(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品素子や半導体素子等を搭載したプリント配線板のなかで、モジュール基板や、チップ電子部品用のベース基板などの基板に関し、製造時また実装時の、端面電極の接続強度を改善するプリント配線板およびプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】銅箔１層と銅板２層との間に設けた絶縁層３と、回路パターンに加工した前記銅箔１と、回路パターンに加工した前記銅板２と、前記絶縁層３に設けた貫通穴を通して前記銅箔１と前記銅板２とを電気的に導通した層間導通部４と、を備えているプリント配線板およびプリント配線板の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
この絶縁層の片面に設けた回路パターンに加工した銅箔と、
前記絶縁層のもう片面に設けた回路パターンに加工した銅板と、
前記絶縁層を貫通した穴を通して前記銅箔と前記銅板とを電気的に導通した層間導通部と、
を備えているプリント配線板。
【請求項２】
請求項１において、回路パターンに加工した前記銅板のところで分割されるプリント配線板。
【請求項３】
銅箔と銅板とを絶縁層を介して積層する工程と、
前記銅箔と前記絶縁層とを貫通し前記銅板に到る穴を設け、この穴にフィルドめっきする工程と、
前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、
を含むプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
銅箔と銅板とを絶縁層を介して積層し積層体を形成する工程と、
この積層体を貫通した穴を設ける工程と、
この穴にコンフォーマルビアを設ける工程と、  
このコンフォーマルビアを設けた前記穴を樹脂で穴埋めする工程と、  
前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、
を含むプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
銅板を加工して回路パターンを形成する工程と、
銅箔と前記銅板とを絶縁層を介して積層する工程と、  
前記銅箔と前記絶縁層とを貫通し前記銅板に到る穴を設け、この穴にフィルドめっきする工程と、
前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、
を含むプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板およびその製造方法に関するものである。特に、電子部品素子や半導体素子等を搭載したプリント配線板のなかで、一旦、プリント配線板に電子部品素子や半導体素子等の素子を高密度に搭載後、それをマザーボード上に搭載するモジュール基板や、電子部品素子や半導体素子等の素子を搭載したチップ電子部品用のベース基板などの基板に関し、またその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モジュール基板や、チップ電子部品用のベース基板は、２枚の銅箔を絶縁材で貼り合わせた両面銅張積層板を使用し、層間の接続にはめっき膜によるスルーホールを、また、外部との接続には下面電極のほかスルーホールを裁断した端面電極を設けるのが一般的である。
また、特に上記素子を樹脂被覆する場合で端面電極を有するプリント配線板を製造するには、被覆樹脂がスルーホールの穴から流れ出ないよう、穴の入り口をテンティングしたり、または、例えば特許文献１のように、スルーホールの穴に樹脂充填したりしていた。
【特許文献１】特開２００２−５０７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、端面電極を形成するのにスルーホールを裁断する場合、裁断刃によりスルーホールのめっき膜が破損したり、またはめっき強度が弱い場合、リフロー中にプリント配線板から端面電極が剥離したりする問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記の問題を抜本的に解決するものであり、製造時また実装時の、端面電極の接続強度を改善するプリント配線板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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、絶縁層と、この絶縁層の片面に設けた回路パターンに加工した銅箔と、前記絶縁層のもう片面に設けた回路パターンに加工した銅板と、前記絶縁層を貫通した穴を通して前記銅箔と前記銅板とを電気的に導通した層間導通部と、を備えているプリント配線板を提供するものである。
また、回路パターンに加工した前記銅板のところで分割されるプリント配線板を提供するものである。
また、銅箔と銅板とを絶縁層を介して積層する工程と、前記銅箔と前記絶縁層とを貫通し前記銅板に到る穴を設け、この穴にフィルドめっきする工程と、前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、を含むプリント配線板の製造方法を提供するものである。
また、銅箔と銅板とを絶縁層を介して積層し積層体を形成する工程と、この積層体を貫通した穴を設ける工程と、この穴にコンフォーマルビアを設ける工程と、このコンフォーマルビアを設けた前記穴を樹脂で穴埋めする工程と、前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、を含むプリント配線板の製造方法を提供するものである。
また、銅板を加工して回路パターンを形成する工程と、銅箔と前記銅板とを絶縁層を介して積層する工程と、前記銅箔と前記絶縁層とを貫通し前記銅板に到る穴を設け、この穴にフィルドめっきする工程と、前記銅箔と前記銅板とをエッチングしてそれぞれ回路パターンを形成する工程と、を含むプリント配線板の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプリント配線板は、製造時また実装時の、端面電極の接続強度を改善したプリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に述べる銅箔は、厚さが１μｍから２０μｍ程度の銅シートからなり、容易に変形可能なものである。一般にプリント配線板の回路パターン用に使用する銅箔からなる。厚さが１μｍより薄いと取扱が困難になりやすく、厚さが２０μｍより厚いとプリント配線板全体の厚さが増加するほか、高速回路には不向きになりやすい。また、レーザーによる直接穿孔はより困難になる。
また、銅箔は、アルミニウム、真鍮、ニッケル、鉄等の単独、合金又は複合箔からなる金属箔に置き換えることもできる。また、表面にニッケル、アルミニウム、銀、金などのめっき、蒸着層を設ける場合もある。また、下地との密着に問題がないかぎり、銅箔は、それ自体めっき膜または蒸着膜でもよい。
【０００８】
本発明に述べる銅板は、厚さが５０μｍから５００μｍ程度、好ましくは７０μｍから２００μｍ程度の銅シートからなり、たわみ変形強度が大きいものが好ましい。厚さが５０μｍより薄いとプリント配線板のたわみ強度が減少し、また銅板の断面高さが減少することからプリント配線板の端面電極としてのフィレット機能が低下しやすい。また、プリント配線板の放熱特性も減少しやすい。厚さが５００μｍより厚いとプリント配線板全体の厚さや重量が増加するほか、電極形成のためのエッチング加工が困難になりやすい。
また、銅板は、アルミニウム、真鍮、ニッケル、鉄等の単独、合金又は複合箔からなる金属板に置き換えることもできる。また、表面にニッケル、アルミニウム、銀、金などのめっき、蒸着層を設ける場合もある。
【０００９】
本発明に述べる絶縁層は、絶縁性のシート状の物質で、プリプレグのような補強基材に樹脂組成物を含浸し加熱等により硬化する樹脂含浸基材や、接着剤が使用できる。特に本発明で使用される銅板の厚さが比較的薄くたわみ変形しやすい場合、絶縁層の補強基材を強化し絶縁層のたわみ強度を増す必要がある。
上記の樹脂組成物としては、通常、耐熱性、耐薬品性の良好な熱硬化性樹脂がベースとして用いられ、フェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、フッ素樹脂等の樹脂の１種類または２種類以上を混合して用い、必要に応じてタルク、クレー、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の無機質粉末充填剤、ガラス繊維、アスベスト繊維、パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填剤を添加したものである。また、樹脂組成物には、誘電特性、耐衝撃性、フィルム加工性などを考慮して、熱可塑性樹脂がブレンドされてあっても良い。さらに必要に応じて有機溶媒、難燃剤、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性粒子、着色剤、紫外線不透過剤、酸化防止剤、還元剤などの各種添加剤や充填剤を加えて調合する。
上記の補強基材としては、ガラス、アスベスト等の無機質繊維、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、フッ素樹脂等の有機質繊維、木綿等の天然繊維の織布、不織布、紙、マット等を用いるものである。
接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂主体の接着剤、接着フィルム、または接着シートが使用できる。本発明で使用される銅板が厚く変形に対して強度がある場合、硬化後も、可撓性があり合わせて強靱性を有しているものでもよい。接着フィルムと接着シートとの区別は、薄い方が接着フィルム、厚い方が接着シートであるが、その境界も含め同様なものである。樹脂分以外には必要に応じて絶縁性の無機質粉末充填剤や繊維質充填剤を添加してもよい。充填剤を添加したほうが寸法精度にとって好ましく、絶縁性も良好に保たれる。
厚さは、接着剤の場合、５μｍから２０μｍ程度のもの、接着フィルムの場合、１０μｍから５０μｍ程度のもの、接着シートの場合、３０μｍから５００μｍ程度のものが特に限定なく使用できる。
【００１０】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明のプリント配線板の概略断面図を示している。
本発明のプリント配線板は、銅箔１と銅板２との間に絶縁層３を設けた積層体の構造をとり、銅箔１は、加工して回路パターンを形成していて、また、銅板２も、加工して回路パターンを形成している。
別の言い方をすると、絶縁層３の片面に設けた回路パターンに加工した銅箔１と、前記絶縁層３のもう片面に設けた回路パターンに加工した銅板２との積層体の構造をとっている。
そして、絶縁層３を貫通した穴を通して前記銅箔と前記銅板とを電気的に導通した層間導通部４を備えている。
層間導通部４の構造は、めっきまたは導電性ペーストで充填するか、または穴壁面にめっきを設けた後残り中心部を導電性または絶縁性樹脂で充填する方法がとられる。層間導通部４入口または出口部分に銅箔または銅板がない場合で導電性ペーストや絶縁性樹脂で充填する場合は、出入口と同じ高さに研磨し、プリント配線板の表面にめっき層（蓋めっき）を設けることにより、その後の配線加工および素子の実装がしやすくなる。また、層間導通部４をフィルドめっきにより形成する場合にはできるだけ層間導通部４上面に凹みが生じないめっき条件を選ぶか、表面研磨して平面性を持たせるとその後の素子の実装、または特にワイヤーボンディング接続がしやすくなる。
本発明のプリント配線板は、電子部品素子や半導体素子等を搭載した後、また必要に応じて素子を樹脂被覆した後、切り分けて使用される。切り分けを銅板２の所で行うと、その部分をプリント配線板の端面電極として使用することができる。
【００１２】
図２は、本発明のプリント配線板を切り分けする例を示している。図２（ａ）は、切断前、図２（ｂ）は、切断後を示している。
図２（ａ）には、本発明のプリント配線板の銅箔１上に、半導体素子５と半導体素子５から伸びる配線ワイヤ９が接続されていて、半導体素子５と配線ワイヤ９とは封止樹脂７により封止されていることを示している。また、銅箔１は、絶縁層３を貫通する層間導通部４を通して絶縁層３の裏面の銅板２と電気的に導通している。
図２（ｂ）には、ダイシングカッタ８等により、個々の半導体素子付きプリント配線板が、銅板２のところで切り分けされていることを示している。切り分けされた個々の半導体素子付きプリント配線板の銅板２は厚さが厚いために底面だけではなく切断面を含む端面で端面電極の機能を有している。
【００１３】
図３は、本発明のプリント配線板の製造方法の一例を示している。図３（ａ）は、積層前、図３（ｂ）は、貫通した穴１０を設けた後、図３（ｃ）は、その穴１０に層間導通部４を設けた後、図３（ｄ）は、銅箔１と銅板２とを回路パターン加工した後の状態を示している。
【００１４】
図３（ａ）には、プリプレグまたは接着剤の絶縁層３を介して銅箔１と銅板２とを重ねた状態を示している。この状態で積層される。銅板２に、接着剤を塗布した片面銅張積板を積層することもできる。
図３（ｂ）には、次にエッチングにより銅箔１に窓を開け、レーザー加工により絶縁層を貫通した穴１０を設けるコンフォーマル加工を行った状態を示している。また、銅箔１より銅板２の放熱は良好なのでレーザー加工されにくいため、銅箔１の種類とレーザー加工の条件によっては、直接レーザーにより銅箔１とそれに続く絶縁層３を貫通し銅板２に到る穴１０を設けることもできる。レーザーとしては、ＣＯ２やＣＯ、エキシマ等の気体レーザーやＹＡＧ等の固体レーザーがある。ＣＯ２レーザーが容易に大出力を得られる事からφ５０μｍ以上のＩＶＨの加工に適している。φ５０μｍ以下の微細なＩＶＨを加工する場合は、より短波長で集光性のよいＹＡＧレーザーが適している。
図３（ｃ）には、次にデスミア処理後、基板をフィルドめっき１１し、穴１０にめっきを充填し、層間導通部４を設け、銅箔１と銅板２を導通した状態を示している。
図３（ｄ）には、次にエッチング等により銅箔１部分の金属と銅板２部分の金属とを回路パターン加工した後の状態を示している。
この後、必要に応じて絶縁レジストや、銅箔１と銅板２に貴金属めっき等を設け、プリント配線板が完成する。
【００１５】
この方法は、以下の方法に比べて工数が低減した方法である。
【００１６】
図４は、本発明のプリント配線板の製造方法の別例を示している。図４（ａ）は、積層前、図４（ｂ）は、貫通穴１２に層間導通部４を設けた後、図４（ｃ）は、その貫通穴１２を埋めて、図４（ｄ）は、銅箔１と銅板２とを回路パターン加工した後の状態を示している。
【００１７】
図４（ａ）には、図３（ａ）と同様に、プリプレグや接着剤の絶縁層３を介して銅箔１と銅板２とを重ねた状態を示している。この状態で積層される。銅板２に、接着剤を塗布した片面銅張積板を積層することもできる。
図４（ｂ）には、次にドリル等により貫通穴１２を設けた後、スルーホールめっき１３を行った状態を示している。スルーホールめっき１３により、この貫通穴１２に層間導通部４を設けることができる。
図４（ｃ）には、次にこの貫通穴１２にエポキシ樹脂等の穴埋め樹脂１４を充填し、基板表面が平らになるように絶縁樹脂表面を研磨後、基板両面に蓋めっき１５を設けた状態を示している。穴埋め樹脂１４は樹脂単独のものでも、樹脂に導電粒子を混合したものでも、また樹脂に無電解めっき用のパラジウム活性粒子等を混合したものでもよい。
図４（ｄ）には、次にエッチング等により銅箔１部分の金属と銅板２部分の金属とを回路パターン加工した後の状態を示している。
この後、必要に応じて絶縁レジストや、銅箔１と銅板２に貴金属めっき等を設け、プリント配線板が完成する。
【００１８】
この方法は、層間導通部４の上面表面が、フラットになりやすく、素子の搭載やワイヤボンディングの接続が容易になりやすい。
【００１９】
図５は、本発明のプリント配線板の製造方法のもう一つの別例を示している。図５（ａ）は、銅板２を回路パターン加工した後を、図５（ｂ）は、穴１０を設けた後を、図５（ｃ）は、層間導通部４を設けた後、図５（ｄ）は、銅箔１と銅板２とを回路パターン加工した後の状態を示している。
【００２０】
図５（ａ）には、プリプレグまたは接着剤の絶縁層３を介して、銅箔１と、打ち抜きまたはエッチング等により回路パターン加工した銅板２とを重ねた状態を示している。この状態で積層される。また、銅板２に、接着剤を塗布した片面銅張積板を積層することもできる。
図５（ｂ）には、次にエッチングにより銅箔１に窓を開け、レーザー加工により絶縁層３を貫通し銅板２に到る穴１０を設けるコンフォーマル加工を行った状態を示している。また、銅箔１より銅板２の放熱は良好なので、銅板２は銅箔１に比べレーザー加工されにくいため、銅箔１の種類とレーザー加工の条件によっては、直接レーザーにより銅箔１とそれに続く絶縁層３を貫通した穴１０を設けることもできる。
図５（ｃ）には、次に基板をフィルドめっき１１し、穴１０にめっきを充填し、銅箔１と銅板２を導通して層間導通部４を設けた状態を示している。
図５（ｄ）には、次にエッチング等により銅箔１部分の金属と銅板２部分の金属とを回路パターン加工した後の状態を示している。
この後、必要に応じて絶縁レジストや、銅箔１と銅板２に貴金属めっき等を設け、プリント配線板が完成する。
【００２１】
この方法は、厚さの厚い銅板を貫通するような加工を銅板単独で先に行ってから、その他の部材と張り合わされるので、厚さの厚い銅板を使用でき、プリント配線板としてのたわみ強度をこの銅板でもたせることができる。そのため、絶縁層を薄くでき、またフィルドめっきの穴の深さが浅くできるので、フィルドめっきの穴上面表面の凹みを低減することができる。また、積層体になってからのエッチング作業時間が短縮できる。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
先ず、銅箔は、厚さ１８μｍの外層配線用の銅箔（三井金属鉱業株式会社製、商品名：ＭＴ１８Ｓ５ＤＨ）
を使用し、また銅板は、厚さ１０５μｍのものをＣＺ処理（メック株式会社製、商品名：メックエッチボンドＣＺ−８１００）により、表面粗さが３〜５μｍの凹凸を設けたものを使用する。そして粗面化した面どうしを、厚さ７０μｍのプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ）を介して温度１８５℃で張り合わせた。
次に、銅箔にレーザー穴あけ加工用のコンフォーマルマスクを形成した。次に、銅箔を除去し樹脂が露出しているコンフォーマルマスクの部分へ、ＣＯ２レーザー（日立ビアメカニクス株式会社製、レーザー加工条件：周波数１０００Ｈｚ、パルス幅１５μｓｅｃ、サイクル数４回）を照射し、樹脂を燃焼分解して除去することにより、銅箔とそれに続く絶縁層を貫通し銅板に到る直径８０μｍの穴を設けた。
次に、穴内のデスミア処理は、過マンガン酸液で行った。
次に、金属箔上及び穴内部にパラジウムコロイド触媒（日立化成工業株式会社製、商品名：ＨＳ２０１Ｂ）を使用して触媒核を付与後、無電解めっき液（日立化成工業株式会社製、商品名：ＣＵＳＴ２０００）を使用して厚さ２μｍの下地無電解めっき層を形成する。次に、上層面の厚さとしては２０μｍ、穴内がめっきで埋まるように電解フィルドめっき液による電解めっき層を形成した。
次に、５０ｇ／ｌの硫酸及び５０ｇ／ｌの過酸化水素を主成分とするエッチング液を用いてエッチング加工により両面の銅層を配線に加工した。次に表面に仕様にそってレジストを形成し、次に、銅配線上に、膜厚５μｍのニッケルめっき皮膜、膜厚０．２μｍのパラジウムめっき皮膜及び膜厚０．４μｍの金めっき皮膜を順に形成しプリント配線板を作製した。  
【実施例２】
【００２３】
まず、実施例１と同様に、貼り合わせ面を粗面化した厚さ１８μｍの銅箔と厚さ７０μｍの銅板とを、厚さ７０μｍのプリプレグ（日立化成工業株式会社製、商品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ）を介して温度１８５℃で張り合わせた。
次に、ドリルにより直径が１５０μｍの貫通穴を設けた後、実施例１と同様にデスミア処理し、その後スルーホールめっきを行った。スルーホールめっきは電解めっきを２０μｍ形成した。
次に、この貫通穴に穴埋めインク（山栄化学製、商品名：ＩＲ−１０Ｆ）の穴埋めを行った。表面に盛り上がった穴埋めインクは乾燥硬化後バフロール（ジャブロ工業製、＃６００番、＃８００番）を使用し、研磨電流１．２Ａで基板表面上の機械研磨を行った。研磨後、銅蓋めっきを設けた。銅蓋めっきは、厚さが１２μｍになるように電解めっきをした。
後は実施例１と同様に両面銅層を配線に加工と貴金属めっきしプリント配線板を作製した。
【実施例３】
【００２４】
まず、実施例１と同様にして貼り合わせ面を粗面化した厚さ１７５μｍの銅板を、打ち抜き加工により配線パターンの加工をした。この銅板と貼り合わせ面を粗面化した厚さ１８μｍの銅箔とを厚さ５０μｍの接着シート（利昌工業株式会社製、商品名：ＡＤ−７００６）を介して  温度１７０℃で加圧積層した。後は、実施例１と同様にフィルドめっきと両面銅層を配線に加工と貴金属めっきしプリント配線板を作製した。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のプリント配線板の概略断面図を示している。
【図２】本発明のプリント配線板を切り分けする例を示している。
【図３】本発明のプリント配線板の製造方法を示している。
【図４】本発明の別のプリント配線板の製造方法を示している。
【図５】本発明の別のプリント配線板の製造方法を示している。
【符号の説明】
【００２６】
１…銅箔、２…銅板、３…絶縁層、４…層間導通部、５…半導体素子、６…配線ワイヤ、７…封止樹脂、８…ダイシングカッタ、９…配線ワイヤ、１０…穴、１１…フィルドめっき、１２…貫通穴、１３…スルーホールめっき、１４…穴埋め樹脂、１５…蓋めっき。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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