(57)【要約】【課題】放熱性向上のために放熱用貫通導電体の断面積を大きくしても、ビアフィルめっき時において導電体表面に凹み部が生じないようにし、導体の平坦性を確保し、良好な放熱性を得ると同時に、実装性、接続性、製造性の問題が生じないようにしたビアホール形成方法を提供する。【解決手段】絶縁基材層を導体が表裏貫通するフィルドビアが形成されているプリント配線板を製造するにあたり、ビアホールを形成する方法において、ビアホール全体の外縁の少なくとも一部に接しながら外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その線長が最短の線を外縁最短取り囲み線と定義し、外縁最短取り囲み線の内側に、絶縁基材層が残留した障壁部が存在するように絶縁基材層に穴明け加工を施してビアホールを形成する。【選択図】図８
2019161204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材層に、その絶縁基材層を導体が表裏貫通するフィルドビアが形成されているプリント配線板を製造するにあたって、前記フィルドビア用のビアホールを形成する方法において、
平面視で見て、ビアホール全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線と定義して、その外縁最短取り囲み線の内側に、絶縁基材層が残留した障壁部が存在するように絶縁基材層に穴明け加工を施してビアホールを形成することを特徴とするプリント配線板におけるビアホール形成方法。
【請求項２】
前記障壁部を、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部として形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板におけるビアホール形成方法。
【請求項３】
前記障壁部を、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部として形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板におけるビアホール形成方法。
【請求項４】
前記障壁部として、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部と、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部とを形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板におけるビアホール形成方法。
【請求項５】
前記絶縁基材層に前記ビアホールを形成するにあたって、最終的なビアホールよりも小さい開口面積の小ホールを形成する小ホール穴明け加工を、その加工位置をずらしながら複数回繰り返すことによってビアホール全体を形成し、且つ各回の小ホール穴明け加工では、小ホールの形成位置の一部が他の小ホールと重なるような位置関係で小ホールを穴明け加工し、これによって各小ホールの重ならない箇所に前記障壁部が形成されるようにすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載のプリント配線板におけるビアホール形成方法。
【請求項６】
絶縁基材層にビアホールが形成されて、そのビアホールに導体が充填されてなるプリント配線板におけるフィルドビア構造において、
平面視で見て、ビアホール全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線と定義し、
前記ビアホールは、前記外縁最短取り囲み線の内側に、絶縁基材が残留した障壁部が存在するように形成されていることを特徴とするプリント配線板におけるフィルドビア構造。
【請求項７】
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部として形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のプリント配線板におけるフィルドビア構造。
【請求項８】
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部として形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のプリント配線板におけるフィルドビア構造。
【請求項９】
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部と、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部とによって構成されていることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板におけるフィルドビア構造。
【請求項１０】
絶縁基材層にビアホールが形成されて、そのビアホールに導体が充填されてなるフィルドビア構造を有するプリント配線板において、
前記フィルドビア構造が、請求項６〜請求項９のいずれかの請求項に記載されたフィル度ビア構造とされていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項１１】
絶縁基材が２層以上の絶縁基材層を積層して形成されており、かつ２層以上の絶縁基材層を貫通するビアホールが形成され、そのビアホールに導体が充填されて、２層以上の絶縁基材層を貫通するフィルドビア構造を有するプリント配線板において、
前記フィルドビア構造が、請求項６〜請求項９のいずれかの請求項に記載されたフィルドビア構造とされていることを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板において銅などの導体を絶縁基材層のビアホールに充填したフィルドビア（充填ビア）を作成するために、ビアホールを絶縁基材層に形成する方法、およびプリント配線板におけるフィルドビア構造と、プリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のプリント配線板においては、表面に搭載される部品の放熱性を高めることを主目的として、部品搭載側の絶縁基材層に、比較的大きい開口部（ビアホール）を形成し、そのビアホール内に銅などの熱伝導性が優れた導電材を充填して、その絶縁基材層の裏面側の導体層まで貫通する貫通導体部（フィルドビア）を形成することが多い。このような放熱を主目的とした貫通導体部は、その断面（プリント配線板の板面と平行な面での断面）の形状としては、単純な円形状あるいは単純な矩形状とするのが一般的である。
【０００３】
一般的なプリント配線板におけるフィルドビア部分の構造を図１に模式的に示す。なお図１では、フィルドビア構造部分とその周辺以外については、省略している。
【０００４】
図１に示すようにガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの絶縁材料からなる、絶縁基材層１０における、回路素子などの実装部品１２を搭載する側の面（表側の面）を第１面１０Ａ、反対側の面（裏側の面）を第２面１０Ｂとする。絶縁基材層１０における第２面１０Ｂ側には、銅などの第２面側導体層１５が形成されている。絶縁基材層１０には、その第１面１０Ａから第２面１０Ｂの側に貫通するビアホール（開口部）１４が形成されている。ビアホール１４内には、銅等の熱伝導性に優れる導体が充填されて、主として放熱のための比較的断面積が大きい貫通導体部（フィルドビア）１６が形成されている。なお絶縁基材層１０におけるビアホール１４の周囲の表面には、銅などの第１面側導電層１８が形成されており、その第１面側導電層１８の表面も、貫通導体部１６に一体に連続する導体層（周辺導体層）２２によって覆われている。またビアホール１４の内面と貫通導体部１６との間には、銅などの良導電材の無電解めっきによる薄層（無電解めっき層）２０が介在している。
なお実装部品１２を実装するにあたっては、実装部品１２は、貫通導体部１６の直上の表面、もしくは周辺導体層２２の表面から貫通導体部１６の直上の表面にかけての部位に、はんだ１９等によって接続される。
このようなフィルドビア構造において、実装部品１２の熱は、貫通導体部１６を介して裏面側導体層１５に伝熱され、裏面側導体層１５から外部に効果的に放熱することができる。
【０００５】
図１に示すようなフィルドビア構造を形成する一般的なプロセスの概要を、図２（ａ）〜（ｄ）に段階的に示す。
【０００６】
図２において、レーザなどによる穴明け加工の前の段階を図２（ａ）に示している。この段階では、既に、絶縁基材層１０の第２面１０Ｂの側に第２面側導体層１５が形成されており、また絶縁層１０の第１面１０Ａの側に第１面側導電層１８が形成されているものとする。
この段階から、必要に応じてレーザ前処理などの図示しない前処理を施した後、ＣＯ２レーザを用いたレーザ加工で代表される穴明け加工を施して、図２（ｂ）に示すように、絶縁基材層１０および第１面側導体層１８を貫通するビアホール１４を形成する。この段階におけるビアホール１４の平面視の形状の一例を図３に示す。一般には、ビアホール１４の平面視の形状は、図３に示すように単純な円形状、あるいは単純な矩形状（正四角形もしくは長方形）とされる。
【０００７】
次いで、図示しないデスミア処理などを施した後、銅などの導電材料よって無電解めっきを施して、図２（ｃ）に示すようにビアホール１４の内面に薄い無電解めっき層２０を形成する。
【０００８】
その後、電気めっきにより、銅などの熱伝導性に優れる導体を、ビアホール１４内に析出させる。これによってビアホール１４内が銅などの導体によって充填され、図２（ｄ）に示すように貫通導体部（ビアフィル）１６が形成される。このような電気めっきは、一般にビアフィルめっきと称されている。なおこの電気めっき時（ビアフィルめっき時）には、ビアホール１４の周囲の表面（第１面側導体層１８の表面）にも銅が析出し、周辺導体層２２が同時に形成される。
【０００９】
ここで、ビアフィルめっきにおいては、ビアホール１４の周辺部表面よりもビアホール１４内において優先的に銅が析出して、ビアホール１４内に充分に銅が充填されるとともに、最終的に、めっき部分の全体的な表面（貫通導体部１６の直上の表面からその周囲の周辺導体層２２にかけての部位の表面）が平坦となるように、電気めっきを行うことが望まれる。そのために、電気めっき液に、添加剤として、分子鎖の長いめっき抑制剤および分子鎖の短いめっき促進剤を適切に添加しておき、これらの添加剤の作用によって、ビアホール１４内でのめっき速度（析出速度）がビアホール１４の周囲の表面（第１面側導体層１８の表面）でのめっき速度（析出速度）よりも充分に大きくなるように制御するのが一般的である。このような添加剤によるビアフィルめっきの制御メカニズムは必ずしも明確ではないが、一般に次のように考えられている。
【００１０】
すなわち、図４に模式的に示しているように、この種の電気めっきを実際のプリント配線板製造過程中で工業的に施す場合、絶縁層１０の板面に沿って相対的にめっき液を流す（めっき液の流れを矢印Ｆで示す）のが通常である。このようなめっき液の流れにおいて、分子鎖の長いめっき抑制剤２４は、ビアホール１４内に流れ込みにくく、そのためビアホール１４の周囲の表面に優先的に吸着され、一方分子鎖の短いめっき促進剤２６はビアホール１４内に流れ込みやすく、またビアホール１４内ではめっき液の流速が小さくなるためめっき促進剤２６がビアホール１４内に滞留しやすく、そのため、めっき促進剤２６がビアホール１４内の底面側に密集して吸着されやすい。その結果、ビアホール１４内ではめっき促進剤２６の機能によって高いめっき速度が得られる一方、ビアホール１４の周辺ではめっき抑制剤の機能によってめっき速度が抑えられ、前述のようにビアホール１４内に充分に銅が充填されるとともに、最終的に、めっき部分の全体的な表面（貫通導体部１６の直上の表面からその周囲の周辺導体層２２にかけての部位の表面）が平坦となる。
【００１１】
ところでこのようなフィルドビアによる放熱性を向上させるためには、貫通導体部（フィルドビア）１６の断面積（プリント配線板の板面と平行な面での断面積）を大きくすることが望まれる。フィルドビアの断面積を大きくするためには、ビアホール１４の開口面積を大きくすれば良い。しかしながら、プリント配線板の製造過程において、ビアホール１４の断面積を大きくしようとすると、製造性が損なわれ、また完成品の使用時に搭載部品の実装性や接続性も損なわれてしまう問題がある。
【００１２】
すなわち、ビアホールの内面に無電解めっきを施した後の、電気めっきによるビアホール内への銅の充填時において、ビアホールの断面積が大きい場合には、ビアホール内のめっき速度が表層側（ビアホールの周囲の部分の上面）のめっき速度よりも充分に速くならず、その結果、図５Ｂに示しているように、めっき後の貫通導体部１６の直上の表面が、ビアホールの周囲よりも凹んでしまう現象が生じやすい（凹み部１６Ｐの発生）。このような凹み部１６Ｐの凹み深さＤＨは、ビアホール１４の径によっても異なるが、最大でビアホールの深さから表層に析出しためっき層の厚みを引いた値にまで達してしまうことがある。
【００１３】
このように大きな凹み部１６Ｐが生じれば、貫通導体部１６の直上の位置において部品を接続しない場合でも、貫通導体部１６の表面が凹んでいれば、その上に別の層を１層または２層以上に形成して例えば多層構造のプリント配線板を製造しようとする場合等においては、上記の別の層を平坦に形成することができなくなるなど、プリント配線板の製造上の問題（製造性の問題）が生じる。また、部品をはんだ等によって実装する際に、上記の凹み部のために部品が傾いたりして正しい姿勢に保持できなくなり、実装性が損なわれたり、あるいは凹み部１６Ｐで部品の接続不良が生じたりするなど、接続性が損なわれたりする問題がある。
【００１４】
実装部品に対する放熱性を確保するための手法としては、断面積の小さい多数の放熱用貫通導電体を分散して（間隔を置いて）形成しておき、一つの実装部品からの熱が多数の放熱用貫通導電体を介して裏面側に伝熱されるようにプリント配線板を構成することが、例えば特許文献１等に示されている。このように構成すれば、それぞれの放熱用貫通導電体の断面積は小さいままで、多数の放熱用貫通導電体の合計の断面積が大きくなるため、ある程度は放熱性を向上させることができる。そしてその場合、各放熱用貫通導電体を形成するための各ビアホールは、それぞれその開口面積が小さくて済むため、比較的平坦な表面を得て、前述のような凹み部の発生を招くことなく、実装性、接続性や製造性の問題の発生を抑えることが可能と考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−０３４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述のように、従来の一般的な方法によって、断面形状が単純な矩形状もしくは円形の開口面積の大きいビアホールを形成した場合、その後のビアホール充填のための電気めっき時に、ビアホール直上箇所に凹部が生じやすく、そのため実装性や接続性の問題や製造上の問題が生じやすい。そのため放熱性を高めるためにビアホールの開口面積を大きくして放熱用貫通導電体の断面積を大きくするにも限界があった。
【００１７】
なお、前述のようにビアホールの開口面積が大きい場合に、表面に凹部が形成されてしまう現象が発生する原因は、必ずしも明確ではないが、次のように考えられる。
【００１８】
すなわち、ビアフィルのための電気めっきにおいては、図４を参照して説明したように、電気めっき液の添加剤として分子鎖の長いめっき抑制剤および分子鎖の短いめっき促進剤を適切に添加しておく。このようなめっき液を用いて電気めっきを行えば、めっき抑制剤がビアホール１４の周囲の表面に優先的に吸着され、一方めっき促進剤はビアホール１４の底面側に密集して吸着されやすく、このような特性を利用して、ビアホール内で銅めっきが優先的に進行するように制御するのが一般的である。
【００１９】
しかしながらビアホールの開口面積が大きい場合、図５Ａに模式的に示しているように、めっき液がビアホール１４内に流れ込みやすくなり、そのためビアホール１４内でめっき液の流速が大きくなって、分子鎖の短いめっき促進剤がビアホール１４内に十分に滞留・吸着されずに押し流されてしまい、一方分子鎖の長いめっき抑制剤は開口面積が大きいビアホール１４内に多量に侵入しやすくなる。そしてこれらの結果として、開口面積が大きいビアホール内では、開口面積が小さいビアホールと比較して、ビアホール内におけるめっき促進剤の密度が小さくなる反面、めっき抑制剤の密度が高くなってしまう。これによってビアホール内での銅の析出が遅くなってしまい、そのため、ビアホール直上の表面に凹み部が生じてしまうと考えられる。
【００２０】
ここで、特許文献１等に示されるように、放熱すべき一つの実装部品に対して断面積の小さい多数の放熱用貫通導電体を分散して（間隔を置いて）形成して、放熱性を高めようとした場合、トータルの放熱用貫通導電体の断面積は大きくなるが、充分な放熱性を確保するべく、充分な数の放熱用貫通導電体を形成するためには、広い領域が必要となり、その結果スペース上の問題や配置性の問題が生じてしまう。
【００２１】
また同じく断面積の小さい多数の放熱用貫通導電体を分散して形成する場合において、一つの実装部品に対する放熱のための領域が制限されている場合、その領域内に形成される放熱用貫通導電体の数が限られ、そのため、ある程度以上は放熱性を向上させ得ない、という制約もある。
【００２２】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、放熱性を高めるべく放熱用貫通導電体の断面積を大きくしながらも、電気めっき（ビアフィルめっき）時において放熱用貫通導電体の表面に凹み部が生じないようにして、ビアホールの直上からビアホールの周辺にかけての表面の導体の平坦性を確保し、これによって良好な放熱性を得ると同時に、実装性、接続性、製造性の問題が生じないようにしたビアホール形成方法、およびそれによるフィルドビア構造と、プリント配線板を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前述のような課題を解決するべく本発明者等が鋭意、実験・検討を重ねたところ、絶縁基材層に開口面積が大きいビアホールを形成した場合であっても、絶縁基材層に、平面視でビアホールの外縁（周壁）よりも内側に張り出す部分（張り出し部）が存在するようなビアホール形状であれば、その張り出し部が電気めっき時におけるビアホール内に流れ込むめっき液の流れの抵抗となり、その結果、ビアホール内のめっき液の流れが遅くなることを認識した。そしてこのようにビアホール内でのめっき液の流速が遅くなれば、ビアホール内でのめっき銅の析出を速め、めっき後の状態でビアホール直上に凹み部が生じることを防止し得ることを知見した。
【００２４】
また、上記のような絶縁基材層の内側への張り出し部に代えて（或いは張り出し部とともに）、ビアホールの外縁より内側に離れて、絶縁基材層が独立して残留している場合（すなわちビアホールの底面からビアホール開口側に向かって絶縁基材が立ち上がっている（上方に突出している）構造とした場合）も、その立ち上がり部が、張り出し部と同様に、電気めっき時におけるめっき液の流れに対する抵抗（障壁）となって、前記と同様にビアホール内でのめっき液の流速が遅くなってビアホール内でのめっき銅の析出を速め、めっき後の状態でビアホール直上に凹み部が生じることを防止し得ることを知見した。ここで、上記の張り出し部と立ち上がり部を、まとめて障壁部と称することとする。
【００２５】
上述のようにビアホールに障壁部を形成して、ビアホール内でのめっき液の流速を遅くすることによって、ビアホール内でのめっき速度を大きくし得る理由は必ずしも明確ではないが、前述のようなめっき促進剤、めっき抑制剤の作用によって説明することができる。すなわち、ビアホール内でのめっき液の流速が遅くなれば、分子鎖の短いめっき促進剤はめっき液によって押し流されることなく、ビアホール内に滞留しやすくなり、一方分子鎖の長いめっき抑制剤はビアホール内に流れ込みにくくなり、その結果、開口面積の大きいビアホールでも、ビアホール内でのめっき銅の析出を速め得るものと考えられる。
【００２６】
なおここで、張り出し部と立ち上がり部の両者を含めた障壁部を規定するための概念として、本明細書では、外縁最短取り囲み線という概念を導入している。
【００２７】
すなわち、平面視で見て、ビアホール全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定して、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線と定義し、その外縁最短取り囲み線よりも内側に、ビアホール形成のための穴明け加工後も絶縁基材層が残留している部分を障壁部と称することとしている。
【００２８】
したがって本発明の基本的な態様（第１の態様）によるプリント配線板におけるビアホール形成方法は、
絶縁基材層に、その絶縁基材層を導体が表裏貫通するフィルドビアが形成されているプリント配線板を製造するにあたって、前記フィルドビア用のビアホールを形成する方法において、
平面視で見て、ビアホール全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線と定義して、その外縁最短取り囲み線の内側に、絶縁基材層が残留した障壁部が存在するように絶縁基材層に穴明け加工を施してビアホールを形成することを特徴とする。
【００２９】
また本発明の第２の態様によるプリント配線板におけるビアホール形成方法は、前記第１の態様のプリント配線板におけるビアホール形成方法において、前記障壁部を、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部として形成することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の第３の態様によるプリント配線板におけるビアホール形成方法は、前記第１の態様のプリント配線板におけるビアホール形成方法において、
前記障壁部を、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部として形成することを特徴とする。
【００３１】
さらに本発明の第４の態様によるプリント配線板におけるビアホール形成方法は、前記第１の態様のプリント配線板におけるビアホール形成方法において、
前記障壁部として、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部と、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部とを形成することを特徴とすることを特徴とする。
【００３２】
さらに本発明の第５の態様によるプリント配線板におけるビアホール形成方法は、前記第１〜第４のいずれかの態様によるプリント配線板におけるビアホール形成方法において、
前記絶縁基材層に前記ビアホールを形成するにあたって、最終的なビアホールよりも小さい開口面積の小ホールを形成する小ホール穴明け加工を、その加工位置をずらしながら複数回繰り返すことによってビアホール全体を形成し、且つ各回の小ホール穴明け加工では、小ホールの形成位置の一部が他の小ホールと重なるような位置関係で小ホールを穴明け加工し、これによって各小ホールの重ならない箇所に前記障壁部が形成されるようにすることを特徴とする。
【００３３】
また本発明の第６の態様によるプリント配線板におけるフィルドビア構造は、
絶縁基材層にビアホールが形成されて、そのビアホールに導体が充填されてなるプリント配線板におけるフィルドビア構造において、
平面視で見て、ビアホール全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線と定義し、
前記ビアホールは、前記外縁最短取り囲み線の内側に、絶縁基材が残留した障壁部が存在するように形成されていることを特徴とするものである。
【００３４】
また本発明の第７の態様によるプリント配線板におけるフィルドビア構造は、前記第６の態様のプリント配線板におけるフィルドビア構造において、
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部として形成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
また本発明の第８の態様によるプリント配線板におけるフィルドビア構造は、前記第６の態様のプリント配線板におけるフィルドビア構造において、
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部として形成されていることを特徴とするものである。
【００３６】
また本発明の第９の態様によるプリント配線板におけるフィルドビア構造は、前記第６の態様のプリント配線板におけるフィルドビア構造において、
前記障壁部が、前記外縁最短取り囲み線から、絶縁基材層が内側に延出する張り出し部と、前記外縁最短取り囲み線の内側でかつビアホールの外縁から内側に離れた領域において、ビアホールの底面から絶縁基材層が突出する立ち上がり部とによって構成されていることを特徴とするものである。
【００３７】
さらに本発明の第１０の態様によるプリント配線板は、
絶縁基材層にビアホールが形成されて、そのビアホールに導体が充填されてなるフィルドビア構造を有するプリント配線板において、
前記フィルドビア構造が、前記第６〜第9のいずれかの態様のフィルドビア構造とされていることを特徴とするものである。
【００３８】
また本発明の第１１の態様によるプリント配線板は、
絶縁基材が２層以上の絶縁基材層を積層して形成されており、かつ２層以上の絶縁基材層を貫通するビアホールが形成され、そのビアホールに導体が充填されて、２層以上の絶縁基材層を貫通するフィルドビア構造を有するプリント配線板において、
前記フィルドビア構造が、前記第６〜第9のいずれかの態様のフィルドビア構造とされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、放熱性を高めるべく放熱用貫通導電体の断面積を大きくした場合でも、電気めっき（ビアフィルめっき）時において放熱用の貫通導電体の表面に凹み部が生じないようにして、ビアホールの直上からビアホールの周辺にかけての表面の導体の平坦性を確保することができ、これによって良好な放熱性を得ると同時に、製造性、実装性、接続性の問題を生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一般的なプリント配線板における一般的なフィルドビア構造を原理的に示す断面図である。
【図２】図１のフィルドビア構造を形成する過程を段階的に示す断面図である。
【図３】図２の（ｃ）の段階におけるビアホール付近の平面図である。
【図４】ビアホール充填のための電気めっき時におけるめっき液の流れとめっき促進剤、めっき抑制剤の状況を示す模式図である。
【図５Ａ】ビアホールの開口面積が大きい場合の、従来のビアホール形成方法によるビアホール充填のための電気めっき時におけるめっき液の流れとめっき促進剤、めっき抑制剤の状況を示す模式図である。
【図５Ｂ】従来のビアホール形成方法によって形成した大きな開口面積のビアホールを、電気めっきで銅を充填した状態の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のビアホール形成方法の第１の例における、ビアホール形成のための小ホール形成位置を示す模式的な平面図である。
【図７】前記第１の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図９】前記第１の例のビアホール形成プロセスを段階的に示す断面図である。
【図１０】本発明のビアホール形成方法の第２の例における、ビアホール形成のための小ホール形成位置を示す模式的な平面図である。
【図１１】前記第２の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１２】本発明のビアホール形成方法の第３の例における、ビアホール形成のための小ホール形成位置を示す模式的な平面図である。
【図１３】前記第３の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。
【図１５】本発明のビアホール形成方法の第４の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１６】本発明のビアホール形成方法の第５の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１７】本発明のビアホール形成方法の第６の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１８】本発明のビアホール形成方法の第７の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図１９】本発明のビアホール形成方法の第８の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図２０】本発明のビアホール形成方法の第９の例によって形成したビアホールを示す平面図である。
【図２１】本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板の一例を示す断面図である。
【図２２Ａ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ａを示す断面図である。
【図２２Ｂ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｂを示す断面図である。
【図２２Ｃ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｃを示す断面図である。
【図２２Ｄ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｄを示す断面図である。
【図２２Ｅ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｅを示す断面図である。
【図２２Ｆ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｆを示す断面図である。
【図２２Ｇ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｇを示す断面図である。
【図２２Ｈ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｈ示す断面図である。
【図２２Ｉ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｉを示す断面図である。
【図２２Ｊ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｊを示す断面図である。
【図２２Ｋ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｋを示す断面図である。
【図２２Ｌ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｌを示す断面図である。
【図２２Ｍ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｍを示す断面図である。
【図２２Ｎ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｎを示す断面図である。
【図２２Ｏ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｏを示す断面図である。
【図２２Ｐ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｐを示す断面図である。
【図２２Ｑ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｑを示す断面図である。
【図２２Ｒ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｒを示す断面図である。
【図２２Ｓ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｓを示す断面図である。
【図２２Ｔ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｔを示す断面図である。
【図２２Ｕ】図２１に示されるプリント配線板の製造過程における段階Ｕを示す断面図である。
【図２３】本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板の別の例を示す断面図である。
【図２４】本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板のさらに別の例を示す断面図である。
【図２５】本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板のさらに別の例を示す断面図である。
【図２６】本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板のさらに別の例を示す断面図である。
【図２７Ａ】実施例におけるレーザ穴明け加工後のビアホールの平面視の顕微鏡写真である。
【図２７Ｂ】図２７Ａの顕微鏡写真を描き直した平面図である。
【図２８Ａ】図２７ＢにおけるＷ−Ｗ線断面の位置での、ビアフィルめっき後の顕微鏡写真である。
【図２８Ｂ】図２８Ａに示すビアフィルめっき後の顕微鏡写真を描き直した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
＜ビアホールの形状およびその形成方法の第１の例について＞
先ず図６に、例えば円形ビームを有するＣＯ２レーザなどのレーザビームによってビアホールを形成する方法の一例（第１の例）の概念を、ビアホール開口部分の表面に対する平面視で模式的に示し、図７、図８にその方法によって形成されたビアホールを示す。
【００４３】
第１の例では、最終的に形成すべきビアホールよりも小さい断面積の小ホールを形成する小ホール穴明け加工を、その加工位置をずらしながら複数回繰り返すこととしている。すなわち図６〜図８の例では、最終的なビアホール１４（図７、図８参照）の開口面積よりも小さい開口面積の断面円形の５個の小ホールＳ１〜Ｓ５を、その位置をずらしながらレーザビームの照射によって順次形成する（穴明け加工する）。この際、各回の小ホール穴明け加工では、各小ホールＳ１〜Ｓ５のそれぞれの一部が、隣り合う他の小ホールと重なり合うような位置関係（すなわち隣り合う小ホール同士が連続するような位置関係）で小ホールを穴明け加工する。すなわち、例えば先ず中央の小ホールＳ１を円形ビームのレーザ照射によって形成した後、その小ホールＳ１の四方のうちの一方の側の位置において、小ホールＳ１の周縁部の一部と重複する位置に円形ビームを照射して、２番目の小ホールＳ２を形成し、さらに同様な過程を繰り返して、小ホールＳ３〜Ｓ５を形成する。
【００４４】
これによって、図７、図８に示すように、小ホールが連続した、大開口面積のビアホール１４が形成される。そして順次ずらしながら円形の小ホールＳ１〜Ｓ５を形成することにより、ビアホール１４の外縁の輪郭には、穴明け加工で除去されずに取り残された、内側に張り出す箇所（張り出し部）３０Ａが４か所に存在することになる。
【００４５】
このようなビアホール１４の平面視の形状は、次のように表現することができる。
すなわち、先ず、平面視で見てビアホール１４全体の外縁のすくなくとも一部に接しながら前記外縁を取り囲む無端環状の取り囲み線を想定し、その取り囲み線の線長が最短となる線を外縁最短取り囲み線Ｌと定義する。図６、図７における２点鎖線がその外縁最短取り囲み線Ｌに相当する。
そして図６〜図８の例では、ビアホール１４の外縁の輪郭が、外縁最短取り囲み線Ｌの内側に、外縁最小取り囲み線Ｌから連続して内側に張り出して（突出して）している、ということができる。すなわち、その張り出した領域（張り出し部３０Ａ）が、前述の障壁部３０に相当することになる。言い換えれば、外縁最短取り囲み線Ｌの内側に絶縁層の残留部分が存在するように穴明け加工するのであり、その残留部分（張り出し部３０Ａ）が障壁部３０である。
なお前述のところでは、最初に中央の小ホールＳ１を形成することとしているが、小ホールＳ１〜Ｓ５の形成順序は、上記の例に限らず、任意に設定することができる。
【００４６】
＜第１の例の作用・効果＞
このように、外縁最短取り囲み線Ｌの内側に張り出す障壁部３０（張り出し部３０Ａ）が存在するようにビアホールを形成する（穴明け加工を行う）ことによって、ビアホール全体としての開口面積が大きい場合でも、その後の電気めっき時において、障壁部３０がめっき液の流れＦ（図４もしくは図５Ａ参照）に対する抵抗（障害）となり、ビアホール内のめっき液の流速が遅くなり、結果的に開口面積が小さい場合と同様に、めっき促進剤がビアホール内に滞留しやすくなる。そのため、ビアホール内での銅の析出速度（めっき速度）が速くなって、ビアホール内に急速に銅が析出、充填され、前述のような凹み部１６Ｐ（図５Ｂ参照）がビアホールの表面に生じてしまうことが防止される。すなわち、ビアホールの直上位置からビアホールの周辺にかけての部位で、表面が平坦となる。そのため、従来の一般的な方法によって開口面積の大きいビアホールを形成してビアフィルを行った場合のような問題、すなわち、部品をはんだ等によって実装する際に、部品が傾いたりして正しい姿勢に保持できなくなって、実装性が損なわれるような問題、あるいは凹み部１６Ｐで部品の接続不良が生じたりするなど、接続性が損なわれたりする問題や、そのほか製造性の問題の発生を防止することができる。
【００４７】
また、例えば特許文献１等に示されているように、断面積の小さい多数の放熱用貫通導電体を分散して（間隔を置いて）形成して、放熱性を高めようとした場合と比較すれば、同じ領域面積中でのトータルの貫通導体断面積は、本発明の上記の場合は、上記の分散形成の場合よりも大きくなるため、より放熱性を高めることができる。また逆に、同じ貫通導体断面積を得るために必要な領域面積は、本発明の場合は、上記の分散形成の場合よりも小さくて済むため、実装部品の配置性を損なったり、プリント配線板の小型化の阻害要因となったりすることがない。
さらに、電気的特性や伝熱特性も、同じ貫通導体断面積で比較して、分散形成の場合より良好となることが判明している。
【００４８】
＜第１の例のビアホールを適用したフィルドビア構造の形成方法＞
次に、図６〜図８を参照して説明したような第１の例のビアホール形状を有するフィルドビア構造を形成するための具体的な方法の一例について、図９（ａ）〜（ｈ）を参照して説明する。なお、本例では、穴明け加工にＣＯ２レーザ等によるレーザ加工を適用するものとしている。ビアホールを形成するための穴明け加工以外の工程については、従来の一般的な方法と同様であればよいので、それについては簡単に説明する。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる絶縁基材層１０における、回路素子などの実装部品を搭載する側の面（表側の面）を第１面１０Ａ、反対側の面（裏側の面）を第２面１０Ｂとする。ここで、図９（ａ）の段階では、絶縁基材層１０における第１面１０Ａの表面には、予め第１面側導体層１８が形成され、第２面１０Ｂ側に、銅などの第２面側導体層１５が形成されているものとする。なお絶縁基材層１０の厚みは、通常は２０〜８０μｍ程度であり、第１面側導体層１８および第２面側導体層１５の厚みは、通常はそれぞれ１０〜４０μｍ程度である。
【００５０】
このような状態から、図９（ｂ）に示すように、ＣＯ２レーザ加工が可能となるように、レーザ前処理として表面処理を施す（表面処理層３２）。この表面処理としては、例えば、亜塩素酸ナトリウム等を用いて銅の表面を酸化させる黒化処理などがある。
【００５１】
次いで、図９（ｃ）〜（ｅ）に示す、レーザ加工による穴明け加工を行う。すなわち先ず、図９（ｃ）に示しているように、穴明け加工すべき領域の中央部に、レーザ射出口３４によって円形ビームのレーザを照射し、図６に示した１番目の小ホールＳ１を形成する（１回目の小ホール穴明け加工）。続いて図９（ｄ）に示しているように、レーザ射出口３４を、小ホールＳ１の片側にずらして、２番目の小ホールＳ２を形成する（２回目の小ホール穴明け加工）。この際、小ホールＳ１形成のための１回目のレーザ照射領域の一部と、２回目のレーザ照射領域の一部とが重なるように、レーザ射出口３４のずらす距離を設定する。これによって、１番目の小ホールＳ１に、２番目の小ホールＳ２が連続することになる。さらに、図９（ｅ）に示しているように、レーザ射出口３４を、例えば小ホールＳ２の反対側にずらして、３番目の小ホールＳ３を形成する（３回目の小ホール穴明け加工）。この際にも、小ホールＳ１形成のための１回目のレーザ照射領域の一部と、３回目の小ホールＳ３形成のためのレーザ照射領域の一部とが重なるように、レーザ射出口３４のずらす距離を設定する。これによって、１番目の小ホールＳ１に、３番目の小ホールＳ３が連続することになる。引き続き、同様の過程を繰り返して（図示は省略）、４番目の小ホールＳ４、５番目の小ホールＳ５を形成する。
【００５２】
これによって、図９（ｆ）に示すような、また図６〜図８に示したような、５個の小ホールＳ１〜Ｓ５が連続した、大きい開口面積のビアホール１４が形成されたことになる。そしてこの状態のビアホール１４は、既に図６〜図８を参照して説明したように、ビアホール１４の外縁の絶縁基材層１０に、平面視で外縁最短取り囲み線Ｌから内側に張り出した張り出し部３０Ａ（障壁部３０）が形成されていることになる。
【００５３】
ここで、各小ホールＳ１〜Ｓ５の径は特に限定しないが、通常は５０〜１００μｍ程度とすればよい。小ホールＳ１〜Ｓ５の径は照射するレーザビームのビーム径によって調整することができる。
また張り出し部３０Ａ（障壁部３０）における、平面視での外縁最短取り囲み線Ｌからの張り出し距離ＬＨは、通常は４０μｍ程度以上が好ましい。張り出し距離ＬＨは、小ホールの径（レーザビームのビーム径）に応じ、隣り合う小ホールの重ね合わせる程度（レーザビームのずらし距離に対応）によって調整することができる。
【００５４】
その後、図９（ｆ）に示すように、レーザ前処理の表面処理層３２を除去するとともに、デスミア処理を行って、ビアホール１４の底部に残る絶縁基材層樹脂の残渣などを除去する。
【００５５】
その後、無電解めっきを施して、図９（ｇ）に示すように、少なくともビアホール１４とその周辺における非導電性の表面（本例では、少なくともビアホールの内側面）に、無電解めっきによって、銅などの導電材からなる電気めっき時導通用の薄層（無電解めっき層）２０を形成する。
【００５６】
その後、銅などの熱伝導性に優れた導電材の電気めっきをビアホール１４内およびその周辺に施し、図９（ｈ）に示すように、ビアホール１４内に充填された貫通導体部１６およびそれに連続する周辺導電層２２を形成する。この際、電気めっき液としては、前述のようにめっき抑制剤及びめっき促進剤が添加されたものを用いる。なおこの電気めっきにおける、ビアホール周辺めっき厚みＴｍは、一般には１０〜３０μｍ程度とする。
【００５７】
以上のプロセスにおいて、電気めっき液に添加されるめっき抑制剤、めっき促進剤の種類は特に限定されないが、銅の電気めっきの場合、めっき抑制剤としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）や、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）などが添加されるのが一般的であり、めっき促進剤としては、硫黄系化合物（ＳＰＳ）やシュウ酸、ホウ酸などが添加されるのが一般的である。
【００５８】
また本例では、穴明け加工にレーザ加工を適用することとしているが、レーザ加工に限らず、フォトレジストを用いたフォトエッチングや、ブラストによる穴明け加工を適用してもよい。これらの方法を適用する場合も、最終的なビアホールの平面視の形状として、前述のような障壁部（例えば張り出し部）が存在するような形状に穴明け加工することはもちろんである。また上記の例では、レーザ加工で複数回の小ホール形成加工を繰り返すことによって、障壁部（例えば張り出し部）を有する形状としているが、フォトエッチングによる場合等においては、一回の加工で障壁部を有するビアホールを形成することが可能である。
【００５９】
＜ビアホールの形状の別の例＞
さらに、ビアホールの平面視の形状（開口部分輪郭形状）の別の例（第２の例〜第９の例）を、図１０〜図２０を参照して説明する。
【００６０】
図１０、図１１には、第２の例を示す。この例においては、例えば円形ビームを有するＣＯ２レーザなどのレーザビームによってビアホールを形成する際の各小ホールＳ１〜Ｓｎの数を、より多くした場合の例である。すなわち図６〜図８の第１の例の場合は、５個の小ホールＳ１〜Ｓ５を連続させて、張り出し部３０Ａ（障壁部３０）を有するビアホールを形成しているが、第２の例では、合計２３個の小ホールＳ１〜Ｓ２３によって、第１の例のビアホールをその一方の側に延長させた形状のビアホールを形成することとしている。この場合も、第１の例と同様に、外縁最小取り囲み線Ｌの内側に、絶縁基材層１０が残留した張り出し部３０Ａ（障壁部３０）が多数存在する。
【００６１】
図１２〜図１４には、第３の例を示す。この例においては、図６〜図８に示した第１の例における、中央の小ホールＳ１の形成を省き、これによって、ビアホール１４内のほぼ中央部に、ビアホールの開口輪郭（外縁）から内側に離れてビアホール底面から上方に突出した部分（立ち上がり部）３０Ｂが形成されている。また第１の例と同様に、張り出し部３０Ａも形成されている。ここで、上記の立ち上がり部３０Ｂも、ビアホール１４に流入するめっき液の流れに対する抵抗となる。したがってこの立ち上がり部３０Ｂも、障壁部３０を構成していることになる。
【００６２】
図１５には、第４の例を示す。この例においては、複数の小ホールをその一部が重なるように（連続するように）形成するにあたって、その連続させる方向を、２方向として、全体として平面視で略Ｖ状をなすビアホール１４を形成した例である。
【００６３】
図１６には、第５の例を示す。この例は、ビアホール１４の形成にあたって、外縁から内側に張り出す張り出し部３０Ａは形成せず、ビアホール１４のほぼ中央部に、独立した立ち上がり部３０Ｂを、前述の障壁部３０として形成した例である。この例における外縁最短取り囲み線Ｌは、ビアホール１４の全体の輪郭線と同じであるが、立ち上がり部３０Ｂは、外縁最短取り囲み線Ｌの内側に存在する、ということができる。なおこの例では、平面視でのビアホール１４の全体の開口形状が矩形状であり、また立ち上がり部３０Ｂも平面視で矩形状であるが、このような形状のビアホール１４は、レーザ加工以外の穴明け加工、例えばフォトエッチングの手法やブラスト処理でのザグリ加工等により、１回の穴明け加工で容易に形成することが可能である。なお場合によっては、レーザ加工によっても図１６に示すような形状のビアホールを形成することも可能である。例えばレーザビーム照射位置を連続的に移動させることによって、最終的に図１６に示す形状のビアホール１４を形成することができる。
【００６４】
図１７には、第６の例を示し、図１８には、第７の例を示す。これらの例においては、ビアホール１４は、平面視で異形多角形状（外縁に、内外方向の凹凸を有する多角形状）をなすように形成されている。これらの例でも、外縁最短取り囲み線Ｌより内側に張り出す張り出し部３０Ａ（障壁部３０）が多数存在する。
【００６５】
図１９には、図１７に示した第６の例の変形例として、第８の例を示し、図２０には、図１８に示した第７の例の変形例として、第９の例を示す。これらの例は、障壁部３０として外縁からの張り出し部３０Ａに加えてビアホール１４の中央部の底面から突出する立ち上がり部３０Ｂを形成した例である。
【００６６】
なお上記の第６の例〜第９の例のいずれの場合も、レーザ加工による小ホール穴明けの複数回の繰り返しに依らずに、フォトエッチング等の１回の穴明け加工でビアホールを形成することができる。
【００６７】
＜適用されるプリント配線板の構造例＞
図２１には、本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板の一例として、片面埋め込みタイプの３層構造のプリント配線板１００を示す。
【００６８】
図２１において、プリント配線板１００における部品実装側の面を第１面１００Ａ、反対側の面を第２面１００Ｂとする。絶縁基材としては２層、すなわち第１面側の第1絶縁基材層１０２及び第２面側の第２絶縁基材層１０４を有している。第1絶縁基材層１０２における第１面側には所定のパターンで第１面側導体層１０６が形成され、第２絶縁基材層１０２における第２面側には第２面側導体層１０８が所定のパターンで形成され、さらに第1絶縁基材層１０２と第２絶縁基材層１０４との間には所定のパターンの中間導体層１１０が介挿されている。ここで本実施形態では、第２面側導体層１０８は第２絶縁基材層１０４の表面上に実質的に突出しないように、第２面絶縁基材層１０４の表面層に埋め込んで形成されている。なお第１面側導体層１０６は、通常のプリント配線板と同様に、第１面側の第1絶縁基材層１０２の表面上に形成されている。第１面側導体層１０６は、主として、表面実装部品を接続するための接続部１１２、および回路パターン導電部１１４などとして形成されている。第２面側導体層１０８は、主として、放熱を兼ねてマザーボードなどに接続するための接続・放熱部１１６、および回路パターン導電部１１８などとして形成されている。
【００６９】
第１絶縁基材層１０２には、第１面側から複数のビアホール１４が貫通形成されている。また第２絶縁基材層１０４も、第１面側（第１絶縁基材層１０２の側）から複数のビアホール１４が貫通形成されている。
【００７０】
これらのビアホール１４は、図６〜図２０を参照して説明したビアホール１４と同様であって、平面視で外縁最短取り囲み線の内側に絶縁基材が残留する障壁部３０、すなわち本発明の特徴とする障壁部３０が形成されたものである。ここで図２１では、図面を簡略化するため、ビアホール１４の中央部においてビアホールの開口輪郭（外縁）から内側に離れてビアホール底面から上方に突出する立ち上がり部によって障壁部３０が構成されているものとしているが、実際上は図１４に示した例と同様に、ビアホール１４の外縁最短取り囲み線から内側に張り出す張り出し部も同時に障壁部３０として形成されていてもよいことはもちろんであり、また立ち上がり部ではなく張り出し部のみによって障壁部３０が構成されていてもよい。
【００７１】
各ビアホール１４の内面には、無電解めっき層２０が形成され、さらにその内側に、銅などの良導電材が電気めっきによって充填されて、貫通導体部１６が形成され、これによってフィルドビア構造が構成されている。
【００７２】
第１絶縁基材層１０２を貫通する貫通導体部１６は、第１面の側において第１面側導体層１０６と一体化されており、第２面の側において無電解めっき層２０を介して中間導体層１１０に接続されている。また第２絶縁基材層１０４を貫通する貫通導体部１６は、第１面の側において中間導体層１１０に一体化されており、第２面の側において無電解めっき層２０を介して第２面側導体層１０８に接続されている。
【００７３】
なお第１面１００Ａにおいて、第１面側導体層１０６のうちの表面実装部品を接続するための接続部１１２を除く領域の表面は、ソルダーレジスト１３４によって覆われている。また第２面１００Ｂにおける第２面側導体層１０８のうちの接続・放熱部１１６を除く領域も、ソルダーレジスト１３６によって覆われている。
【００７４】
＜３層構造のプリント配線板の製造の全体プロセス＞
次に、本発明のビアホール形成方法を適用しつつ、図２１に示される３層構造のプリント配線板１００を製造するプロセスの一例における段階Ａ〜Ｖについて、図２２Ａ〜図２２Ｕを参照して説明する。
【００７５】
・段階Ａ（図２２Ａ参照）； 出発材
先ず出発材として、両面キャリア付き積層体１４０を用意する。この両面キャリア付き積層体１４０は、絶縁材からなる板状の支持体１４０Ａの両面に相対的に厚い銅箔（例えば１８μｍのキャリア銅箔）１４０Ｂが接合されるとともに、両側のキャリア銅箔１４０Ｂのそれぞれの表面に相対的に薄い銅箔（例えば３μｍの極薄銅箔）１４０Ｃが、引き剥がし可能に密着されたものである。
【００７６】
・段階Ｂ（図２２Ｂ参照）；
上記のような両面キャリア付き積層体１４０の所定の位置（通常は周辺部）に、表裏貫通するツーリングホール１４２を形成する。このツーリングホール１４２は、後の工程での位置合わせの基準となる。
【００７７】
・段階Ｃ（図２２Ｃ参照）；めっきレジストとなるドライフィルムのラミネート
両面キャリア付き積層体１４０における極薄銅箔１４０Ｃの表面に、後の電気銅めっき段階Ｅでのめっきレジストとなるドライフィルム１４４をラミネートする。
【００７８】
・段階Ｄ（図２２Ｄ参照）；めっきレジストのパターン形成
フォトリソグラフィの技法を用いて、ドライフィルム１４４を、所定のパターンで露光、現像して、パターン形成する。すなわち次の電気銅めっき段階Ｅで形成すべき第２面側導体層１０８の導体パターンに対応するめっきレジストのパターンを形成する。
【００７９】
・段階Ｅ（図２２Ｅ参照）；電気銅めっき 
電気銅めっきを施して、極薄箔１４０Ｃ上に前述の第２面側導体層１０８を、所定のパターンで形成する。
【００８０】
・段階Ｆ（図２２Ｆ参照）；ドライフィルム剥離
ドライフィルム１４４を剥離する。
【００８１】
・段階Ｇ（図２２Ｇ参照）；積層前処理
次の積層プレス段階Ｈにおける絶縁樹脂１４６と所定の導体パターンの第２面側導体層１０８との間の密着力を確保するため、第２面側導体層１０８の表面を粗面化する前処理を行う。なおこの粗面化した表面層を符号１０８aで示す。
【００８２】
・段階Ｈ（図２２Ｈ参照）；積層プレス
所定の導体パターンの第２面側導体層１０８の両面のそれぞれに、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂１４６と、相対的に薄い銅箔（例えば３μｍ厚の極薄銅箔）１４８と、相対的に厚い銅箔（例えば１８μｍ厚のキャリア銅箔）１５０とを積層し、プレスする。ここで、絶縁樹脂１４６は、前述の第２絶縁基材層１０４となるべき樹脂である。またキャリア銅箔１５０は、極薄銅箔１４８に対して引き剥がし可能に密着している。
【００８３】
・段階Ｉ（図２２Ｉ参照）；キャリア銅箔剥がし
キャリア銅箔１５０を引き剥がす。
【００８４】
・段階Ｊ（図２２Ｊ参照）；レーザ前処理
極薄銅箔１４８の表面に、次のレーザ穴明け段階ＫにおいてＣＯ２レーザの照射による穴開けが可能となるように前処理を行う。すなわち、極薄銅箔１４８の表面に、前処理を行わずにＣＯ２レーザを照射した場合、レーザエネルギーが反射・拡散してしまって、確実に穴明けすることが困難となる。そこで、銅箔表面にエネルギーが吸収されるような前処理を施す。この前処理としては、例えば黒化処理等を行う。図２２Ｊにおいて、極薄銅箔１４８の前処理が施された表面層を符号１４８ａで示している。
【００８５】
・段階Ｋ（図２２Ｋ参照）；レーザ穴明けによるビアホール形成
ＣＯ２レーザを極薄銅箔１４８の表面に照射して、極薄銅箔１４８からその下側の第２絶縁基材層１０４を貫通するように穴明け加工を施し、複数のビアホール１４を形成する。この段階では、既に説明したような本発明のビアホール形成方法を適用する。すなわち、例えば図９を参照して説明したように、レーザビームの照射領域（一つの小ホールを形成するための照射領域）を順次ずらして、各小ホールをその一部が他の小ホールと連続するように穴明け加工し、それぞれ障壁部３０を有する複数の大開口面積のビアホール１４を形成する。
【００８６】
・段階Ｌ（図２２Ｌ参照）；デスミア・無電解銅めっき
各ビアホール１４の底部の樹脂残渣を除去することを目的としてデスミア処理を行った後、ビアホール内面の導通を目的として、無電解銅めっきを行ない、無電解銅めっき層２０を形成する。
【００８７】
・段階Ｍ（図２２Ｍ参照）；めっきレジストとなるドライフィルムのラミネート
極薄銅箔１４８の表面に、後の電気銅めっき段階Ｏでのめっきレジストとなるドライフィルム１５４をラミネートする。
【００８８】
・段階Ｎ（図２２Ｎ参照）；めっきレジストのパターン形成
フォトリソグラフィの技法を用いて、ドライフィルム１５４を所定のパターンで露光、現像して、パターン形成する。すなわち次の電気銅めっき段階で形成すべき中間導体層１１０の導体パターンに対応するめっきレジストのパターンを形成する。
【００８９】
・段階Ｏ（図２２Ｏ参照）；電気銅めっき
電気銅めっきを施し、ビアホール１４内を銅によって充填して貫通導体部１６を形成するとともに、極薄箔１５４上に前述の中間導体層１１０を、所定のパターンで形成する。
【００９０】
・段階Ｐ（図２２Ｐ参照）；ドライフィルム剥離
ドライフィルム１５４を剥離する。
【００９１】
・段階Ｑ（図２２Ｑ参照）；クイックエッチング
電気銅めっきの導通層であった、極薄銅箔１４８と無電解銅めっき層２０のうち、中間導体層１６が存在しない領域についてエッチング処理で除去する。
【００９２】
・段階Ｒ（図２２Ｒ参照）；段階Ｇ〜段階Ｐの繰り返し。
段階Ｇ〜段階Ｐを繰り返すことにより、もう１層分の形成を行う。すなわち、積層前処理後、積層プレスを行なって、第１絶縁基材層１０２を有する状態とし、さらにキャリア箔剥がし、レーザ前処理、レーザ穴明けによる第１絶縁基材層１０２へのビアホール１４の形成、デスミア・無電解銅めっき、めっきレジストとなるドライフィルムのラミネート、ドライフィルムの露光・現像、電気銅めっきでのビアホール１４の充填による貫通導体部１６の形成及び第１面側導体層１０６の形成、さらにドライフィルムの除去、クイックエッチングを行う。これによって、３層構造の二つのプリント配線板１００、１００´を逆向きに積層した構造が得られる。
【００９３】
なお、上記の段階Ｒの繰り返し過程中におけるレーザ穴明け段階でも、段階Ｋ（図２２Ｋ参照）について説明したと同様に、本発明のビアホール形成方法を適用する。すなわち、例えば図９を参照して説明したように、レーザビームの照射領域（一つの小ホールを形成するための照射領域）を順次ずらして、各小ホールをその一部が他の小ホールと連続するように穴明け加工し、障壁部３０を有する大開口面積のビアホール１４を形成する。
【００９４】
・段階Ｓ（図２２Ｓ参照）；デタッチ
極薄箔銅箔１４０Ｃとキャリア銅箔１４０Ｂとの間を引き剥がす（デタッチ）。これによって、上下二つの３層構造のプリント配線板１００、１００´が分離されることになる。なおこの後の工程の図については、分離した片側（図の上側）の３層構造配線板１００についてのみ示す。
【００９５】
・段階Ｔ（図２２Ｔ参照）；クイックエッチング
上記の繰り返し段階Ｒ中の電気銅めっきにおける導通層であった、極薄銅箔１４８´と無電解銅めっき層２０´のうち、第１面側導体層１０６が存在しない領域、および極薄銅箔１４０Ｃをエッチング処理で除去する。
【００９６】
・段階Ｕ（図２２Ｕ参照）；ソルダーレジスト形成
第１面側導体層１０６のうちの表面実装部品を接続するための接続部１１２を除く領域の第１面側表面と、第２面側導体層１０８のうちの接続・放熱部１１６を除く領域を、ソルダーレジスト１３４、１３６によって覆う。この際、一般的には、ドライフィルムタイプやインクタイプのソルダ―レジストを表面に塗布し、露光、現像し、ソルダーレジストのパターンを形成する（前述したフォトリソグラフィのドライフィルムのパターン形成と同様な工程）。
【００９７】
・段階Ｖ；各種表面処理
さらに、必要に応じて、必要な部位に電気めっきもしくは無電解めっきによる各種金属の被覆や、ＯＳＰや半田プリコートなどの表面処理を施す。
【００９８】
このようにして、本発明のフィルドビア構造を有する、図２１に示した片面埋め込みタイプの３層構造のプリント配線板１００を製造することができる。
【００９９】
＜適用されるプリント配線板の他の例＞
図２３〜図２５には、それぞれ、本発明のビアホール形成方法を適用して製造されるプリント配線板の別の例、言い換えれば本発明のフィルドビア構造を有するプリント配線板の別の例を示す。
【０１００】
図２３に示すプリント配線板２００は、２層構造、すなわち両面板に本発明のフィルドビア構造を適用した例であり、ここでは、片面側の導体層（第２面側導体層２０６）が絶縁基材層２０２に埋め込み形成されたものを示している。もちろん場合によっては、両面側の導体層（第１面側導体層２０４および第２面側導体層２０６）が絶縁基材層２０２に埋め込み形成されていてもよい。また、両面側の導体層２０４、２０６を絶縁基材層２０２から突出するように形成してもよいことはもちろんである。
【０１０１】
図２４に示すプリント配線板３００は、多層板の一例として、一般的な３層構造に本発明のフィルドビア構造を適用した例である。但し、図２４に示すプリント配線板３００は、図２１に示した３層構造プリント配線板１００とは若干異なり、第２面側導体層１０８が、第２絶縁基材層１０４に埋め込まれていない構成とされている。なお図２４には多層板の一例として３層板を示しているが、４層以上の多層板にも適用できることはもちろんである。
【０１０２】
図２５に示すプリント配線板４００も、多層板の一例として、絶縁基材が２層の絶縁基材層１０２、１０４を積層して形成された３層構造に本発明のフィルドビア構造を適用した例である。但し、図２５に示すプリント配線板４００は、図２１に示した３層構造プリント配線板１００とは若干異なり、図２５の２点鎖線によって丸囲いした部分ＰＡ、ＰＢ、ＰＣのうち、図２５の中央に位置する部分ＰＢには、２層以上の絶縁基材層１０２、１０４を貫通するビアホール１４Ｂが形成され、そのビアホール１４Ｂに導体が充填されて、２層以上の絶縁基材層１０２、１０４を貫通するフィルドビア構造が形成されている。すなわち絶縁基材層１０２、１０４を貫通するビアホール１４の内面には、無電解めっき層２０が形成され、さらにその内側に、銅などの良導電材が電気めっきによって充填されて、２層の絶縁基材層１０２、１０４を貫通する貫通導体部１６Ｂが形成され、これによってフィルドビア構造が構成されている。そしてビアホール１４Ｂも、平面視で外縁最短取り囲み線の内側に絶縁基材が残留する障壁部３０、すなわち本発明の特徴とする障壁部が形成されたものである。
【０１０３】
図２５に示すように、２層の絶縁基材層１０２、１０４を貫通するビアホール１４Ｂを形成するにあたって前記障壁部を形成するためには、その２層の絶縁基材層１０２、１０４を積層した状態で、前述のようなレーザなどによる穴明け加工を、障壁部を残すように絶縁基材層１０２、１０４を貫通して施せばよい。すなわち２層分貫通するようにレーザなどによる穴明け加工を施せばよい。
【０１０４】
なお図２５の２点鎖線によって丸囲いした部分ＰＡ、ＰＢ、ＰＣのうち、図２５の左側、右側に位置する部分ＰＡ、ＰＣについては、図２１の例と同様である。
【０１０５】
なおまた、図２５の例は、絶縁基材が２層の絶縁基材層１０２、１０４を積層して形成された３層構造に本発明のフィルドビア構造を適用した例であるが、４層以上の多層構造の場合にも、各層を貫通する貫通導体部を形成するために、各層を貫通してレーザ穴明け加工を施すにあたって上記と同様に障壁部を形成することができる。
【０１０６】
図２６に示すプリント配線板５００は、ビルドアップ構造を有するプリント配線板に、本発明のフィルドビア構造を適用した例である。ここでは、コア基材層５０２の両面側に、それぞれ中間導体層５０４、５０６を介して絶縁基材層５０８、５１０が積層され、さらにその絶縁基材層５０８、５１０の上に２層の導体層５１２、５１４が形成されている。さらに、各絶縁基材層５０８、５１０にビアホール１４が形成されて、そのビアホール１４内に貫通導電部１６が形成されている。そしてこのようなビアホール１４、貫通導体部１６に、本発明のフィルドビア構造が適用されている。ビルドアップ構造のプリント配線板としては、図２６の例に限らず種々の積層構造に適用することができ、それらの場合にも本発明のフィルドビア構造を適用することができることはもちろんである。
【０１０７】
以下に、本発明の実施例を示す。
【実施例】
【０１０８】
図９を参照して説明した方法にしたがって、ＣＯ２レーザを用いて絶縁基材層に図６〜図８を参照して説明した形状のビアホールを形成し、そのビアホールに無電解銅めっき後、電気銅めっきにより銅を充填してフィルドビア構造を形成する実験を、次のようにして行った。
【０１０９】
図９を参照すれば、絶縁基材層１０は、ガラスエポキシ樹脂からなる厚み３０μｍの層であり、その絶縁基材層１０の第１面１０Ａの表面には、予め銅からなる厚み３μｍの第１面側導体層１８が形成され、第２面１０Ｂ側にも、銅からなる厚み２０μｍの第１面側導体層１５が形成されている（図９（a））。そしてレーザ前処理として、黒化処理（図９（b）の符号３２）を施した後、図９（ｃ）〜（ｆ）に示すように、ＣＯ２レーザを照射して、ビアホールを形成した。レーザビームとしては、照射部位の表面におけるビーム径が９０μｍの円形ビームを用いた。この際、図６に示したように、照射位置を順次ずらせて、合計５個の小ホールＳ１〜Ｓ５を形成して、最終的に５個の小ホールＳ１〜Ｓ５が連続した、大きい開口面積のビアホール１４とした。ビアホールを形成した状態の平面視の拡大顕微鏡写真を図２７Ａに示し、その写真に表われている平面視の形状を描き直した図を図２７Ｂに示す。
【０１１０】
図２７Ｂ中に記載しているように、ビアホール１４の平面視の形状としては、外縁最短取り囲み線Ｌから４か所において内側に張り出す張り出し部３０Ａ（障壁部３０）が形成されていた。ここで、ビアホール１４の平面視の全体的な寸法（外縁最短取り囲み線Ｌにより取り囲まれた領域の寸法）は、１５２μｍ×１５６μｍであり、張り出し部３０Ａ（障壁部３０）における外縁最短取り囲み線Ｌから内側への張り出し距離ＬＨは４５μｍであった。
【０１１１】
ビアホール形成後、レーザ前処理の表面処理層を除去するとともに、デスミア処理を行って、ビアホール１４の底部に残る絶縁基材層樹脂の残渣などを除去してから、無電解めっきを施して電気めっき時導通用の薄層（無電解めっき層）２０を、膜厚Ｔｐ＝０，５μｍで形成してから、電気銅めっきをビアホール１４内およびその周辺に施した。この際、電気めっき液としては、基本的なめっき液組成として、硫酸銅２００ｇ／Ｌ、硫酸５０ｇ／Ｌ、塩素５０ｍｇ／Ｌを含有し、さらにめっき促進剤とめっき抑制剤を含有するものを用いた。またこの電気銅めっきは、板面にほぼ平行な方向にめっき液を流しながら実施し、ビアホール１４の周辺におけるめっき厚Ｔｍ＝３０μｍとなるようにめっき時間を設定した。
【０１１２】
銅めっき後のビアホール付近の断面の拡大顕微鏡写真を図２８Ａに示し、その写真を描き直した図を図２８Ｂに示す。
図２８Ａ、図２８Ｂに示すように、ビアホール１４内は完全にめっき銅によって充填されており、またビアホール直上の表面に、わずかに窪んだ部位１６Ｑが存在しているが、その凹み量（凹み深さ）Ｄqは、わずか５μｍに過ぎなかった。
【０１１３】
さらに同様な条件で数十回実験を繰り返したが、上記の凹み深さＤqは１０μｍ以下に収まることが確認された。このような１０μｍ以下の凹み深さでは、実装性や接続性、製造性などを阻害するおそれがないことが確認されている。したがって、ビアホール直上の表面に１０μｍ以下の凹みが存在しても、実質的に平坦であるとみなすことができる。
【０１１４】
以上、本発明の好ましい実施形態、および実験例を説明したが、本発明はこれらの実施形態、実験例に限定されないことはもちろんである。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０・・・絶縁基材層
１４・・・ビアホール
１６・・・貫通導体部（フィルドビア）
３０・・・障壁部
３０Ａ・・・張り出し部
３０Ｂ・・・立ち上がり部
１００，２００，３００,４００，５００・・・プリント配線板
Ｌ・・・外縁最短取り囲み線
Ｓ１〜Ｓ２１・・・小ホール
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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【図２２Ｇ】
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【図２２Ｈ】
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【図２２Ｉ】
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【図２２Ｊ】
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【図２２Ｋ】
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【図２２Ｌ】
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【図２２Ｍ】
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【図２２Ｎ】
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【図２２Ｏ】
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【図２２Ｐ】
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【図２２Ｑ】
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【図２２Ｒ】
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【図２２Ｓ】
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【図２２Ｔ】
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【図２２Ｕ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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