(57)【要約】【課題】既存設備を利用して少ない工程数で、安価に効率的にメッキを充填したフィルドビア構造のビアホールを形成することができるプリント配線板とその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁基板１２の一方の側の銅箔１４に向かって、他方の銅箔１３側からビアホール１６を形成する。銅箔１４をビアホール１６内に露出させ、有底のビアホール１６を形成する。銅箔１４のビアホール１６側とは反対側表面に、マスキングフィルム２４を貼り付ける。マスキングフィルム２４が貼付された銅箔１４を負極側に接続して、絶縁基板１２をメッキ処理液中に浸漬し、ビアホール１６内に銅メッキ１８を析出させる。ビアホール１６内を銅メッキ１８で充填し、フィルドビアによる層間接続構造を形成する。マスキングフィルム２４を剥離した後、銅箔１３，１４をエッチングして回路配線１３ａ，１４ａを形成する。【選択図】図１
2011003562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板のビアホール内にメッキを充填して、フィルドビアを形成し、前記絶縁基板表面の金属箔による回路配線の層間接続を行うプリント配線板の製造方法において、
前記絶縁基板の一方の側の金属箔に向かって他方の側からビアホールを形成し、前記金属箔を前記ビアホール内に露出させ、前記金属箔による有底のビアホールを形成するとともに、前記金属箔の前記ビアホール側とは反対側表面にはマスキングフィルムを貼り付け、この後、前記マスキングフィルムが貼付され前記ビアホールの底面に位置した前記金属箔を負極側に接続して、前記絶縁基板をメッキ処理液中に浸漬し、前記ビアホール内に銅メッキを析出させ、前記ビアホール内を銅メッキで充填し、フィルドビアによる層間接続構造を形成した後、前記マスキングフィルムを剥離し、前記金属箔による回路配線を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
絶縁基板のビアホール内にメッキを充填して、フィルドビアを形成し、前記絶縁基板表面の金属箔による回路配線の層間接続を行うプリント配線板の製造方法において、
前記絶縁基板の一方の側の金属箔に向かって他方の側からビアホールを形成し、前記金属箔を前記ビアホール内に露出させ、前記金属箔による有底のビアホールを形成し、前記ビアホールが形成された一対の前記絶縁基板を、前記ビアホール底部の前記金属箔同士を対面させ密着させて固定し、この後、前記ビアホールの底面に位置した金属箔を負極側に接続して、前記絶縁基板をメッキ処理液中に浸漬し前記ビアホール内に銅メッキを析出させ、前記ビアホール内を銅メッキで充填し、フィルドビアによる層間接続構造を形成した後、一対の前記絶縁基板を分離して、前記金属箔による回路配線を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁基板は、その両面に前記金属箔が設けられ、前記ビアホール内のメッキが成長して、前記絶縁性基板の両面の金属箔を前記フィルドビアにより層間接続する請求項１又は２記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁基板の片面に前記金属箔が設けられ、前記ビアホール内のメッキが成長して、前記絶縁性基板に積層された他の絶縁基板の金属箔と前記フィルドビアにより層間接続する請求項１又は２記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか記載のプリント配線板の製造方法により、絶縁基板に設けられた複数層から成る回路配線の層間接続構造を形成したプリント配線板。
【請求項６】
前記絶縁基板は複数層から成り、前記層間接続構造により前記複数層の回路配線の層間接続が成された請求項５記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記絶縁基板はポリイミドであり、フレキシブルな基板である請求項５記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路配線が絶縁基板を挟んで積層され、各回路配線がフィルドビアによる層間接続部を介して接続されたプリント配線板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多層プリント配線板において、絶縁基板で絶縁された各回路配線を電気的に接続するため、内部に導電材が設けられたビアホールが絶縁基板を貫通して形成されている。この層間接続方法として、絶縁基板に形成されたビアホール内に、銅メッキにより銅を充填するフィルドビア構造がある。
【０００３】
この層間接続方法は、本願の図５や特許文献１の図３に開示されているように、ポリイミドやその他樹脂のプリプレグ等による絶縁基板１の両面に、銅箔２，３が貼付された両面銅張り板４を用いる（図５（ａ））。この両面銅張り板４の表面側の銅箔２に、エッチングにより開口部５を形成し、その開口部５にＣＯ2レーザ等を照射して、絶縁基板１に貫通孔を形成し、銅箔３が底部に露出した有底のビアホール６を形成する（図５（ｂ））。なお、ビアホール６の形成は、銅箔２の表面から直接レーザ光を照射して形成するカッパーダイレクト法を用いても良い。次に、ビアホール６内をデスミア処理し、ビアホール６内に化学メッキ７を施し（図５（ｃ））、この後電解メッキを行い、ビアホール６内に銅メッキ８を充填する（図５（ｄ））。このときのメッキ液は、硫酸銅に加えて複数の添加剤を用いる。これにより、ビアホール６内に効果的に銅が析出し効率よくメッキ銅が充填される。この後、銅箔２，３の表面にエッチングレジストを貼り、所定の回路パターンを露光して、回路配線以外の部分のエッチングレジスト除去し、銅箔２，３をエッチングして、回路配線２ａ，３ａを形成する（図５（ｅ））。
【０００４】
その他、特許文献２の図９に示すように、上述のように両面銅張り板に有底のビアホールをエッチングやレーザ加工により形成し、この後、ビアホール底部の銅箔をメッキリードとして銅メッキを成長させて、ビアホール内にメッキ銅を充填する方法も提案されている。このときも、効果的にビアホール内にメッキ銅が充填されるように、硫酸銅に加えて反応促進剤と反応抑制剤の添加剤を加えたメッキ液を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２４３４７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／００７８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記背景技術の前者の方法では、ビアホール６の形成後化学メッキ７を施し、さらに電解メッキにより銅メッキ８を形成しなければならず、工程が多く、工数の掛かるものであり、メッキ工程において特殊なメッキ液や添加剤を必要とし、コストのかかるものであった。さらに、廃液も多く環境負荷も大きいものであった。また、ビアホール６以外の銅箔２，３の表面にも銅メッキ８が施され、銅箔による導電層厚さが厚くなり、さらにメッキ銅は弾力性が低いことから、特にフレキシブル基板の銅箔にこのメッキ銅が付着するとフレキシブル基板が硬くなるという問題もあった。
【０００７】
また、上記背景技術の後者の場合は、化学メッキ工程はないが、電解メッキ時に特殊なメッキ液や添加剤を必要とし、さらに銅箔表面にも銅メッキが施され厚さが厚くなり、上記と同様に弾力性が損なわれると言う問題もあった。
【０００８】
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、既存設備を利用して少ない工程数で、安価に効率的にメッキを充填したフィルドビア構造のビアホールを形成することができるプリント配線板とその製造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】
【０００９】
この発明は、絶縁基板のビアホール内にメッキを充填して、フィルドビアを形成し、前記絶縁基板表面の金属箔による回路配線の層間接続を行うプリント配線板の製造方法であって、前記絶縁基板の一方の側の金属箔に向かって他方の側からビアホールを形成し、前記金属箔を前記ビアホール内に露出させ、前記金属箔による有底のビアホールを形成するとともに、前記金属箔の前記ビアホール側とは反対側表面にはマスキングフィルムを貼り付け、この後、前記マスキングフィルムが貼付され前記ビアホールの底面に位置した前記金属箔を負極側に接続して、前記絶縁基板をメッキ処理液中に浸漬し、前記ビアホール内に銅メッキを析出させ、前記ビアホール内を銅メッキで充填し、フィルドビアによる層間接続構造を形成した後、前記マスキングフィルムを剥離し、前記金属箔による回路配線を形成するプリント配線板の製造方法である。
【００１０】
またこの発明は、絶縁基板のビアホール内にメッキを充填して、フィルドビアを形成し、前記絶縁基板表面の金属箔による回路配線の層間接続を行うプリント配線板の製造方法であって、前記絶縁基板の一方の側の金属箔に向かって他方の側からビアホールを形成し、前記金属箔を前記ビアホール内に露出させ、前記金属箔による有底のビアホールを形成し、前記ビアホールが形成された一対の前記絶縁基板を、前記ビアホール底部の前記金属箔同士を対面させ密着させて固定し、この後、前記ビアホールの底面に位置した金属箔を負極側に接続して、前記絶縁基板をメッキ処理液中に浸漬し前記ビアホール内に銅メッキを析出させ、前記ビアホール内を銅メッキで充填し、フィルドビアによる層間接続構造を形成した後、一対の前記絶縁基板を分離して、前記金属箔による回路配線を形成するプリント配線板の製造方法である。
【００１１】
前記絶縁基板は、その両面に前記金属箔が設けられ、前記ビアホール内のメッキが成長して、前記絶縁性基板の両面の金属箔を前記フィルドビアにより層間接続するものである。又は、前記絶縁基板の片面に前記金属箔が設けられ、前記ビアホール内のメッキが成長して、前記絶縁性基板に積層された他の絶縁基板の金属箔と前記フィルドビアにより層間接続するものである。
【００１２】
またこの発明は、前記プリント配線板の製造方法により、絶縁基板に設けられた複数層から成る回路配線の層間接続構造が設けられたプリント配線板である。前記絶縁基板は、複数層から成り、前記層間接続構造により前記複数層の回路配線の層間接続が成されたものである。また、前記絶縁基板はポリイミドであり、フレキシブルな基板から成るプリント配線板である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のプリント配線板とその製造方法によれば、簡単な工程で高価なメッキ液を用いることなくビアホールにフィルドメッキを施すことができる。さらに、回路のパターンも細線化することが可能であり、フレキシブル基板においては、良好な屈曲性を維持することができる。
【００１４】
さらに、背面同士を貼り合わせてメッキすることにより、生産効率が向上し、製造コストの削減にも寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第一実施形態のプリント配線板の製造工程を示した概略断面図である。
【図２】この発明の第二実施形態のプリント配線板の製造工程を示した概略断面図である。
【図３】この発明の第三実施形態のプリント配線板の製造工程を示した概略断面図である。
【図４】この発明の第四実施形態のプリント配線板の製造工程を示した概略断面図である。
【図５】従来のプリント配線板の製造工程を示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明のプリント配線板の第一実施形態について、図１を基にして説明する。この実施形態のプリント配線板１０は、絶縁基板１２の両面に、金属箔である銅箔１３，１４から成る回路配線１３ａ，１４ａが形成されている。絶縁基板１２は、フレキシブルなポリイミド等の絶縁性のフィルムから成り、両面に銅箔１３，１４が貼り付けられたものである。絶縁基板１２の表裏面の銅箔１３，１４は、後述する工程を経て、所定の回路パターンに形成され、回路配線１３ａ，１４ａが構成されている。絶縁基板１２には、表裏の回路配線１３ａ，１４ａ間を電気的に接続するためのビアホール１６が形成され、銅メッキ１８が充填されたフィルドビア構造による層間接続部が形成されている。ここで、絶縁基板１２の厚さは１００μｍ以下が好ましく、銅箔１３，１４の厚さは３５μｍ以下が好ましい。また、ビアホール１６の好ましい直径は、３００μｍ以下である。
【００１７】
次に、この実施形態のプリント配線板１０製造方法について、図１を基にして説明する。ここでは、ポリイミド等のフレキシブルな基板から成る両面銅張り板２２を用いる（図１（ａ））。まず、両面銅張り板２２に、銅箔１３側からエキシマレーザ等のＵＶレーザ光を照射し、銅箔１３に開口部２６を形成し、同時に絶縁基板１２に貫通孔を形成し、銅箔１４が露出した底面を有する有底のビアホール１６を形成する（図１（ｂ））。このレーザ加工は、カッパーダイレクト法と言われる、公知の方法である。なお、ビアホール１６の形成は、これ以外に、銅箔１３の開口部２６をエッチングより形成し、絶縁基板１２のビアホール１６をレーザ光により形成しても良い。
【００１８】
そして、図１（ｂ）に示すように、銅箔１４の表面にマスキングフィルム２４を貼付する。マスキングフィルム２４は、ＰＥＴフィルムに粘着剤が塗布されたもので、マスキングフィルム２４のラミネート方法としては、例えば真空ラミネート法がある。マスキングフィルム２４は、回路が未形成の銅箔１４に直接貼り付けられるので、表面が均一で凹凸や段差がなく、容易に良好に貼り付け可能である。
【００１９】
次に、ビアホール１６内をデスミア処理して、加工カス等を除去して奇麗にし、銅箔１４を負極に接続して電解メッキを行う。このとき、銅箔１３には給電しない。これにより、ビアホール１６内に露出した銅箔１４の表面をメッキリードとして、銅メッキ１８が析出する（図１（ｃ））。ここで、ビアホール１６の形成時に銅箔１３に銅のバリがビアホール１６内に突出して形成されると、後に、ビアホール１６内で成長中の銅メッキ１８と前記銅バリが接触し、銅バリを介して銅メッキ１８と銅箔１３が接続し、銅箔１３の表面に不要な銅を析出させる。従って、ビアホール１６を形成する際には、銅箔１３にバリが形成されないようにしなければならない。また、バリはソフトエッチングを用いて除去しても良い。
【００２０】
そして、所定時間給電して、ビアホール１６内が銅メッキ１８により充填され、銅箔１３の表面に析出する銅メッキ１９と銅メッキ１８の表面が面一に平坦となる状態でメッキを止める（図１（ｄ））。しかし、銅箔１３の表面に銅メッキ１９が厚く付くことは好ましくない。銅箔１３及び銅箔１３上の銅メッキ１９の総厚は、２０μｍ以下であることが好ましい。厚く付いた場合は、ソフトエッチングを用いて薄くしてもよい。なお、ここで用いるメッキ液は、フィルドビア用のメッキ液でなくて良く、通常の銅箔メッキ用の硫酸銅のメッキ液でよい。
【００２１】
次に、マスキングフィルム２４を剥離し、両面銅張り板２２にエッチングレジスト２８を施し、所定の回路パターンに露光して、回路配線以外のエッチングレジスト２８を除去する（図１（ｅ））。この状態で、銅箔１３，１４をエッチングし、回路配線１３ａ，１４ａを形成する（図１（ｆ））。以上の工程を経て、両面銅張り板２２の両面の回路配線１３ａ，１４ａが層間接続されたプリント配線板１０が形成される。
【００２２】
この実施形態のプリント配線板とその製造方法によれば、簡単な工程で高価なメッキ液を用いることなくビアホールにフィルドメッキを施すことができる。さらに、表面の銅箔１３，１４に銅メッキが付かないので、回路配線１３ａ，１４ａのパターンを細線化することが可能であり、フレキシブル基板においては、良好な屈曲性を維持することができる。しかも、コストの増加も少ないものである。
【００２３】
次に、この発明の第二実施形態について、図２を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態では、プリント配線板１０の製造において、マスキングフィルムを銅箔１４に貼り付ける代わりに、図２（ａ）に示すように、ビアホール１６を形成しデスミア処理した２枚の両面銅張り板２２を、その銅箔１４同士を対面させて治具３０で固定し密着させ、銅箔１４にメッキ液が付着しないようにする。この状態で、銅箔１４を負極にして電解メッキを行う（図２（ｂ））。電解メッキによりフィルドビアが形成された後（図２（ｃ））、上記実施形態と同様に、各両面銅張り板２２の銅箔１３，１４にエッチンレジストを設けて、所定の回路パターンを露光し、エッチングしてプリント配線板１０を形成する。なお、治具３０は、銅箔１４にメッキ液が付着しないようにする機能を備えた構造であれば良く、この実施の形態以外の構造の治具を用いても良い。この実施形態においても、絶縁基板１２の厚さは１００μｍ以下が好ましく、銅箔１３，１４の厚さは３５μｍ以下が好ましい。また、ビアホール１６の好ましい直径は、３００μｍ以下である。
【００２４】
この実施形態のプリント配線板とその製造方法によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、二枚の両面銅張り板２２を同時にメッキ処理することができ、生産効率が２倍になるものである。
【００２５】
次に、この発明の第三実施形態について、図３を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態では、プリント配線板の製造において、片面銅張り板３２を用いたものである。この実施形態においても、絶縁基板１２の厚さは１００μｍ以下が好ましく、銅箔１４の厚さは３５μｍ以下が好ましい。また、ビアホール１６の好ましい直径は、３００μｍ以下である。
【００２６】
この実施形態では、まず、有底のビアホール１６を形成し、マスキングフィルム２４を銅箔１４に貼り付ける（図３（ａ））。次に、ビアホール１６内をデスミア処理して、銅箔１４を負極に接続して電解メッキを行う。これにより、ビアホール１６内に露出した銅箔１４の表面をメッキリードとして、銅メッキ１８が析出する（図３（ｂ））。この後、ビアホール１６の銅箔１４とは反対側の開口部まで銅メッキ１８が成長した段階でメッキを止め（図３（ｃ））、次の工程に移行する。片面銅張り板３２としては、片面に銅箔を配置したＢステージ状態のプリプレグシート、片面にエポキシ系接着剤を介して銅箔を配置したポリイミドフィルム、銅箔にポリイミド系接着剤を配置したもの等が例示される。
【００２７】
次工程では、上記実施形態と同様に、片面銅張り板３２の銅箔１４にエッチンレジストを設けて、所定の回路パターンを露光し、エッチングしてプリント配線板を形成し、さらに、このプリント配線板を積層して、多層プリント配線板を形成する。多層プリント配線板では、フィルドビア構造の銅メッキ１８が積層される他方のプリント配線板の銅箔１４に接続し、各層の電気的接続が図られる。
【００２８】
この実施形態のプリント配線板とその製造方法によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
次に、この発明の第四実施形態について、図４を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同様の構成は同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態もプリント配線板の製造において、片面銅張り板３２を用いたものである。この実施形態においても、上記第二実施形態と同様に、２枚の片面銅張り板３２の銅箔１４側を対面させて固定し、電解メッキを行うものである。まず、図４（ａ）に示すように、ビアホール１６を形成しデスミア処理した２枚の片面銅張り板３２を、その銅箔１４同士を対面させて治具３０で固定し密着させ、銅箔１４にメッキ液が付着しないようにする。この状態で、銅箔１４を負極にして電解メッキを行う（図４（ｂ））。電解メッキによりフィルドビアが形成された後（図４（ｃ））、上記実施形態と同様に、各片面銅張り板３２の銅箔１４にエッチンレジストを設けて、所定の回路パターンを露光し、エッチングして所定の回路配線を有したプリント配線板を形成し、さらに多層プリント配線板を形成する。この実施形態においても、治具３０は、銅箔１４にメッキ液が付着しないようにする機能を備えた構造であれば良く、この実施の形態以外の構造の治具を用いても良い。さらに、絶縁基板１２の厚さは１００μｍ以下が好ましく、銅箔１４の厚さは３５μｍ以下が好ましい。また、ビアホール１６の好ましい直径は、３００μｍ以下である。
【００３０】
この実施形態のプリント配線板とその製造方法によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、この発明のプリント配線板とその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、メッキ液や基板の種類は適宜設定可能なものである。また、本願発明のメッキ方法は、上述のダイレクト加工以外に、コンフォーマル加工、ラージウインドウ加工等によりビアが形成された基板にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  プリント配線板
１２  絶縁基板
１３，１４  銅箔
１３ａ，１４ａ  回路配線
１６  ビアホール
１８  銅メッキ
２２  両面銅張り板
２４  マスキングフィルム
【図１】
2011003562.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011003562.tif 000007