(57)【要約】【課題】信頼性が高く、ビア接続安定性に優れた回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】ラミネート済みプリプレグ３の所定の箇所にレーザー加工法を利用して貫通穴４を形成する。その後前記貫通穴４に導電性ペースト６を充填し、ＰＥＴシート２を剥離した後、温湿度３０℃８０％ＲＨに設定したプリプレグの残留応力除去工程でラミネート時の応力を短時間で除去することで、ＰＥＴシート２剥離後の寸法変化が安定して、位置精度が高く生産性に優れた回路基板を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリプレグの表裏に離型性を有したプラスチックシートを貼り付ける工程と、
プラスチックシートを貼り付けたプリプレグの任意の位置にレーザー光を照射することにより貫通穴を形成する工程と、
前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、
前記プラスチックシートを前記プリプレグより剥離する工程と、
前記プラスチックシートを剥離した前記プリプレグの残留応力除去工程と、
前記プラスチックシートを剥離した導電性ペースト充填済みプリプレグを金属箔で挟持し熱プレスにて加熱加圧する工程と、
金属箔をエッチングしてパターン形成する工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
残留応力除去工程の条件は温度および湿度で構成され、
残留応力除去工程における処理条件は、温度がプリプレグの軟化点温度以下で、かつ任意の湿度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の回路基板の製造方法を用いて導電性ペースト充填済みプリプレグを複数枚数準備する工程と、
金属箔と前記プリプレグもしくは金属箔と前記プリプレグと内層用基板もしくは前記プリプレグを介して、両面または多層の基板どうしとを積層し加熱加圧する工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項４】
金属箔と前記プリプレグもしくは金属箔と前記プリプレグと内層用基板を積層し、加熱加圧する工程の後、前記金属箔に回路パターンを形成する工程を備えることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
内層用基板、両面の回路基板は、導電性ペースト充填済みプリプレグを金属箔で挟持し、熱プレスにて加熱加圧し、前記金属箔をエッチングしてパターン形成され、前記導電性ペーストにより表裏あるいは層間が電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数層の回路パターンを接続してなる回路基板の製造方法と製造の際に用いる回路基板の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても回路基板が強く要望されるようになってきた。特に回路基板の高機能化が進み、より複数層の微細な回路パターンや内層接続手段を用いて接続されており、その接続信頼性は重要となっている。
【０００３】
以下に従来の両面および多層の回路基板の製造方法について説明する。
【０００４】
まず、多層の回路基板のベースとなる両面の回路基板の製造方法を説明する。
【０００５】
図４は従来の両面回路基板の製造方法の工程断面図である。
【０００６】
生産環境は一般に温度２３℃±２℃湿度５５％ＲＨ±１０％ＲＨの温湿度に調整されている。
【０００７】
まず、図４（ａ）に示す５１は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であるプリプレグであり、縦、横、厚みのサイズが５００ｍｍ×５００ｍｍ×０．１ｍｍである。
【０００８】
また、５２は導電性ペースト充填時のマスクフィルムとなる厚さ約１９μｍのプラスチックフィルムであり、片面に熱硬化性樹脂層を有し、その反対面にシリコンなどを塗布した離型層を有した構造のもので、その材質は例えばポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴシートと称する）が用いられる。
【０００９】
次に図４（ｂ）に示すように、ＰＥＴシート５２でプリプレグ５１を狭持し、ラミネートなどの方法で加熱加圧することにより、ＰＥＴシート５２をプリプレグ５１の両面に貼り付けることで、ラミネート済みプリプレグ５３を形成することができ、ロット単位で積み重ね保管している。ＰＥＴシート５２は、後に剥離する工程でプリプレグ５１より容易に剥がすことが出来る。
【００１０】
次に、ロット単位で積み重ね保管していた一番上のラミネート済みプリプレグ５３より順に、図４（ｃ）に示すようにラミネート済みプリプレグ５３の所定の箇所にレーザー加工にて貫通穴５４を形成する。
【００１１】
次に図４（ｄ）に示すように、印刷機（図示せず）を用いて、印刷ステージ７０上に敷き紙７１を敷き、貫通穴５４を有するプリプレグシート５３を設置し、スキージ５５で印刷マスクの役割を果たしているＰＥＴシート５２の表側から貫通穴５４に導電性ペースト５６を充填することにより導通穴５７を形成する。
【００１２】
次に図４（ｅ）に示すように、ラミネート済みプリプレグ５３の両面からＰＥＴシート５２を剥離することで導電性ペースト充填済みプリプレグ５８が形成される。
【００１３】
この剥離する工程により、ＰＥＴシート５２に形成された穴に充填されていた導電性ペーストがＰＥＴシート５２の厚みに相当する分だけ凸状の鋲の形態で残り、これにより、後述する加熱加圧する工程において、圧縮効果をもたらし、導通穴の電気的接続の安定に寄与することになる。
【００１４】
次に図４（ｆ）に示すように、導電性ペースト充填済みプリプレグ５８の両面に銅はく等の金属箔５９を重ね、熱プレスで加熱加圧することにより、金属箔５９がプリプレグ５８と接着し、図４（ｇ）に示す両面の銅張積層板６０が形成される。
【００１５】
両面の金属箔５９は、所定位置に設けた導通穴５７内の導電性ペースト５６により電気的に接続されている。
【００１６】
そして、図４（ｈ）に示すように、両面の金属箔５９を選択的にエッチングして、回路パターン６１が形成されて両面回路基板６２が得られる。
【００１７】
次に、図５を用いて従来の多層回路基板の製造方法を説明する。
【００１８】
図５は、従来の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、４層回路基板を例として示したものである。
【００１９】
まず図５（ａ）に示すように、前述の図４（ａ）〜（ｈ）によって製造された両面回路基板６２と、図４（ａ）〜（ｅ）で製造された貫通穴５４に導電性ペースト５６を充填し、導通穴５７を形成した上積層用の導電性ペースト充填済みプリプレグ５８ａと、下積層用の導電性ペースト充填済みプリプレグ５８ｂが準備される。
【００２０】
次に、図５（ｂ）に示す工程は、積層ステージ（図示せず）上に金属箔５９を乗せ、その上にプリプレグ５８ｂを画像認識などで基準穴位置を認識位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板６２、プリプレグ５８ａの順で同様に認識位置決めした後に積層した後、その上に金属箔５９を積層するアライメント積層工程である。
【００２１】
次に図５（ｃ）に示すように、金属箔５９で挟持されたプリプレグ５８ａ、５８ｂ、両面回路基板６２を熱プレスで加熱加圧することで４層の銅張積層基板６３を得る。
【００２２】
上記の工程により、最外層の金属箔５９は導通穴内の導電性ペースト５６を介して内層用の両面回路基板６２の回路パターン６１によって電気的に接続される。
【００２３】
次に図５（ｄ）に示すように、両面の金属箔５９を選択的にエッチングして回路パターン６１を形成することで４層回路基板６４が得られる。
【００２４】
ここでは４層の多層基板について説明したが、４層以上の多層基板、例えば６層回路基板については多層回路基板の製造方法で得られた４層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法｛図５（ａ）〜（ｄ）｝を繰り返せばよい。
【００２５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献資料としては、例えば特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開平９−２４６７１８号公報
【特許文献２】特開２００１−２５７４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上記の多層基板の製造方法の場合において、内層のパターンと積層するプリプレグとの導通穴の位置あわせが重要になり微細化が進むとそれぞれの寸法許容値が小さくなる。
【００２８】
さらに近年、ユーザーニーズに基づいて、基板材料となるプリプレグの薄化が進みプリプレグの厚みは、従来の２分の１の厚みが要求されるようになってきた。
【００２９】
従来の多層基板の製造方法では、特に図４（ｅ）導電性ペースト充填後に、ＰＥＴシートをプリプレグより剥離すると、図６に示すように、ラミネート時の残留応力が解放され、ラミネート時にＰＥＴシートで圧縮されたプリプレグが伸びる現象が発生する。
【００３０】
０.１ｍｍ厚のプリプレグでは、長時間かけて５００ｍｍあたり約２５０μｍほど伸びる。その変化はおおよそ１０時間程度までに急激に変化し、その後徐々に変化量が小さくなる。
【００３１】
この現象はラミネート時の残留応力がＰＥＴシート剥離後に解放されるために発生するものであり、プリプレグの厚みが薄いほどＰＥＴシートの伸び量が大きくなり、安定する時間が長くなる。
【００３２】
そのため、プリプレグ厚みが薄くなるほど、ペースト充填後のＰＥＴシート剥離からのアライメント積層までの放置時間が長時間必要となり、生産性の低下とともに放置時間の差によって寸法精度が低下するという問題点を有していた。
【００３３】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであって、ペースト充填工程においてＰＥＴシート剥離後でのプリプレグ寸法変化が安定するのを加速させ、短時間で寸法を安定させて生産性を向上させるとともに、放置時間のばらつきによる寸法変化のばらつきを小さくすることで、貫通穴の位置精度の高い回路基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
この目的を達成するために本発明の回路基板の製造方法は、プリプレグの表裏に離型性を有したＰＥＴシートを貼り付ける工程と、ＰＥＴシートを貼り付けたプリプレグの任意の位置にレーザー光を照射することにより貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、前記ＰＥＴシートを前記プリプレグより剥離する工程と、前記ＰＥＴシートを剥離した前記プリプレグの残留応力除去工程と、前記ＰＥＴシートを剥離した導電性ペースト充填済みプリプレグを金属箔で挟持し、熱プレスにて加熱加圧する工程と、金属箔をエッチングしてパターン形成する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の回路基板の製造方法により、プリプレグからＰＥＴシートを剥がした後の応力による寸法変化を加速させることで、ＰＥＴシート剥離後の放置時間によるばらつきが小さくなり、高精度な積層用プリプレグと内層パターンの積層が行えることとなるため、微細なパターンを有した多層基板において、貫通穴と内層パターン合致性を向上させ内層接続の品質を安定させることができ、層間の接続信頼性が高い回路基板を高い生産性で提供することができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態における回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図２】本発明の実施の形態における多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図３】本発明での回路基板の製造方法を説明するための図
【図４】従来の回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図５】従来の多層回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図６】従来の回路基板の製造方法を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（実施の形態）
以下に本発明の回路基板の製造方法および回路基板の製造用材料について説明する。
【００３８】
本実施の形態においては、両面および多層の回路基板について説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施の形態における回路基板の製造方法を示す工程断面図である。
【００４０】
まず、図１（ａ）におけるプリプレグ１は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であり、縦、横、厚みのサイズが５００ｍｍ×５００ｍｍ×０．１ｍｍである。
【００４１】
また、プラスチックシート（以下ＰＥＴシートと称す）２は、マスクフィルムとなる厚さ約１９μｍのプラスチックフィルムである。
【００４２】
前記ＰＥＴシート２は、プラスチックフィルムの表層に融点を有しない熱硬化性樹脂からなる厚さ約１．２μｍの穴径制御層（図示せず）、その反対面であるプリプレグ１と接する面に、例えばシリコンなどを塗布した離型層を有した構造のものである。
【００４３】
なお、ＰＥＴシート２の基材としては、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられるが、ＰＥＮやＰＰＳなどを用いても問題ない。
【００４４】
次に図１（ｂ）に示すように、ＰＥＴシート２でプリプレグ１を挟持し、ラミネートなどの方法で加熱加圧することにより、ＰＥＴシート２をプリプレグ１の両面に貼り付けることでラミネート済みプリプレグ３を形成する。
【００４５】
次に図１（ｃ）に示すようにレーザー光によりラミネート済みプリプレグ３の所定の箇所に貫通穴４を形成する。
【００４６】
次に図１（ｄ）に示すように、印刷機（図示せず）を用いて、印刷ステージ２０上に敷き紙２１を敷き、貫通穴４を有するプリプレグシート３を設置し、スキージ５でＰＥＴシート２の上から貫通穴４に導電性ペースト６を充填し、導通穴７を形成する。
【００４７】
この工程において、表側のＰＥＴシート２は印刷マスクの役割を果たしており、ＰＥＴシートに穿設された貫通穴４の穴径が回路基板の層間の接続信頼性や多層積層工程における合致性に寄与する。
【００４８】
次に図１（ｅ）に示すように、プリプレグ１の両面からＰＥＴシート２を剥離すると導電性ペースト充填済みプリプレグ８が形成される。
【００４９】
その後、前記プラスチックシートを剥離した前記プリプレグを残留応力除去工程（図示せず）として、前記導電性ペースト充填済みプリプレグ８の導電性ペースト６が脱落や転写しない様に、専用の保管治具に保管し、温湿度３０℃８０％ＲＨの環境に１時間放置して寸法変化を飽和させ、その後の温度２３℃±２℃湿度５５％ＲＨ±１０％ＲＨの温湿度に調整されている生産環境に取り出す。
【００５０】
その結果、ＰＥＴシート剥離から積層までの放置時間が従来環境（温度２０℃湿度５０％ＲＨ）の放置時間が５時間〜１０時間のばらつきがあれば、プリプレグの寸法に５０μｍほどの差が生じていたものが、残留応力除去工程による処理後のばらつきは、ほとんどなくなりプリプレグの寸法が安定した。
【００５１】
ラミネートされたプリプレグ８は、ＰＥＴシートの応力により圧縮されているため、ラミネート直後からプリプレグ８の剛性により反力が発生し、徐々に元の寸法に戻ろうとすることによって寸法変化が発生する。その寸法変化は、ＰＥＴシート貼り付けた直後から始まり、ＰＥＴシート剥離後にさらに大きくなる。
【００５２】
生産環境内の温湿度２３℃５０％ＲＨ、２３℃６０％ＲＨ、３０℃８０％ＲＨの３条件におけるＰＥＴシート剥離後のプリプレグの寸法変化量を図３に示す。
【００５３】
その結果、温湿度２３℃５０％ＲＨの設定において、寸法が安定するのに２０時間以上必要に対して、２３℃６０％ＲＨの設定では１０時間程度、３０℃８０％ＲＨの設定では約１時間で、温湿度２３℃５０％ＲＨの設定において２０時間置いた状態と同程度の寸法変化レベルが得られ、プリプレグの寸法変化は経時中の保管環境に左右されていることが判明した。
【００５４】
本実施の形態では、残留応力除去工程の条件を温湿度３０℃８０％ＲＨとしたが、温湿度を高くすることで残留応力除去工程内の水分量が高くなり、さらに処理時間を短くできる。
【００５５】
ただし、プレプレグが半硬化（Ｂステージ）状態のため、軟化点温度になると溶融が始まり、保管冶具と接着するなどの不具合が発生するため、軟化点以下の温度に設定することが好ましい。また、処理時間によってプリプレグの硬化が進行して、後工程の熱プレス時に溶融粘度が上昇して金属箔との接着不良や、回路間の凹み部への埋め込み不良などの不具合が発生する場合があるため、温湿度の設定値に応じて適正な処理時間を設定することが好ましい。
【００５６】
次に図１（ｆ）に示すように、プリプレグ８の両面に銅はく等の金属箔９を重ね熱プレスで加熱加圧することにより、図１（ｈ）に示す両面の銅張積層板１０が形成される。両面の金属箔９は所定位置に設けた導通穴７の導電性ペーストを介して電気的に接続されている。
【００５７】
そして図１（ｇ）に示すように、両面の金属箔９を選択的にエッチングして回路パターン１１を形成して両面回路基板１２を得る。
【００５８】
次に、図２を用いて本発明の多層の回路基板の製造方法を説明する。
【００５９】
図２は、本発明の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図あり、４層回路基板を例として示したものである。
【００６０】
まず図２（ａ）に示すように、前述の図１（ａ）〜（ｈ）によって製造された両面回路基板１２と、図１（ａ）〜（ｅ）で製造された貫通穴４に導電性ペースト６を充填し導通穴７を形成した上積層用の導電性ペースト充填済みプリプレグ８ａと、下積層用の導電性ペースト充填済みプリプレグ８ｂが準備される。
【００６１】
次に図２（ｂ）に示す工程は、積層ステージ（図示せず）上に金属箔９を乗せ、その上にプリプレグ８ｂを画像認識などで基準穴位置を認識位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板１２を同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上にプリプレグ８ａを同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上に金属箔９を積層するアライメント積層工程である。
【００６２】
次に図２（ｃ）に示すように、金属箔９で挟持されたプリプレグ８ａ、８ｂ、両面回路基板１２を熱プレスで加熱加圧することで４層の銅張積層板１３を得る。
【００６３】
上記の工程により、最外層の金属箔９は導通穴内の導電性ペースト６を介して、内層用の両面回路基板１２の接続用の円形の回路パターン１１によって電気的に接続される。
【００６４】
次に図２（ｄ）に示すように、両面の金属箔９を選択的にエッチングして回路パターン１１を形成することで４層の回路基板１４が得られる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては４層の多層基板について説明したが、４層以上の多層基板、例えば６層回路基板については多層回路基板の製造方法で得られた４層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法｛図２（ａ）〜（ｄ）｝を繰り返せばよい。
【００６６】
なお、本実施の形態では残留応力除去工程をペースト充填工程のＰＥＴシート剥離後に設けたが、ラミネート工程でプリプレグが受けた応力解放による寸法変化は、ＰＥＴシート貼り付け直後に始まっていることから、ラミネート直後にも同様の残留応力除去工程を設けることで、ＰＥＴシート貼り付け状態でのプリプレグ寸法が安定する時間を短縮できることは容易に推測できる。
【００６７】
本発明の回路基板の製造方法を用いて、両面または多層の回路基板を製造することにおける利点は、本実施の形態における層間の接続信頼性が高い回路基板を提供することに加えて、回路基板の製造過程における生産性の向上を図ることができる。
【００６８】
つまり、ラミネート工程でプリプレグが受けた応力をＰＥＴシート剥離に残留応力除去工程を設けたことで寸法が安定した積層用プリプレグが得られ、内層パターンとの積層精度が向上して歩留まりが向上するともに、残留応力除去時間が短縮できるため、生産性も向上させることが可能となる。
【００６９】
このことから、回路基板の生産効率を高めることができ、かつ本発明の技術を採用することは容易であり、本発明の技術を普及させることも容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上述べたように、本発明の回路基板の製造方法を用いると、効率的に高位置精度を有した基板材料を供給することができ、ビア接続信頼性が高く、経済的な回路基板の製造方法を提供する事ができ、本発明の産業上の利用可能性は大であるといえる。
【符号の説明】
【００７１】
１、５１  プリプレグ
２、５２  ＰＥＴシート
３、５３  ラミネート済みプリプレグ
４、５４  貫通穴
５、５５  スキージ
６、５６  導電性ペースト
７、５７  導通穴
８、８ａ、８ｂ、５８、５８ａ、５８ｂ  導電性ペースト充填済みプリプレグ
９、５９  金属箔
１０、６０  両面の銅張積層板
１１、６１  回路パターン
１２、６２  両面回路基板
１３、６３  多層の銅張積層板
１４、６４  多層の回路基板
２０、７０  印刷ステージ
２１、７１  敷き紙
【図１】
2011228515.tif 000003
【図２】
2011228515.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011228515.tif 000008