape (a shape in which two conical surfaces are combined so as to reduce the diameter at the center) that increases in diameter toward the front and back surfaces from the center of the insulating material in the thickness direction.
  • a technique for preventing the formation of a void in the through hole by filling the plating metal so that the through hole is closed sequentially from the center in the thickness direction Japanese Patent Laid-Open No. 2004-311919. reference).
  • a printed wiring board includes: a plate-like or sheet-like insulating material having a through hole; and a metal plating layer laminated on both surfaces of the insulating material and the inner circumferential surface of the through hole.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a printed wiring board according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing in detail the shape of the through hole of the insulating material of the printed wiring board of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a printed wiring board of an embodiment different from FIG. 1 of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a printed wiring board of an embodiment different from FIGS. 1 and 3 of the present disclosure.
  • the present disclosure has been made based on the above-described circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a printed wiring board having a through hole which has no void and which has small surface irregularities and a method of manufacturing the same.
  • a printed wiring board according to one aspect of the present disclosure and a printed wiring board produced by a method for producing a printed wiring board according to another aspect of the present disclosure have through holes with no voids and small surface irregularities.
  • a printed wiring board includes: a plate-like or sheet-like insulating material having a through hole; and a metal plating layer laminated on both surfaces of the insulating material and the inner circumferential surface of the through hole.
  • the diameter of the through hole is on the surface side because the inner diameter at the center in the thickness direction of the insulating material of the through hole is smaller than the average of the opening diameter on the front side and the opening diameter on the back side.
  • the through hole includes a specific region, and the specific region has a front surface side end portion and a rear surface side end portion, and the front surface side end portion is a distance in the thickness direction from the surface of the insulating material Is at a position not less than 0.1 times and not more than 0.5 times the average thickness of the insulating material, and the end on the back surface side is the position of the opening on the back surface side, and the decreasing rate of the inner diameter of the specific area is constant Is preferred.
  • the reduction rate of the inner diameter of the through hole is constant in the specific region, and the distance in the thickness direction from the surface of the insulating material to the surface side end is within the above range.
  • the opening diameter on the surface side of the through hole relatively small to facilitate the filling of the plating metal, while preventing the opening of the through hole from closing first and generating a void.
  • the concave portion formed on the surface side of the through hole formed by filling the plating metal in the through hole can be made smaller.
  • the average inclination angle formed by the inner wall of the through hole from the surface side end of the specific region to the surface of the insulating material and the central axis in the thickness direction of the through hole is 40 ° or more It is preferable that it is less than or equal to °.
  • the volume on the surface side of the through hole is reliably prevented while the generation of the void due to the surface side of the through hole quickly closing due to the concentration of the plating current is reliably prevented. Can be made relatively small to make the formed recess smaller.
  • the diameter of the opening on the surface side of the through hole is 2.0 times or more and 3.0 times or less the average thickness of the metal plating layer laminated on both sides of the insulating material, and the through hole
  • the diameter of the opening on the back surface side is 0.20 or more and 0.40 or less times the diameter on the front surface side.
  • the thickness of the metal plating layer laminated on both surfaces of the insulating material is optimized by setting the diameter of the opening on the surface side and the diameter of the opening on the back surface of the through hole to be within the above ranges, respectively.
  • the average thickness of the insulating material is 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, and the average thickness of the metal plating layer laminated on both surfaces of the insulating material is 3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the wiring density of the conductive pattern formed by the metal plating layer can be increased, and the printing can be performed.
  • the wiring board can be given sufficient flexibility.
  • the inner diameter of the through hole monotonously decreases from the front surface to the back surface of the insulating material, and the inner diameter at the center in the thickness direction of the insulating material than the average of the opening diameter on the front surface side and the opening diameter on the back surface side. Is small.
  • the end on the back surface side of the through hole is first It is closed, and the plated metal is sequentially filled in the through holes from the back side.
  • the reduction rate of the inner diameter of the through hole on the surface side is larger than the reduction rate on the back surface side.
  • the manufacturing method of the said printed wiring board can manufacture a printed wiring board which does not have a void and has a through hole with a small unevenness
  • diameter means a circle equivalent diameter (diameter of a true circle having the same area).
  • front side refers to the side of the insulating material on which the inner diameter of the through hole is larger for convenience, and the “back side” refers to the side opposite to that of the printing, It is not intended to limit the orientation during manufacture or use of the wiring board.
  • the “average inclination angle” of the inner wall of the through hole is a straight line connecting the both ends of each region by equally dividing the inner peripheral surface of the through hole in the cross section including the central axis into five or more in the thickness direction of the insulating material. It is calculated as an average value of angles with respect to the central axis.
  • FIG. 1 shows a printed wiring board according to an embodiment of the present disclosure.
  • the printed wiring board includes an insulating material 1 and a metal plating layer 2 laminated on both sides of the insulating material 1.
  • the insulating material 1 has a through hole 3 penetrating in the thickness direction.
  • the metal plating layer 2 is also laminated on the inner peripheral surface of the through hole 3. That is, the metal plating layer 2 is a through hole connecting the first metal layer 4 on the surface side of the insulating material 1, the second metal layer 5 on the back surface side, and the first metal layer 4 and the second metal layer 5. And 6 are integrally formed.
  • the insulating material 1 is a plate-like or sheet-like substrate having an insulating property and supporting the metal plating layer 2, and preferably having flexibility.
  • the insulating material 1 can be formed of a resin composition containing a synthetic resin as a main component.
  • a synthetic resin made into the main ingredients of insulating material polyamide, polyimide, polyamide imide, polyester, a liquid crystal polymer, a fluoro resin etc. can be mentioned, for example.
  • polyamides, polyimides and polyamideimides are preferably used in terms of mechanical strength such as heat resistance.
  • a "main component" means the component with most mass content, Preferably it is 50 mass% or more, More preferably, it contains 80 mass% or more.
  • the average thickness of the insulating material 1 As a lower limit of the average thickness of the insulating material 1, 10 micrometers is preferable and 20 micrometers is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the average thickness of insulating material 1, 500 micrometers is preferred, 150 micrometers is more preferred, and 50 micrometers is still more preferred. If the average thickness of the insulating material 1 is less than the above lower limit, the strength of the insulating material 1 may be insufficient. On the other hand, when the average thickness of the insulating material 1 exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the flexibility of the said printed wiring board may become inadequate.
  • the inner diameter of the printed wiring board monotonously decreases from the front surface to the rear surface of the insulating material 1, and the inner diameter Dc at the center in the thickness direction of the insulating material 1 is the opening diameter on the surface side It is smaller than the average of Df and the opening diameter Dr on the back surface side. That is, in the through hole 3, the reduction rate on the surface side of the inner diameter is larger than the reduction rate on the back side. In other words, the inclination angle of the inner wall with respect to the central axis C of the through hole 3 is larger on the surface side.
  • the opening on the back surface side of the through hole 3 is formed by the metal plating layer 2 when the inner diameter of the through hole 3 decreases monotonously from the front surface to the back surface of the insulating material 1. Then, the plating metal is filled so that the closed region of the through hole 3 is sequentially expanded from the back side to the front side. Therefore, the printed wiring board is unlikely to form a void in the through hole 6.
  • the inner diameter Dc at the center in the thickness direction of the insulating material 1 is smaller than the average ((Df + Dr) / 2) of the opening diameter Df on the surface side and the opening diameter Dr on the back surface side.
  • the end of the is relatively large and partially enlarged. Therefore, when the metal plating layer 2 is formed by electrolytic plating, the plating current is concentrated at the corner portion (the end edge on the surface side of the through hole 3) of the inner peripheral surface of the through hole 3 and the surface of the insulating material 1 Even if the metal plating layer 2 is locally thickly stacked, the end on the surface side of the through hole 3 is not closed before the metal plating layer 2 finishes filling the inside of the through hole 3 with the plating metal.
  • the printed wiring board has through holes 6 which have no voids and small surface irregularities.
  • the decreasing rate of the inner diameter is constant within a certain range continuously from the back surface of the insulating material 1 (the back surface side of the edge of the inner circumferential surface in the longitudinal section including the central axis C of the through hole 3 is straight) Is preferred.
  • the reduction rate on the back surface side of the inner diameter of the through hole 3 constant, the inner peripheral surface of this portion of the through hole 3 becomes a conical surface, so the through hole 3 is formed relatively easily. be able to.
  • the rate of decrease on the surface side of the inner diameter of the through hole 3 may be constant.
  • the lower limit of the distance H in the thickness direction from the surface side end P to the surface of the insulating material 1 is preferably 0.1 times the average thickness of the insulating material 1 (calculated excluding the through holes 3), 0.2 times is more preferable.
  • the upper limit of the distance H in the thickness direction from the end portion P to the surface of the insulating material 1 is preferably 0.5 times the average thickness of the insulating material 1 and more preferably 0.4 times. If the distance H is less than the above lower limit, generation of a void due to concentration of plating current on the corner between the inner peripheral surface of the through hole 3 and the surface of the insulating material 1 may not be prevented.
  • the distance H exceeds the upper limit, the inside of the surface side of the through hole 3 can not be sufficiently filled with the plating metal, and the recess on the surface side of the through hole 6 may be large.
  • the lower limit of the opening diameter Df on the surface side of the through hole 3 is 2. of the average thickness in the region (the first metal layer 4 and the second metal layer 5) laminated on both surfaces of the insulating material 1 of the metal plating layer 2. 0 times is preferable and 2.2 times is more preferable.
  • the upper limit of the opening diameter Df on the surface side of the through hole 3 is preferably 3.0 times the average thickness in the region laminated on both surfaces of the insulating material 1 of the metal plating layer 2, 2.8 times more preferable.
  • the opening diameter Df on the surface side of the through hole 3 is less than the above lower limit, the cross-sectional area on the back surface side of the through hole 3 becomes too small, and the connection between the first metal layer 4 and the second metal layer 5 is uncertain May be On the other hand, when the opening diameter Df on the surface side of the through hole 3 exceeds the above upper limit, there is a possibility that the recess on the surface side of the through hole 6 becomes large.
  • the lower limit of the opening diameter Dr on the back surface side of the through hole 3 is preferably 0.20 times, more preferably 0.22 times the opening diameter Df on the front surface side.
  • the upper limit of the opening diameter Dr on the back surface side of the through hole 3 is preferably 0.40 times the opening diameter Df on the front surface side, and more preferably 0.38 times.
  • the opening diameter Dr on the back surface side of the through hole 3 is less than the above lower limit, the cross-sectional area on the back surface side of the through hole 6 becomes small, so that the connection between the first metal layer 4 and the second metal layer 5 is not There is a possibility of becoming certain.
  • the opening diameter Dr on the back surface side of the through hole 3 exceeds the above-mentioned upper limit, the diameter expansion on the surface side of the through hole 3 becomes insufficient, and voids may be formed in the through hole 6.
  • Examples of the method of forming the through holes 3 include laser processing, drilling and the like. Among them, laser processing capable of forming the fine through holes 3 with high accuracy is suitably used.
  • the metal plating layer 2 includes a conductive electroless plating layer 7 stacked on the front surface and the back surface of the insulating material 1 and the inner circumferential surface of the through hole 3, and an electrolytic plating layer 8 stacked on the electroless plating layer 7. Can be configured.
  • the average thickness of the metal plating layer 2 laminated on both sides of insulating material As a minimum of average thickness of metal plating layer 2 laminated on both sides of insulating material 1, 3 micrometers is preferred and 5 micrometers is more preferred. On the other hand, as an upper limit of the average thickness of the metal plating layer 2 laminated
  • the electroless plating layer 7 is a metal thin film layer formed by electroless plating, and is used as an adherend (cathode) for forming the electrolytic plating layer 8 by electrolytic plating (electroplating).
  • Examples of the material of the electroless plating layer 7 include metals such as copper, silver, nickel and palladium. Among them, copper which is inexpensive, excellent in flexibility and small in electric resistance is particularly preferable.
  • the electroless plating for forming the electroless plating layer 7 is a treatment for depositing a metal having catalytic activity by the reduction action of a catalyst, and can be performed by applying various commercially available electroless plating solutions.
  • the lower limit of the average thickness of the electroless plating layer 7 is preferably 0.05 ⁇ m, more preferably 0.10 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the electroless plating layer 7 is preferably 0.7 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m.
  • the electrolytic plating layer 8 is formed by laminating a plating metal on the electroless plating layer 7 by electrolytic plating using the electroless plating layer 7 as a cathode.
  • Examples of the plating metal for forming the electrolytic plating layer 8 include copper, nickel, gold and the like. Among them, copper which is inexpensive and has a small electric resistance is preferably used.
  • the thickness of the electrolytic plating layer 8 is selected such that the thickness of the metal plating layer 2 becomes a desired thickness by adjusting the conditions of electrolytic plating such as the composition of the plating solution, plating current, plating time, etc. .
  • the diameter of the through hole 3 is selected on the basis of the average thickness of the metal plating layer 2 so that the inside of the through hole 3 is filled with the electrolytic plating layer 8 at the time of electrolytic plating. Through holes 6 are formed.
  • the electrolytic plating for forming the electrolytic plating layer 8 may be performed by laminating a resist pattern having an opening corresponding to a desired wiring pattern on the outer surface of the electroless plating layer 7. Thereby, the electrolytic plating layer 8 can be laminated only on the portion exposed in the opening of the resist pattern of the electroless plating layer 7. Thereafter, the resist pattern is removed after the formation of the electrolytic plating layer 8, and the electroless plating layer 7 in the portion where the electrolytic plating layer 8 is not laminated is further removed by etching, whereby the metal patterned in a desired wiring pattern The plating layer 2 can be formed.
  • the printed wiring board enlarges the opening diameter Df on the surface side of the through hole 3 and the step of forming the through hole 3 in the material forming the insulating material 1 by, for example, a laser (through hole forming step).
  • a step of cutting out the end on the surface side of the through hole 3 with a laser over the entire circumference (through hole cutting step) and a step of laminating metal on both surfaces of the insulating material 1 and the inner peripheral surface of the through hole 3 And a plating step).
  • the insulating material 1 is irradiated with a laser to form a cylindrical through hole 3 having a cylindrical shape or a diameter decreasing from the surface side to the back side.
  • the through hole 3 in the longitudinal cross section including the central axis C of the through hole 3 by, for example, irradiating the laser coaxially with the through hole 3 and having a larger condensing angle than the through hole forming step. It cuts out so that the corner of the inner surface and the surface of the insulating layer 1 may be chamfered.
  • the through hole 3 has its inner diameter monotonously decreased from the front surface to the back surface of the insulating material 1, and the thickness of the insulating material 1 is more than the average of the opening diameter Df on the front surface and the opening diameter Dr on the back surface.
  • the inner diameter Dc at the center of the direction is deformed to be smaller.
  • the plating step is a step of laminating the electroless plating layer 7 on both surfaces of the insulating material 1 and the inner circumferential surface of the through hole 3 by electroless plating, and electrolytic plating by electrolytic plating using the electroless plating layer 7 as an adherend. It is preferable to include the step of laminating the layer 8. As described above, by forming the electroless plating layer 7 and then laminating the electrolytic plating layer 8, it is possible to form a dense and uniform metal plating layer 2 relatively inexpensively and easily.
  • the inner diameter of the through hole 3 monotonously decreases from the front surface to the back surface of the insulating material 1, so that the end of the back surface side of the through hole 3 is formed first at the time of electroplating for forming the metal plating layer 2.
  • the part is closed, and the plating metal is sequentially filled from the back side.
  • the inner diameter Dc at the center of the through hole 3 in the thickness direction of the insulating material 1 is smaller than the average of the opening diameter Df on the front side and the opening diameter Dr on the rear side.
  • the plating current is concentrated on the inner peripheral surface of the through hole 3 and the corner of the insulating material 1 and the plating thickness is locally increased. Also, the end on the surface side of the through hole 3 is not blocked first to cause a void. Therefore, by making the reduction rate on the back side of the inner diameter of the through hole 3 relatively small to make the opening diameter on the front side relatively small, the plating metal can be efficiently filled, and the through hole 3 can be plated metal.
  • the recess formed on the surface side of the through hole 6 formed by filling can be made smaller. Therefore, when the printed wiring board is laminated with a further layer such as a coverlay on the surface of the metal plating layer 2, air is not left behind in the recess on the surface side of the through hole 6 to exert an adverse effect.
  • the printed wiring board may be provided with a solder resist for covering the metal plating layer, a further functional layer such as a coverlay, a further insulating material for forming a multilayer wiring board, a metal plating layer, and the like.
  • the printed wiring board is not limited to one in which the inclination angle with respect to the central axis of the inner surface of the through hole changes discontinuously as shown in FIG. 1, and the inclination angle with respect to the central axis of the inner surface of the through hole as shown in FIG. It may decrease gradually continuously from the front side to the back side.
  • the inclination angle with respect to the central axis of the inner surface of the through hole may increase and then decrease once from the front surface side to the rear surface side.
  • the inclination angle with respect to the central axis of the inner surface of the through hole changes continuously, the inclination angle with respect to the central axis of the inner surface of the through hole changes discontinuously so as to form one or more angles.
  • an electrolytic plating layer is formed on the entire surface of the electroless plating layer, that is, a plating metal layer is laminated on both sides of the insulating material, and then a resist pattern is laminated to selectively remove the plating metal layer by etching.
  • the plated metal layer may be patterned to form a desired conductive pattern.
  • the electroless plating layer is omitted, and a thin base conductor layer is formed on both surfaces of the insulating material and the inner peripheral surface of the through hole by, for example, vapor deposition, sputtering, application and baking of ink containing conductive particles.
  • a metal plating layer may be formed by electrolytic plating using the base conductor layer as an adherend.
  • the printed wiring board may be manufactured by forming through holes in the insulating material using means other than the laser.

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Abstract

本発明の一態様に係るプリント配線板は、貫通孔を有する板状又はシート状の絶縁材と、上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面に積層される金属めっき層とを備えるプリント配線板であって、上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少し、上記貫通孔の絶縁材の厚さ方向中央での内径が表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも小さい。

Description

プリント配線板及びプリント配線板の製造方法
　本開示は、プリント配線板及びプリント配線板の製造方法に関する。本出願は、２０１７年９月２２日出願の日本出願第２０１７－１８２７８１号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　近年、プリント配線板の配線の微細化が進んでおり、プリント配線板の薄型化やプリント配線板に設けられるスルーホールの小径化が要求されている。
　一般的に、スルーホールは、基材となる絶縁材に形成した貫通孔の内周面に無電解めっきを施し、この無電解めっきによって積層される金属層を被着体として電解めっきを行うことで形成される。電解めっきでは、表裏面と貫通孔の内周面との角部にめっき電流が集中して、この角部のめっき厚さが他の部分よりも大きくなりやすい。このため、スルーホールを小径化すると、貫通孔の内部に十分に金属を充填する前に貫通孔の開口部が金属めっき層によって閉鎖されてしまい、貫通孔の内部にボイド（金属が充填されない空隙）が形成される不都合が生じる。
　これに対して、貫通孔を絶縁材の厚さ方向中央部から表裏両面に向かって拡径する鼓状（中央で径が小さくなるよう２つの円錐面を組み合わせた形状）に形成することによって、貫通孔が厚さ方向中央部から順に閉塞するようめっき金属が充填されることで、貫通孔の中にボイドが形成されることを防止する技術が提案されている（特開２００４－３１１９１９号公報参照）。
特開２００４－３１１９１９号公報
　本開示の一態様に係るプリント配線板は、貫通孔を有する板状又はシート状の絶縁材と、上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面に積層される金属めっき層とを備えるプリント配線板であって、上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少し、上記貫通孔の絶縁材の厚さ方向中央での内径が表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも小さい。
　本開示の別の態様に係るプリント配線板の製造方法は、板状又はシート状の絶縁材にレーザーによって貫通孔を形成する工程と、上記貫通孔の表面側の開口径を拡大するよう、レーザーによって貫通孔の表面側の端部を全周にわたって切り欠く工程と、上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面にめっきにより金属を積層する工程とを備える。
図１は、本開示の一実施形態のプリント配線板を示す模式的断面図である。 図２は、図１のプリント配線板の絶縁材の貫通孔の形状を詳しく示す模式的断面図である。 図３は、本開示の図１とは異なる実施形態のプリント配線板を示す模式的断面図である。 図４は、本開示の図１及び図３とは異なる実施形態のプリント配線板を示す模式的断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　上記公報に記載の方法によってボイドを防止する場合、貫通孔の内周面と絶縁材の表面との角部へのめっき電流の集中を考慮すると、貫通孔のテーパー角度をある程度大きくする必要がある。このため、上記公報に記載の方法では、導電パターンの表面、具体的には貫通孔の中にめっき金属を充填して形成されるスルーホールの表面側の端部に凹部が形成される。
　このように、導電パターンのスルーホール部分の表面に凹部が形成されると、例えばカバーレイの積層、多層配線板とするためのさらなる絶縁材の積層等の際に凹部の中に空気が取り残され、接着のための加熱によって空気が膨張して接着を阻害するおそれがある。
　本開示は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、ボイドがなく、表面の凹凸が小さいスルーホールを有するプリント配線板及びその製造方法を提供することを課題とする。
［本開示の効果］
　本開示の一態様に係るプリント配線板、及び本開示の別の態様に係るプリント配線板の製造方法によって製造されるプリント配線板は、ボイドがなく、表面の凹凸が小さいスルーホールを有する。
［本開示の実施形態の説明］
　本開示の一態様に係るプリント配線板は、貫通孔を有する板状又はシート状の絶縁材と、上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面に積層される金属めっき層とを備えるプリント配線板であって、上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少し、上記貫通孔の絶縁材の厚さ方向中央での内径が表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも小さい。
　当該プリント配線板は、上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少することによって、電解めっき時に貫通孔の裏面側の端部が最初に閉塞し、めっき金属が貫通孔に裏面側から順に充填されてゆく。また、当該プリント配線板は、上記貫通孔の絶縁材の厚さ方向中央での内径が表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも小さいことによって、貫通孔の径が表面側の端部において部分的に大きくなっている。このため、貫通孔の内周面と絶縁材の表面との角部にめっき電流が集中してめっき厚さが局所的に大きくなっても貫通孔の表面側の端部が先に閉塞してボイドを生じることがない。このため、貫通孔の内径の裏面側での減少率を比較的小さくして効率よくめっき金属を充填可能とし、表面側に形成される凹部を小さくすることができる。
　なお、本明細書において「単調減少」とは、増加することなく減少することを意味する。
　当該プリント配線板において、上記貫通孔は特定領域を含み、上記特定領域には表面側端部と裏面側端部とがあり、上記表面側端部は、絶縁材の表面から厚さ方向の距離が、上記絶縁材の平均厚さの０．１倍以上０．５倍以下の位置であり、上記裏面側端部は裏面側開口部の位置であり、上記特定領域の内径の減少率が一定であることが好ましい。このように、上記特定領域で上記貫通孔の内径の減少率が一定であり、絶縁材の表面から上記表面側端部までの厚さ方向の距離が、上記範囲内であることによって、めっき時に先に貫通孔の開口部が閉鎖してボイドが発生することを防止しつつ、貫通孔の表面側の開口径を比較的小さくしてめっき金属を充填し易くすることができる。結果として、貫通孔の中にめっき金属を充填して形成されるスルーホールの表面側に形成される凹部をより小さくすることができる。
　当該プリント配線板において、上記特定領域の表面側端部から上記絶縁材の表面までの貫通孔の内壁と、上記貫通孔の厚さ方向の中心軸とが形成する平均傾斜角度が４０°以上７０°以下であることが好ましい。このように、上記平均傾斜角度が上記範囲内であることによって、めっき電流の集中によって貫通孔の表面側が早く閉鎖されることによるボイドの発生を確実に防止しつつ、貫通孔の表面側の容積を比較的小さくして形成される凹部を小さくすることができる。
　当該プリント配線板において、上記貫通孔の表面側の開口径が上記絶縁材の両面に積層される上記金属めっき層の平均厚さの２．０倍以上３．０倍以下であり、上記貫通孔の裏面側の開口径が表面側の開口径の０．２０倍以上０．４０倍以下であることが好ましい。このように、上記貫通孔の表面側の開口径及び裏面側の開口径がそれぞれ上記範囲内であることによって、上記絶縁材の両面に積層される上記金属めっき層の厚さを最適化したときに、スルーホールのボイドを防止すると共に表面側に形成される凹部をより小さくすることができる。
　当該プリント配線板において、上記絶縁材の平均厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であり、上記絶縁材の両面に積層される上記金属めっき層の平均厚さが３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。このように、上記絶縁材の平均厚さ及び上記金属めっき層の平均厚さが上記範囲内であることによって、金属めっき層によって形成される導電パターンの配線密度を大きくすることができると共に当該プリント配線板に十分な可撓性を付与することができる。
　本開示の別の態様に係るプリント配線板の製造方法は、板状又はシート状の絶縁材にレーザーによって貫通孔を形成する工程と、上記貫通孔の表面側の開口径を拡大するよう、レーザーによって貫通孔の表面側の端部を全周にわたって切り欠く工程と、上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面にめっきにより金属を積層する工程とを備える。上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少し、上記貫通孔の表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも絶縁材の厚さ方向中央での内径が小さい。
　当該プリント配線板の製造方法は、上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少することによって、上記金属を積層する工程において、貫通孔の裏面側の端部が最初に閉塞し、めっき金属が貫通孔に裏面側から順に充填されてゆく。また、上記貫通孔の内径の表面側での減少率が裏面側での減少率よりも大きいことによって、貫通孔の径が表面側の端部において部分的に大きくなっているため、上記金属を積層する工程で、貫通孔内周面と絶縁材の表面との角部にめっき電流が集中してめっき厚さが局所的に大きくなっても先に閉塞してボイドを生じることがない。このため、当該プリント配線板の製造方法は、ボイドがなく、表面の凹凸が小さいスルーホールを有するプリント配線板を製造することができる。
　ここで、「径」とは、円相当径（面積が等しい真円の直径）を意味するものとする。また、「表面」とは、便宜的に、絶縁材の両面のうち、貫通孔の内径が大きい側の面を指し、「裏面」とはその反対側の面を指すものであって、当該プリント配線板の製造時や使用時における向きを限定することを企図しない。また、貫通孔の内壁の「平均傾斜角度」とは、中心軸を含む断面における貫通孔の内周面を絶縁材の厚さ方向に５以上に等分して各領域の両端を結ぶ直線の中心軸に対する角度の平均値として算出するものとする。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示に係るプリント配線板の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
　図１に、本開示の一実施形態に係るプリント配線板を示す。当該プリント配線板は、絶縁材１と、この絶縁材１の両面に積層される金属めっき層２とを備える。
　絶縁材１は、厚さ方向に貫通する貫通孔３を有する。また、金属めっき層２は、貫通孔３の内周面にも積層されている。つまり、この金属めっき層２は、絶縁材１の表面側の第１金属層４と、裏面側の第２金属層５と、第１金属層４及び第２金属層５間を接続するスルーホール６とを一体に形成したものである。
＜絶縁材＞
　絶縁材１は、絶縁性を有し、金属めっき層２を支持する板状又はシート状の基材であり、可撓性を有することが好ましい。
　絶縁材１は、合成樹脂を主成分とする樹脂組成物によって形成することができる。絶縁材１の主成分とされる合成樹脂としては、例えばポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、液晶ポリマー、フッ素樹脂等を挙げることができる。中でも、例えば耐熱性等の機械的強度の点で、ポリアミド、ポリイミド及びポリアミドイミドが好適に用いられる。なお、「主成分」とは、最も質量含有量の多い成分を意味し、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上含有する。
　絶縁材１の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。
一方、絶縁材１の平均厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましく、５０μｍがさらに好ましい。絶縁材１の平均厚さが上記下限に満たない場合、絶縁材１の強度が不十分となるおそれがある。一方、絶縁材１の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板の可撓性が不十分となるおそれがある。
（貫通孔）
　貫通孔３は、図２に詳しく示すように、プリント配線板内径が絶縁材１の表面から裏面に向かって単調減少し、絶縁材１の厚さ方向中央での内径Ｄｃが表面側の開口径Ｄｆと裏面側の開口径Ｄｒとの平均よりも小さい。つまり貫通孔３は、内径の表面側での減少率が裏面側での減少率よりも大きい。換言すると、貫通孔３の中心軸Ｃに対する内壁の傾斜角度が表面側の方が大きい。
　貫通孔３の内径が絶縁材１の表面から裏面に向かって単調減少していることによって、電解めっきによる金属めっき層２の形成時に、先ず、貫通孔３の裏面側の開口が金属めっき層２で閉塞され、その後、裏面側から表面側に向かって貫通孔３の閉塞領域が順次拡大するよう、めっき金属が充填される。このため、当該プリント配線板は、スルーホール６にボイドが形成されにくい。
　さらに、絶縁材１の厚さ方向中央での内径Ｄｃが表面側の開口径Ｄｆと裏面側の開口径Ｄｒとの平均（（Ｄｆ＋Ｄｒ）／２）よりも小さいことによって、貫通孔３の表面側の端部が相対的に大きく部分的に拡径している。このため、電解めっきによる金属めっき層２の形成時に、貫通孔３の内周面と絶縁材１の表面との角部（貫通孔３の表面側の端部エッジ）にめっき電流が集中して金属めっき層２が局所的に厚く積層されても金属めっき層２が貫通孔３の内部にめっき金属を充填し終わる前に貫通孔３の表面側の端部が閉鎖されることがない。また、貫通孔３の表面側の端部が部分的に拡径していることによって、他の部分の径が比較的小さくなっているので、金属めっき層の厚さを小さくしても貫通孔３の中にめっき金属を充填することができる結果、形成されたスルーホール６の表面側の凹部が比較的小さい。従って、当該プリント配線板は、ボイドがなく、表面の凹凸が小さいスルーホール６を有する。
　貫通孔３は、絶縁材１の裏面から連続して一定の範囲内で内径の減少率が一定（貫通孔３の中心軸Ｃを含む縦断面における内周面のエッジの裏面側が直線）であることが好ましい。このように、貫通孔３の内径の裏面側での減少率を一定にすることによって、貫通孔３のこの部分の内周面が円錐面となるため、貫通孔３を比較的容易に形成することができる。同様に、貫通孔３の内径の表面側での減少率が一定であってもよい。
　表面側端部Ｐから絶縁材１の表面までの厚さ方向の距離Ｈの下限としては、絶縁材１の平均厚さ（貫通孔３は除外して算出する）の０．１倍が好ましく、０．２倍がより好ましい。一方、端部Ｐから絶縁材１の表面までの厚さ方向の距離Ｈの上限としては、絶縁材１の平均厚さの０．５倍が好ましく、０．４倍がより好ましい。距離Ｈが上記下限に満たない場合、貫通孔３の内周面と絶縁材１の表面との角部へのめっき電流の集中によるボイドの発生を防止できないおそれがある。一方、距離Ｈが上記上限を超える場合、貫通孔３の表面側の内部にめっき金属を十分に充填することができず、スルーホール６の表面側の凹部が大きくなるおそれがある。
　中心軸Ｃに対する平均傾斜角度αの下限としては、４０°が好ましく、４５°がより好ましい。一方、中心軸Ｃに対する平均傾斜角度αの上限としては、７０°が好ましく、６５°がより好ましい。平均傾斜角度αが上記下限に満たない場合、貫通孔３の内周面と絶縁材１の表面との角部へのめっき電流の集中により貫通孔３の内部にめっき金属を充填し終わる前に表面側がめっき金属で閉鎖されてボイドが生じるおそれがある。一方、平均傾斜角度αが上記上限を超える場合、貫通孔３の表面側の内部空間が大きくなることでめっき金属を十分に充填することができず、スルーホール６の表面側の凹部が大きくなるおそれがある。
　貫通孔３の表面側の開口径Ｄｆの下限としては、金属めっき層２の絶縁材１の両面に積層される領域（第１金属層４及び第２金属層５）における平均厚さの２．０倍が好ましく、２．２倍がより好ましい。一方、貫通孔３の表面側の開口径Ｄｆの上限としては、金属めっき層２の絶縁材１の両面に積層される領域における平均厚さの３．０倍が好ましく、２．８倍がより好ましい。貫通孔３の表面側の開口径Ｄｆが上記下限に満たない場合、貫通孔３の裏面側における断面積が小さくなり過ぎることで第１金属層４及び第２金属層５間の接続が不確実となるおそれがある。一方、貫通孔３の表面側の開口径Ｄｆが上記上限を超える場合、スルーホール６の表面側の凹部が大きくなるおそれがある。
　貫通孔３の裏面側の開口径Ｄｒの下限としては、表面側の開口径Ｄｆの０．２０倍が好ましく、０．２２倍がより好ましい。一方、貫通孔３の裏面側の開口径Ｄｒの上限としては、表面側の開口径Ｄｆの０．４０倍が好ましく、０．３８倍がより好ましい。貫通孔３の裏面側の開口径Ｄｒが上記下限に満たない場合、スルーホール６の裏面側での断面積が小さくなることで、第１金属層４及び第２金属層５間の接続が不確実となるおそれがある。一方、貫通孔３の裏面側の開口径Ｄｒが上記上限を超える場合、貫通孔３の表面側における拡径が不十分となることで、スルーホール６にボイドが形成されるおそれがある。
　貫通孔３の形成方法としては、例えばレーザー加工、ドリル加工等を挙げることができ、中でも微細な貫通孔３を高精度に形成できるレーザー加工が好適に利用される。
＜金属めっき層＞
　金属めっき層２は、絶縁材１の表面、裏面及び貫通孔３の内周面に積層される導電性の無電解めっき層７と、この無電解めっき層７に積層される電解めっき層８とを有する構成とすることができる。
　絶縁材１の両面に積層される金属めっき層２の平均厚さの下限としては、３μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、絶縁材１の両面に積層される金属めっき層２の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。金属めっき層２の平均厚さが上記下限に満たない場合、金属めっき層２の強度が不十分となるおそれがある。一方、金属めっき層２の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板の可撓性が不十分となるおそれや、金属めっき層２により形成される配線を十分に微細化できないおそれがある。
（無電解めっき層）
　無電解めっき層７は、無電解めっきにより形成される金属薄膜層であり、電解めっき層８を電解めっき（電気めっき）により形成するための被着体（カソード）として利用される。
　無電解めっき層７の材質としては、例えば銅、銀、ニッケル、パラジウム等の金属が挙げられ、中でも安価で可撓性に優れ、電気抵抗が小さい銅が特に好適である。
　無電解めっき層７を形成する無電解めっきは、触媒の還元作用により触媒活性を有する金属を析出させる処理であり、市販の各種無電解めっき液を塗布することによって行うことができる。
　無電解めっき層７の平均厚さの下限としては、０．０５μｍが好ましく、０．１０μｍがより好ましい。一方、無電解めっき層７の平均厚さの上限としては、０．７μｍが好ましく、０．５μｍがより好ましい。無電解めっき層７の平均厚さが上記下限に満たない場合、無電解めっき層７の電気抵抗が増加することにより、電解めっき時に無電解めっき層７へのめっき金属の付着が不十分となるおそれがある。一方、無電解めっき層７の平均厚さが上記上限を超える場合、無電解めっき層７ひいては当該プリント配線板が不必要に高価となるおそれがある。
（電解めっき層）
　電解めっき層８は、無電解めっき層７をカソードとする電解めっきにより、無電解めっき層７上にめっき金属を積層して形成される。
　電解めっき層８を形成するめっき金属としては、銅、ニッケル、金等が挙げられ、中でも安価で電気抵抗が小さい銅が好適に用いられる。
　電解めっき層８の厚さは、例えばめっき液の組成、めっき電流、めっき時間等の電解めっきの条件を調整することによって、金属めっき層２の厚さが所望の厚さになるよう選定される。
　また、上述のように、貫通孔３の径が金属めっき層２の平均厚さを基準として選択されていることによって、電解めっき時に貫通孔３の内部に電解めっき層８が充填されて中実のスルーホール６が形成される。
　電解めっき層８を形成する電解めっきは、無電解めっき層７の外面に所望の配線パターンに対応する開口を有するレジストパターンを積層して行ってもよい。これにより、無電解めっき層７のレジストパターンの開口の中に露出する部分にのみ電解めっき層８を積層することができる。この後、電解めっき層８の形成後にレジストパターンを除去し、さらに電解めっき層８が積層されていない部分の無電解めっき層７をエッチングによって除去することで、所望の配線パターンにパターニングされた金属めっき層２を形成することができる。
＜プリント配線板の製造方法＞
　当該プリント配線板は、上述のように、絶縁材１を形成する材料に例えばレーザーによって貫通孔３を形成する工程（貫通孔形成工程）と、貫通孔３の表面側の開口径Ｄｆを拡大するよう、レーザーによって貫通孔３の表面側の端部を全周にわたって切り欠く工程（貫通孔切欠工程）と、絶縁材１の両面及び貫通孔３の内周面にめっきにより金属を積層する工程（めっき工程）とを備える方法によって製造することができる。
　上記貫通孔形成工程では、絶縁材１にレーザーを照射することによって、円筒状、又は表面側から裏面側に向かって縮径する円錐状の貫通孔３を形成する。
　上記貫通孔切欠工程では、例えば貫通孔３と同軸で上記貫通孔形成工程よりも集光角度が大きいレーザーを照射するなどの方法によって、貫通孔３の中心軸Ｃを含む縦断面における貫通孔３の内面と絶縁層１の表面との角部を面取りするよう切り欠く。これによって、貫通孔３を、その内径が絶縁材１の表面から裏面に向かって単調減少し、かつ表面側の開口径Ｄｆと裏面側の開口径Ｄｒとの平均よりも絶縁材１の厚さ方向中央での内径Ｄｃが小さくなるよう変形させる。
　上記めっき工程は、絶縁材１の両面及び貫通孔３の内周面に無電解めっきにより無電解めっき層７を積層する工程と、無電解めっき層７を被着体とする電解めっきにより電解めっき層８を積層する工程とを有することが好ましい。このように、無電解めっき層７を形成してから電解めっき層８を積層することで緻密で均一名金属めっき層２を比較的安価かつ容易に形成することができる。
＜利点＞
　当該プリント配線板は、貫通孔３の内径が絶縁材１の表面から裏面に向かって単調減少することによって、金属めっき層２を形成するための電解めっき時に最初に貫通孔３の裏面側の端部が閉塞し、裏面側からめっき金属が順に充填されてゆく。また、当該プリント配線板は、貫通孔３の絶縁材１の厚さ方向中央での内径Ｄｃが表面側の開口径Ｄｆと裏面側の開口径Ｄｒとの平均よりも小さいことによって、貫通孔３の径が表面側の端部において部分的に大きくなっているため、貫通孔３の内周面と絶縁材１との角部にめっき電流が集中してめっき厚さが局所的に大きくなっても貫通孔３の表面側の端部が先に閉塞してボイドを生じることがない。このため、貫通孔３の内径の裏面側での減少率を比較的小さくして表面側の開口径を比較的小さくすることで、効率よくめっき金属を充填可能とし、貫通孔３にめっき金属を充填して形成されるスルーホール６の表面側に形成される凹部を小さくすることができる。従って、当該プリント配線板は、金属めっき層２の表面に例えばカバーレイ等のさらなる層を積層する場合に、スルーホール６の表面側の凹部内に空気が取り残されて悪影響を及ぼすことがない。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　当該プリント配線板は、金属めっき層を被覆するソルダーレジスト、カバーレイ等のさらなる機能層、多層配線板とするためのさらなる絶縁材及び金属めっき層などを備えていてもよい。
　当該プリント配線板は、図１に示すように貫通孔の内面の中心軸に対する傾斜角度が不連続に変化するものに限られず、図３に示すように貫通孔の内面の中心軸に対する傾斜角度が表面側から裏面側に向かって連続的に漸減するものであってもよい。
　また、当該プリント配線板において、図４に示すように、貫通孔の内面の中心軸に対する傾斜角度が表面側から裏面側に向かって一旦増大してから減少してもよい。なお、図４では貫通孔の内面の中心軸に対する傾斜角度が連続的に変化しているが、１又は２以上の角を形成するよう貫通孔の内面の中心軸に対する傾斜角度が不連続に変化してもよい。
　当該プリント配線板は、無電解めっき層の全面に電解めっき層を形成、つまり絶縁材の両面全体にめっき金属層を積層してから、レジストパターンを積層してエッチングによりめっき金属層を選択除去することによって、めっき金属層を所望の導電パターンを構成するようパターニングしたものであってもよい。
　当該プリント配線板において、無電解めっき層を省略し、例えば蒸着、スパッタリング、導電性粒子を含むインクの塗布及び焼成等によって絶縁材の両面及び貫通孔の内周面に薄い下地導体層を形成して、この下地導体層を被着体として電解めっきにより金属めっき層を形成してもよい。
　当該プリント配線板は、レーザー以外の手段を用いて絶縁材に貫通孔を形成して製造されてもよい。
１　絶縁材
２　金属めっき層
３　貫通孔
４　第１金属層
５　第２金属層
６　スルーホール
７　無電解めっき層
８　電解めっき層

Claims (6)

  1. 　貫通孔を有する板状又はシート状の絶縁材と、
    　上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面に積層される金属めっき層と
    　を備えるプリント配線板であって、
    　上記貫通孔の内径が上記絶縁材の表面から裏面に向かって単調減少し、
    　上記貫通孔の絶縁材の厚さ方向中央での内径が表面側の開口径と裏面側の開口径との平均よりも小さいプリント配線板。
  2. 　上記貫通孔は特定領域を含み、
    　上記特定領域には表面側端部と裏面側端部とがあり、
    　上記表面側端部は、絶縁材の表面から厚さ方向の距離が、上記絶縁材の平均厚さの０．１倍以上０．５倍以下の位置であり、
    　上記裏面側端部は裏面側開口部の位置であり、
    　上記特定領域の内径の減少率が一定である請求項１に記載のプリント配線板。
  3. 　上記特定領域の表面側端部から上記絶縁材の表面までの貫通孔の内壁と、
    　上記貫通孔の厚さ方向の中心軸とが形成する平均傾斜角度が４０°以上７０°以下である請求項２に記載のプリント配線板。
  4. 　上記貫通孔の表面側の開口径が、上記絶縁材の両面に積層される上記金属めっき層の平均厚さの２．０倍以上３．０倍以下であり、
    　上記貫通孔の裏面側の開口径が表面側の開口径の０．２０倍以上０．４０倍以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のプリント配線板。
  5. 　上記絶縁材の平均厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であり、
    　上記絶縁材の両面に積層される上記金属めっき層の平均厚さが３μｍ以上５０μｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
  6. 　板状又はシート状の絶縁材にレーザーによって貫通孔を形成する工程と、
    　上記貫通孔の表面側の開口径を拡大するよう、レーザーによって貫通孔の表面側の端部を全周にわたって切り欠く工程と、
    　上記絶縁材の両面及び上記貫通孔の内周面にめっきにより金属を積層する工程と
    　を備えるプリント配線板の製造方法。
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