(57)【要約】【課題】スルーホールが設けられた基材の板厚が厚い場合やスルーホール径が小さい場合でも、充填剤をスルーホール内へ容易に埋め込むことができ、気泡の巻き込み、基材表面への充填剤による滲みなどを生じないようにして充填剤を穴埋めする技術を提供することを目的とする。【解決手段】基材に設けられたスルーホールへ穴埋め用の充填剤を埋め込むものであるプリント配線板の製造方法において、基材表面にフィルムのラミネート処理を行い、スルーホール開口部に対応する部分のフィルムに穴明け加工をし、穴明け加工がされたフィルム表面へ充填剤を供給することよりスルーホール内に充填剤を埋め込み、該フィルムを剥離するものとした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に設けられたスルーホールへ穴埋め用の充填剤を埋め込むものであるプリント配線板の製造方法において、
基材表面にフィルムのラミネート処理を行い、スルーホール開口部に対応する部分のフィルムに穴明け加工をし、
穴明け加工がされたフィルム表面へ充填剤を供給することよりスルーホール内に充填剤を埋め込み、
該フィルムを剥離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】
充填剤は、２０〜８０Ｐａ・ｓの粘度を有するものである請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
充填剤は、樹脂に、無機フィラーまたは金属粉末を混合したものである請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
穴明け加工は、レーザーによるものである請求項１〜請求項３いずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
フィルムは、熱硬化性樹脂からなるものである請求項１〜４いずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の製造方法に関するものであり、特に、基材に設けられたスルーホールを樹脂等の充填剤により穴埋めを行う工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント配線板の製造においては、プリント配線板を構成する基材に設けられたスルーホールを保護等するために、スルーホール内へ樹脂等の充填剤を埋め込む、穴埋め作業が行われている。この穴埋め法としては、基材に設けられた全てのスルーホールを一括に、ロールを用いて充填剤を埋め込む工法（以下、ロールコータ法と称す。例えば特許文献１参照）や、スクリーン製版又はメタルマスク等に開口部を設けたものを準備し、スキージを使用して穴埋めが必要なスルーホールのみを選択的に充填剤を埋め込む工法（以下スキージ法と称する。例えば特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２１０５３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７７２５４号公報
【０００４】
図３にロールコータ法の工程概略図を示す。このロールコータ法では、スルーホール１が設けられた基材２の両面をロール９、１０で挟み込むようにし、一方側のロール１０表面に穴埋め用の充填剤６を付着させ、ロール１０を回転させることでスルーホール１内に充填剤６を埋め込むことが一般的に行われている。
【０００５】
このロールコータ法によると、充填剤が付着されたロールが基材に回転接触するため、全てのスルーホールを一括して穴埋めすることが可能である。しかしながら、穴埋めを行うスルーホールと穴埋めしないスルーホールとの区別をして充填剤を埋め込むという選択的な穴埋め作業を行うことは困難であった。
【０００６】
次にスキージ法の工程概略図を図４に示す。このスキージ法では、スクリーン製版７を基材２上方に配置し、穴埋めを行うスルーホール１に対し、スクリーン製版７上に供給された穴埋め用の充填剤６をスキージ８によって埋め込みすることが行われる。
【０００７】
このスキージ法では、穴埋めの必要なスルーホールのみを選択して穴埋め用樹脂を充填することが可能である。しかし、埋め込み性を向上させるためには、スキージ角度を極端に小さくする必要があり、穴埋め作業の時間も長くなる傾向がある。そして、このスキージ法では、一回のスキージ動作で埋め込みできる穴埋め量に限界があり、基材の板厚が厚いと一回のスキージ動作では完全に埋め込むことができない場合が生じた。また、スルーホール径が小さくなった場合でも、樹脂の入り込み口が小さいため、一回のスキージ動作で完全に埋め込むことができない場合が生じた。
【０００８】
このような板厚の厚い場合やスルーホール径が小さい場合には、スキージ動作を繰り返すことでスルーホール内を充填剤で完全に埋め込むことが考えられる。ところが、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう、スキージ動作を繰り返すと基材２表面に充填剤６が滲んだり、場合によっては近傍にある対象外のスルーホールに充填剤を付着或いは埋め込みをする現象が生じた。これは、先のスキージ動作によってスルーホール開口部に盛り上がった状態の充填剤６が存在するため、その上から更にスキージ動作を行うことにより、基板２とスクリーン製版７との間に充填剤６が濡れ広がる現象を生じるためである。また、基板２とスクリーン製版７との間に充填剤６が濡れ広がった状態で、更にその上からスキージ動作を繰り返し行うと、濡れ広がった充填剤６がスクリーン製版７に再び付着するため、基材２表面にある充填剤６の表面が凹凸を有した状態となる。このように充填剤６の表面が凹凸となっている状態でさらに埋め込みを行うと、スルーホール内に埋め込まれる充填剤６中に気泡１１を巻き込んでしまう現象が生じやすい。
【０００９】
充填剤の滲みがひどい基材は、後処理工程である基材表面の清浄作業の負担が非常に大きくなる。穴埋め処理後においては、基材表面凸部やスルーホール開口周辺に付着した充填剤を除去するために、基材表面を平滑にする表面研磨処理が行われる。穴埋め用の充填剤は一般的に耐摩耗性に優れるため、充填剤の滲みがひどい場合、表面研磨処理は非常に困難となる。特に、基材表面に充填剤が多量に存在していると、表面研磨を過剰に行うこととなり、その際、基材表面に形成された回路パターンで、充填剤が存在する部分と存在しない部分とで、研磨量の差が生じ、回路パターンの厚みに差を生じてしまう傾向があった。
【００１０】
さらに、穴埋め用の充填剤は、その殆どが溶剤を含んでおり、加熱硬化による体積収縮を生じる。そのため、穴埋め直後には、ある程度盛り上がった状態になるように充填剤を埋め込む必要があり、加熱硬化後に穴埋めしたスルーホール開口部が凹状にならないように配慮する作業を要した。
【００１１】
このようなロールコータ法やスキージ法においては、上記したような不具合もある上、スルーホール径がより小径になると、充填剤の粘度やスキージ条件などを工夫しても、穴埋め処理を完全に行うことが困難な場合が生じていた。そのため、スキージ法やロールコータ法における不具合を解消し、小径のスルーホールに対しても、確実に穴埋め処理を行える技術が提案されている（例えば特許文献３参照）。
【００１２】
【特許文献３】特開２００１−１４４４３５号公報
【００１３】
この特許文献３に開示される先行技術は、スルーホールが設けられたコア材表面にフィルムをラミネートし、スルーホール上部に当たるフィルムに穴を明け、穴の明けられたフィルム上にシート状の樹脂をラミネートし、その後スルーホール内部を減圧し、スルーホール内に樹脂を充填し、最後にフィルムを剥離するというスルーホール樹脂充填方法である。
【００１４】
この方法によれば、スルーホールが設けられたコア材表面を汚すことなく、スルーホール内へ樹脂を充填して穴埋め処理を行うことが可能となる。しかしながら、この特許文献３による方法では、シート状の樹脂によりスルーホール内を穴埋めするため、小径のスルーホールを確実に充填することが難しいものと考えられる。また、スルーホール径とコア材の厚みとによるアスペクト比が大きくなると、すなわち、厚みのあるコア材に小径のスルーホールを設けたものの場合には、シート状の樹脂によりスルーホールを完全に埋め込むことは困難なものとなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような事情を背景になされたものであり、スルーホールが設けられた基材の板厚が厚い場合やスルーホール径が小さい場合でも、充填剤をスルーホール内へ容易に埋め込むことができ、気泡の巻き込み、基材表面への充填剤による滲みなどを生じないようにして充填剤を穴埋めする技術を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、基材に設けられたスルーホールに、穴埋め用の充填剤を埋め込むものであるプリント配線板の製造方法において、基材表面にフィルムのラミネート処理を行い、スルーホール開口部に対応する部分のフィルムに穴明け加工をし、穴明け加工がされたフィルム表面に充填剤を供給することより充填剤をスルーホール内に埋め込み、該フィルムを剥離することを特徴とするものとした。
【００１７】
本発明の製造方法によれば、穴埋めの必要なスルーホール開口部に対応する部分のフィルムに穴を明けるので、埋め込みの必要がないスルーホールを確実に選択して充填剤の埋め込み処理が行える。そして、基板表面にフィルムがラミネートされているので、充填剤による滲みなどの汚染を発生しなくなる。また、従来の工法であるスキージ法やロールコート法では、基材の板厚が１．６ｍｍ、スルーホール径０．３０ｍｍを埋め込むのが限界だったが、本発明によれば板厚５．０ｍｍ、スルーホール径０．３０ｍｍを埋め込むことが可能となり、板厚１．６ｍｍの場合ではスルーホール径０．０７ｍｍのものでも充填剤を埋め込むことが容易に行える。
【００１８】
本発明の製造方法における充填剤は、穴埋めの必要なスルーホール開口部に対応するフィルムの穴明け加工部分に対し、スキージ法やロールコータ法によってスルーホール内へ供給することができる。また、フィルムの穴明け加工部分に直接充填剤を流し込んでスルーホール内を穴埋めしたり、場合によってはフィルムの穴明け加工部分に直接充填剤を流し込みながら、その供給側と反対面にあるフィルムの穴明け加工部分から吸引することによってスルーホール内を穴埋めすることが可能である。本発明では、基材表面にフィルムをラミネートしているので、様々な充填剤の供給方法を適用しても基材を充填剤で汚染することなく、スルーホールを穴埋めすることが可能である。
【００１９】
本発明の製造方法においてスキージ法を採用した場合、スクリーン製版やメタルマスク等に、穴埋めの必要な箇所を選択するための開口を設ける必要が無く、全面開口であっても基材表面を汚すことなくスルーホール内を埋め込むことが可能となる。つまり、従来のスキージ法における基材に対する充填剤の滲みは生じなく、スクリーン製版が全面開口であるため、スキージ製版側の滲みも同様に発生しなく、充填剤を供給する表面には凹凸がない状態となるので、スキージの動作を繰り返し行っても、スルーホール内に埋め込まれる充填剤に気泡を巻き込むことがなくなる。そして、本発明の製造方法においてロールコータ法を採用した場合、予め選択的にフィルムに穴明け加工がされているので、穴埋めの必要なスルーホールのみ充填剤を埋め込むことができ、その後フィルムを剥がすことでフィルムに残留した充填剤を取り除けるので基材表面を充填剤で汚すことがない。尚、本発明の製造方法におけるフィルムのラミネート処理は、基材の片面側だけでもよいが、充填剤による基材の汚れを極力避けるようにするためには基材の両面に行うことが望ましい。
【００２０】
本発明の製造方法に係る穴埋め用の充填剤は、組成的に制限されることはないが、その粘度が２０〜８０Ｐａ・ｓであることが好ましい。このような粘度であると、埋め込み性もよく、スキージ法による場合にあってはスキージの動作回数を少なくすることができる。２０Ｐａ・ｓ未満の粘度であると、フィルム剥離後熱硬化時に充填剤が流れ出してしまう現象が生じる。また、８０Ｐａ・ｓを越える粘度であると、スキージ法による場合にはスキージの動作回数が多くなる。実用的には３０〜４０Ｐａ・ｓ粘度の充填剤を用いることが好適である。
【００２１】
代表的な樹脂系の充填剤としては、例えば、エポキシ樹脂に無機フィラー（酸化アルミニウム、二酸化ケイ素）或いは金属粉末（銅粉、銀粉）を混合したものが挙げられる。そして、その配合比率としては、樹脂１０〜５０％、無機フィラー或いは金属粉末９０〜５０％で、エポキシ樹脂４０％で無機フィラー或いは金属粉末６０％の充填剤が特に好適なものである。
【００２２】
本発明の製造方法における穴明け加工は、レーザーによることが好ましい。穴埋めの必要なスルーホール開口部に対応する部分のフィルムに穴明け加工する方法として、いわゆるドリルによる工法も採用できるが、位置精度を高く、必要最小限の開口寸法を実現するには、レーザーを用いフィルムを昇華させるようにする工法を採用するのが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の製造方法に用いるフィルムは、特に制限されず、ビニール系、ポリエステル系、ポリイミド系のものが使用できる。レーザーにより穴明けを行う場合には、特に熱硬化性樹脂のものを用いることが好ましく、最適な材質はポリエステル系のフィルムである。そして、フィルムの特性としては、充填剤の埋め込みが終わった後に、基材から簡単に引き剥がすことができるのが望ましいので、接着力が０．０５〜０．３Ｎ／ｃｍのものがよい。特にフィルムの接着面にアクリル系接着剤を使用し、０．１Ｎ／ｃｍ前後の接着力のものを使用すると、容易にフィルムを引き剥がすことができ、引き剥がし後に接着剤が残留することがなく、基材表面を清浄に維持することができる。また、充填剤の体積収縮を考慮した場合、フィルム厚みは３０〜５０μｍのものを用いることが望ましい。このような厚みを有するフィルムを用いれば、スルーホールを埋め込んだ際にスルーホール開口部から突出する充填剤が加熱硬化により体積収縮しても、スルーホール開口に凹状態を形成することが防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２５】
図１及び図２は、本実施形態の製造方法についての手順示す概略断面図を示している。まず、図１（Ａ）に示すように、スルーホール１が設けられた基材２の両面側に、アクリル系接着剤の接着面を備えるポリエステルフィルム３（接着力０．１Ｎ／ｃｍ、フィルム厚５０μｍ）をラミネートした。そして、炭酸ガスレーザー４（１０ｍｊ×４パルス）により、穴埋めの必要なスルーホール開口部５に焦点を合わせ、その部分のフィルム３を昇華させて穴明け加工を行った（図１（Ｂ））。尚、レーザーの位置決めは、スルーホールホール形成時に行うドリル穴明けの際に、レーザー加工アライメント用穴を予め基材に設けておき、レーザー装置に備えてあるＣＣＤカメラによってレーザー加工アライメント用穴を確認することで行っている。
【００２６】
充填剤６は、エポキシ樹脂４０％、酸化アルミニウムの無機フィラー６０％配合のもの（粘度４０Ｐａ・ｓ）を用い、スクリーン製版７を上に供給し、スキージ８（スキージ印刷角度２０°）を用いて、レーザーによる穴明け加工を行った部分に充填剤６を供給した。このようにして、所定のスルーホール１内を充填剤６で埋め込み処理を行った。
【００２７】
基材２の板厚が厚い場合やスルーホール径が小さい場合では、スキージの動作を繰り返し行う必要があり、そのために、穴埋め処理を行うスルーホールの周辺に充填剤６が濡れ広がる現象（図２（Ｄ））が認められたが、フィルム３が基材２表面を覆っているため、充填剤が基材に付着することが完全に防止されていた。
【００２８】
充填剤の埋め込みの終了後、フィルム３を基材２から引き剥がした（図２（Ｅ））。フィルム３の剥離後、基材表面を観察しても、充填剤の滲みや付着は見あたらなかった。また、埋め込みを行ったスルーホール３の開口部には、フィルム厚相当の充填剤が盛り上がった状態となっていた。
【００２９】
フィルム３を剥離した基材は、大気雰囲気１６０℃、１ｈｒの加熱処理を行って充填剤を熱硬化させた（図２（Ｆ））。この加熱処理により、充填剤は体積収縮したが、図２（Ｅ）で示したように、熱硬化前は盛り上がった状態とされていたので、スルーホール開口部に凹状態を形成することはなかった。
【００３０】
上記した本実施形態の製造方法により、基材の板厚が１．６ｍｍ、スルーホール径０．１５ｍｍ（スルーホールメッキを行っているため、実質のスルーホール径は０．０７ｍｍ）に対して穴埋めを行った結果、スキージ動作を６回行うことで、気泡を巻き込むことなく完全に充填剤を埋め込むことができた。そして、基材板厚５．０ｍｍ、スルーホール径０．３０ｍｍ（スルーホールメッキを行っているため、実質のスルーホール径は０．１５ｍｍ）であっても、スキージ動作を４回行うことで、気泡を巻き込むことなく完全に充填剤を埋め込むことができた。また、穴埋め処理後の基材表面は充填剤による汚染が殆どない状態で、後処理の表面研磨を容易に行うことができた。また、本発明の製造方法をロールコート法によって行ったところ、上記本実施形態のスキージ法と同様に、スルーホール内を完全に樹脂で埋め込むことができ、基材表面の充填剤による汚染が殆どないことが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、基材の板厚が厚い場合やスルーホール径が小さい場合でも、充填剤をスルーホール内へ容易に埋め込むことができ、気泡の巻き込み、基材表面への充填剤による滲みを発生させることがない。また、穴埋め処理が必要なスルーホールを容易に選択して充填剤を埋め込むことが可能となる。更に、基材表面に残存する充填剤を最小限にできるので、後処理の表面研磨を過剰に行う必要が無くなるため、基材表面に形成された回路パターン幅の細りやショートなどの不良が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における製造方法の手順を示す断面概略図。
【図２】本実施形態における製造方法の手順を示す断面概略図。
【図３】従来のロールコート法の手順を示す断面概略図。
【図４】従来のロールコート法の手順を示す断面概略図。
【符号の説明】
１          スルーホール
２          基材
３          ポリエステルフィルム
４          炭酸ガスレーザー
５          開口部
６          充填剤
７          スクリーン製版
８          スキージ
９、１０    ロール
１１        気泡
【図１】
2004186468.tif 000003
【図２】
2004186468.tif 000004
【図３】
2004186468.tif 000005
【図４】
2004186468.tif 000006