(57)【要約】【課題】  層間接続用のビアの位置合わせ精度を向上させることができる多層プリント配線板の製造方法の提供。【解決手段】  表裏に導体回路を備えた絶縁基材をコア基板として、該コア基板の上下に層間絶縁樹脂層と導体層を交互に積層する多層プリント配線板の製造方法であって、内層のコア部にザグリ加工により凸部構造体のアライメント用マークを形成する工程と、当該アライメント用マークを基準に層間接続ビアを形成する工程とを有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏に導体回路を備えた絶縁基材をコア基板として、該コア基板の上下に層間絶縁樹脂層と導体層を交互に積層する多層プリント配線板の製造方法であって、内層のコア部にザグリ加工により凸部構造体のアライメント用マークを形成する工程と、当該アライメント用マークを基準に層間接続用ビアを形成する工程とを有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項２】
アライメント用マークの頂部がコア基板の表面銅箔に形成され、かつ当該頂部露出面が銅箔のシャイニー面となっていると共に、アライメント用マークの底部がコア基板の裏面銅箔によって形成され、かつ当該底部露出面が銅箔のマット面となっていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
ザグリ加工をレーザ照射により行なうことを特徴とする請求項１又は２記載の多層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、層間接続用ビアの位置合わせ精度に優れた多層プリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線板の小型化や高密度化が求められる中で、それに伴う層間接続箇所などの電気的な重要箇所における位置合わせ精度が要求されるようになってきている。これら位置合わせ精度のプリント配線板における技術的な箇所としては、位置合わせ基準となるアライメント用のマーク類が重要な役割を示す。ここで、従来の技術におけるアライメント用マークを使用した層間接続箇所における位置合わせ方法について図３を用いて説明する。
【０００３】
図３（ａ）は、プリント配線板の内層となる銅箔付き両面コア基材１の銅箔に、アライメント用マーク３及びＢＶＨ（ブラインドビアホール）用の受けランド６を始めとする回路形成を行ない、次いでビルドアップ部となる絶縁基材２と表層銅箔８を積み重ねて得られたビルドアップ構造の多層プリント配線板を模式的に示したものである。
【０００４】
従来の技術における層間接続用ビアの位置合わせ方法としては、始めに、図３（ａ）内のアライメント用マーク３をＸ線などを使用して読み取り、図３（ｂ）の貫通スルーホール１０を形成する。次いで、貫通スルーホール１０を基準に回路形成を行ない、図３（ｃ）のプリント配線板の表層銅箔８にアライメント用マーク１１及び層間接続用ビアを作成するウインドウ部１２を形成する。次いで、当該表層のアライメント用マーク１１を基準として、レーザ加工の位置合わせを行ない、図３（ｄ）に示されるように層間接続用ビア７を形成する（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
斯かる従来の技術では、プリント配線板の層間接続用ビア７を形成する際に、次のような要因により位置合わせ精度が低下する。１点目は、Ｘ線などを使用してプリント配線板の内層のアライメント用マーク３（図３（ａ）参照）を読み取る際には透過方法にて確認するために、コントラスト精度が低下し、具体的には約３０μｍ程度の読み取りズレ不具合を生じることがある。
【０００６】
２点目は、前記内層のアライメント用マーク３を基準に回路形成用の基準穴となる貫通スルーホール１０（図３（ｂ）参照）を形成する際に、約５０μｍ程度の穴あけズレ不具合を生じることがある。これは、工業的な量産を背景とした場合に、プリント配線板を複数枚重ね、一度にドリル穴あけ加工を行なうことがあるが、その際にドリルの入射角度が傾くと複数枚重ねたプリント配線板に対して、斜めにドリルが入り、特に最下部に重ねられたプリント配線板は影響を受け易く、大きな穴あけズレ不具合を生じる。
【０００７】
３点目は、前記表層のアライメント用マーク１１を回路形成する際に、約２５μｍ程度の回路形成ズレ不具合を生じることがある。これは、回路形成工程で生じる露光機の機械的な合わせ精度や回路形成用フィルムの伸縮などの問題により生じるためである。
【０００８】
そのため、従来の方法による層間接続用ビア７の形成では位置ズレ不具合の要素が多く、Ｘ線を使用した内層のアライメント用マークの読み取りの際に３０μｍ、貫通スルーホール１０を形成する際に５０μｍ、表層のアライメント用マーク１１を回路形成する際に２５μｍのズレが生じ、ズレ量の合計としては１００μｍ以上となることがある。
【０００９】
従って、従来の方法では、プリント配線板に関する小型化や高密度化の需要に対応し得ないと云う問題があり、特に、合わせに関して高い目標値の仕様が要求される場合には、目的とするプリント配線板を得ることができないのが実状であった。
【特許文献１】特開平１０−２４７７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上のような従来の問題と実状に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、プリント配線板に関する小型化や高密度化の要求に対応し得る、特に、合わせに関して高い目標値の仕様が要求されるプリント配線板の仕様において、層間接続用ビアの位置合わせ精度を向上させることができるプリント配線板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は上記課題を解決するために種々研究を重ねた。その結果、プリント配線板の内層のコア部内にアライメント用マークを設ければ、位置合わせ精度を向上させることができ、また、マット面とシャイニー面との銅箔の色の違いを活用すれば、アライメント用マークのコントラスト機能を向上させることができることを見出して本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、表裏に導体回路を備えた絶縁基材をコア基板として、該コア基板の上下に層間絶縁樹脂層と導体層を交互に積層する多層プリント配線板の製造方法であって、内層のコア部にザグリ加工により凸部構造体のアライメント用マークを形成する工程と、当該アライメント用マークを基準に層間接続用ビアを形成する工程とを有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プリント配線板の内層コア部内に識別し易いアライメント用マークが設けられているので、該アライメント用マークを基準とすることにより、ビルドアップ基板などに使用する層間接続用ビアの合わせ精度が向上する結果、位置合わせ精度に優れた多層プリント配線板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図１及び図２を使用して説明する。
【００１５】
本発明の多層プリント配線板の製造例を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、プリント配線板の内層となる銅箔付き両面コア基材１の内層銅箔４、５に、アライメント用マーク３の頂部及びＢＶＨ用のレーザ受けランド６を始めとする回路形成を行ない、次いでビルドアップ部となる絶縁基材２と表層銅箔８を積み重ねて得られたビルドアップ構造の多層プリント配線板を模式的に示している。
【００１６】
前記回路形成の際、アライメント用マーク３の頂部の周辺の内層銅箔４はアライメント用マーク３の頂部を取り囲むように配置形成される。また、アライメント用マーク３の頂部とは反対側の両面コア基材１面に、アライメント用マーク３の底部となる内層銅箔５が配置形成される。
【００１７】
次に、アライメント用マーク３の頂部の直上部より、カッパーダイレクト加工方法を使用して、表層銅箔８を貫通するレーザを照射し、アライメント用マーク３の頂部は残存するように、アライメント用マーク３の近傍の絶縁層を除去して図１（ｂ）に示したような凸部構造体よりなるアライメント用マーク３をプリント配線板の内層コア部内に形成する。ここでのレーザ照射には、例えばレーザ機として三菱電機株式会社製「ＭＬ６０５ＧＴＸ（発振器：５１００Ｕ−Ｓ１）」が好適に使用される。また、このレーザ照射の際、レーザ光の絞り用のマスクを使用し、銅箔を突き破る１stショット目および絶縁層部を燃焼させる２ndショット目のレーザエネルギーを調整して行なうのが好ましい。
【００１８】
このレーザ加工での条件としては、例えば前記１stショット目に、周波数１００Hz、パルス幅１２μｍ、ショット数１、マスク３．０mm、エネルギー２０．４mj、サイクル式パルスモードが好適に使用される。また、前記２ndショット目には、周波数１００Hz、パルス幅５μｍ、ショット数５、マスク３．０mm、エネルギー５．９mj、サイクル式パルスモードを好適に使用される。また、ザグリ加工プログラムについては、例えば、ビアピッチ９０μｍとし、狙いとするピア径は１００μｍとするのが好ましい。
【００１９】
このようにして得られたプリント配線板の内層コア部内に設けたアライメント用マーク３を基準として、レーザ加工の位置合わせを行ない、図１（ｃ）に示したようにプリント配線板の層間接続用ビア７をレーザ照射により形成する。
【００２０】
前記従来技術ではプリント配線板の表層部のアライメント用マーク１１を使用するのに対して、本発明によれば、内層のコア部のアライメント用マーク３を使用し得る。従って、これにより、レーザ受けランド６に対してズレ量の少ない層間接続用ビア７を形成することが可能になる。
【００２１】
従来技術と本発明技術を比較した場合、まず、図３に示される従来の工法では前記ズレを発生させる要因が大別して３箇所存在する。すなわち、ズレ要因の１点目は、図３（ａ）におけるＸ線などを使用した内層マークの読み取りの際に生じるズレ量、２点目は、図３（ｂ）における貫通スルーホール１０を形成する際に生じるズレ量、３点目は、図３（ｃ）におけるアライメント用マーク１１を回路形成する際の合わせに関するズレ量である。
【００２２】
本発明者は、上記従来技術におけるズレ量を具体的な数値を用いて算出したところ、１点目のＸ線を使用した内層マークの読み取りの際に生じるズレ量が３０μｍ、２点目の貫通スルーホール１０を形成する際に生じるズレ量が５０μｍ、３点目のアライメント用マーク１１を回路形成する際の合わせに関するズレ量が２５μｍであった。すなわち、従来技術の層間接続用ビアの形成方法では、ズレ量は前記の合計となるために、計１００μｍ以上のズレ量を発生させることになる。
【００２３】
一方、本発明の場合には内層のコア部のアライメント用マーク３を使用し、加えて従来の技術でのＸ線を使用した内層マークの読み取りや貫通スルーホール１０の形成が製造工程として不要となるため、レーザ受けランド６に対してズレ量の少ない層間接続用ビア７を形成し得、具体的には２０μｍ以下のズレ量で層間接続用ビアを形成することが可能になる。
【００２４】
プリント配線板の小型化や高密度化を背景とし、位置合わせ精度を向上させることを目的として、本発明では更にアライメント用マークの読み取りをする際のコントラスト機能を向上せしめている。その内容について図２を用いて説明する。
【００２５】
本発明におけるアライメント用マーク３はザグリ加工により形成される。すなわち、図２（ａ）に示すように、アライメント用マーク３の頂部が形成された両面コア基材１の上に、ビルドアップ層を１回積み重ねた構造体に対して、表層銅箔８の上方よりレーザ９照射によるカッパーダイレクト加工にてザグリ構造の穴あけを行なって、図２（ｂ）に示すような凸部構造体よりなるアライメント用マーク３を形成している。
【００２６】
而して、本発明におけるアライメント用マーク３は図２（ｂ）に示すような凸部構造体となっているが、特にアライメント用マーク３の頂部露出面を両面コア基材１の銅箔のシャイニー面とすると共に、その底部露出面を両面コア基材１の銅箔のマット面とするのが、色の違いによりコントラスト機能が向上し、より識別し易くなり、望ましい。
【００２７】
銅箔におけるマット面とシャイニー面との違いは、銅箔の用途に応じた表裏での凹凸粗化形状の違いであり、マット面とはプリント配線板の銅箔と絶縁材料との接着能力を向上させるために、表面に細かい凹凸粗化を形成した面であり、一方、シャイニー面とは電解銅箔表面の比較的平滑な面である。また、色別ではマット面が凹凸粗化形状を有しているため茶褐色もしくは暗い色である。一方、シャイニー面は電解銅箔表面で平滑な面であるため銅箔色もしくは明るい色である。
【００２８】
従って、本発明で使用している両面コア基材１では、内層銅箔５が絶縁材料と接する面がマット面（図２内５の上面粗化部）であり、同両面コア基板１の内層銅箔４の表面部がシャイニー面（図２内４の上面粗化部）である。因に、本発明では、アライメント用マーク３を内層コア部内に設けているので、凸部構造体となるアライメント用マーク３の底部と頂部とで異なった種類の銅箔を使用することが可能である。
【００２９】
このように、本発明によればコントラスト機能が向上せしめられているので、更に優れた層間接続用ビア７の位置合わせ精度が得られる結果、位置合わせが２０μｍ以下のズレ量で層間接続用ビア７を形成することができる。
【実施例】
【００３０】
以下本発明を実施例を挙げて更に説明する。
【００３１】
両面コア基材１として、松下電工社製の両面銅張積層板「Ｒ−１７０５ＳＸ（板厚０．６mm、銅箔厚みが１２μｍ）」を使用し、サブトラクティブ工法における回路形成方法にて、ドライフィルムをラミネートした後に、露光（条件：６５mj／cm2）、現像（条件：１wt％炭酸ナトリウム水溶液、３０℃）を行ない、塩化第二鉄液（条件：５０℃）によりエッチングを行ない、ドライフィルムレジストを剥離（条件：３．０wt％水酸化ナトリウム水溶液）し、内層銅箔４にφ０．５mm〜１．０mm程度のアライメント用マーク３の頂部、ＢＶＨ用のレーザ受けランド６を始めとする回路形成並びにアライメント用マーク３の頂部の反対位置における内層銅箔５にランドを始めとする回路形成加工を行ない内層コア基板を得た。
【００３２】
得られた内層コア基板１に、積層前処理として表面黒化処理を行ない、ビルドアップ部となる絶縁基材２として松下電工社製のプリプレグ「Ｒ−１６６１ＨＤ（厚み０．０６mm）」と表層銅箔８として三井金属社製のスタンダード銅箔（厚み１２μｍ）（或いは日鉱マテリアルズ社製のＬＤ箔（厚み１２μｍ以下））を使用し、積層プレス（条件：昇温速度３．４℃／min、温度条件１８５℃、６８分保持、圧力３５kfg／cm2）し、図１（ａ）に示される多層プリント配線板を得た。
【００３３】
次いで、アライメント用マーク３の頂部の直上部より、カッパーダイレクト加工方法を使用して、表層銅箔８を貫通するレーザを照射した。この際に、アライメント用マーク３の頂部を残存せしめ、アライメント用マーク３の近傍の絶縁層はレーザの照射にて除去して、図１（ｂ）に示したように凸部構造体よりなるアライメント用マーク３をプリント配線板の内層コア部内に形成した。
【００３４】
ここでのレーザ照射には、レーザ機に三菱電機株式会社製「ＭＬ６０５ＧＴＸ（発振器：ａ５１００Ｕ−Ｓ１）」を使用し、また、レーザ光の絞り用のマスクを使用し、銅箔を突き破る１stショット目および絶縁層部を燃焼させる２ndショット目のレーザエネルギーを調整した。
【００３５】
このレーザ加工での条件としては、前記１stショット目に、周波数１００Hz、パルス幅１２μｍ、ショット数１、マスク３．０mm、エネルギー２０．４mj、サイクル式パルスモードを使用した。また、前記２ndショット目には、周波数１００Hz、パルス幅５μｍ、ショット数５、マスク３．０mm、エネルギー５．９mj、サイクル式パルスモードを使用した。また、ザクリ加工プログラムについては、ビアピッチ９０μｍとし、狙いとするビア径は１００μｍとした。
【００３６】
このようにして得られた、プリント配線板の内層コア部内に設けたアライメント用マーク３を使用して、図１（ｃ）に示したようにプリント配線板の層間接続用ビア７をレーザ照射（条件前項記載と同様）により形成し、多層プリント配線板を得た。
【００３７】
得られた多層プリント配線板は、位置合わせ精度が２０μｍ以下のズレ量で層間接続用ビア７が形成されていた。
【００３８】
本発明によって得られた多層プリント配線板は、図４の模式図に示すように、ＢＶＨ用のレーザ受けランド６の中心部に対して層間接続用ビア７が形成される。それに伴い、ビルドアップ部を数回積み重ねた構造においても図４（ｂ）に示すように層間接続のスタックドビア（ＢＶＨの直上にＢＶＨが設置される構造）１３が直列状態に配置され良好である。しかしながら、従来の方法によって得られた多層プリント配線板は、図４（ｃ）に示すように層間接続のスタックドビア１３が徐々に傾き、層間接続用ビア間のショートなどを引き起こし、プリント配線板の電気的な不具合を生じ易い。
【００３９】
これまで背景技術で記載したように、従来の方法による層間接続用ビア７の形成では位置ズレ不具合の要素が多く、Ｘ線を使用した内層マークの読み取りの際に３０μｍ、貫通スルーホール１０を形成する際に５０μｍ、アライメント用マーク１１を回路形成する際に２５μｍのズレが生じ、ズレ量の合計とした場合では１００μｍ以上を発生させる。
【００４０】
一方、本発明では層間接続用ビア７の位置合わせ精度に優れているため、位置合わせが２０μｍ以下のズレ量で層間接続用ビア７を形成することができる。
【００４１】
すなわち、図４（ａ）におけるＢＶＨ受けランド６の直径をＬ１とし、層間接続用ビア７の開口径をＬ２とした場合、従来の方法による層間接続用ビア７の形成では、Ｌ１及びＬ２の中心が１００μｍずれることとなり、その設計上で得られるプリント配線板の仕様では、従来技術と本発明で大きな差が生じる。
【００４２】
試験例
従来技術におけるアライメント用マークと本発明におけるアライメント用マークを基準としてそれぞれ層間接続用ビアを作成した。その際に、Ｌ１（ＢＶＨ受けランド６の直径）をφ１２０μｍからφ２２０μｍの６機種のサイズを作成し、加えて、Ｌ２（ＢＶＨ構造７のレーザ開口部）をφ５０μｍ及びφ１００μｍとした穴あけを行ない、位置合わせ精度についての確認試験を行った。また、評価方法としては、図４（ｂ）のように層間接続のスタックドビアが形成できる仕様を○として、図４（ｃ）のように層間接続のスタックドビア１３が徐々に傾き、層間接続用ビア間のショートなどを引き起こす仕様については×として記載した。その結果は、表１及び表２のとおりであった。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
【表２】
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【００４５】
上記表１及び表２から、従来の技術では、Ｌ１（ＢＶＨ受けランド６の直径）が小さくなった場合に良好なプリント配線板を得ることは難しいのに対し、本発明方法ではＬ１（ＶＢＨ受けランド６の直径）が小さくなった場合にも良好なプリント配線板を得られることが確認された。
【００４６】
従って、例えば、〔Ｌ１（ランド径）＝φ１８０μｍ、Ｌ２（ビア径）＝φ１００μｍ〕の仕様及び〔Ｌ１（ランド径）＝φ１２０μｍ、Ｌ２（ビア径）＝φ５０μｍ〕の仕様は、従来の技術で作成することは不可能であったが、本発明によれば、当該仕様でも作成が可能である。これは、プリント配線板の小型化や高密度化に頗る有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明方法による多層プリント配線板の製造工程を示す概略断面説明図。
【図２】本発明方法におけるアライメント用マークの形成工程を示す概略断面説明図。
【図３】従来方法による多層プリント配線板の製造工程を示す概略断面説明図。
【図４】層間接続用ビアの状態を示す概略断面説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１：銅箔付き両面コア基材
２：絶縁基材
３：アライメント用マーク
４：内層銅箔（レーザ光が入る側）
５：内層銅箔（レーザ光を受ける側）
６：レーザ受けランド
７：層間接続用ビア
８：表層銅箔
９：レーザ
１０：貫通スルーホール
１１：アライメント用マーク
１２：ウインドウ部
１３：スタックドビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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