(57)【要約】　　　（修正有）【課題】レーザーなどにより形成された非貫通穴内部のメッキの空洞を防止し、また空洞をなくそうとして導体厚が厚くなることを防止して高密度な配線が形成されたプリント配線板を得ること。【解決手段】絶縁層の表面に形成された導体回路と両表面のうちの片方の面からのみ穴を形成されている非貫通ビアを備えたプリント配線板において、前記非貫通ビアは銅メッキで充填されており、ビア穴の銅メッキを除いた導体回路は銅箔のみで構成されていることを特徴とするプリント配線板である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の表面に形成された導体回路と両表面のうちの片方の面からのみ穴を形成されている非貫通ビアを備えたプリント配線板において、前記非貫通ビアは銅メッキで充填されており、ビア穴の銅メッキを除いた導体回路は銅箔のみで構成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記絶縁層の厚さが３０μｍ以上２００μｍ以下で両面に導体回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
ビルドアップ層に非貫通ビアが形成され、前記非貫通ビアは銅メッキで充填されており、貫通面の導体回路はビア穴の銅メッキを除いて銅箔のみで構成されることを特徴とするビルドアップ構造のプリント配線板。
【請求項４】
ビルドアップ絶縁層の厚さが３０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のビルドアップ構造のプリント配線板。
【請求項５】
絶縁板の両面に銅箔を貼り付けた銅張り積層板に対して、レーザー加工により一方の銅箔底面に至る非貫通穴をあけ、非貫通穴の周辺を除きメッキレジストで被覆して銅メッキ液に浸漬したのち、穴のない側の銅箔に通電することにより、非貫通穴を銅メッキで充填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６】
コア基板の両面に絶縁層と銅箔を積層したビルドアップ構造の基板に対して、レーザー加工により表面から下層の銅箔表面に至る非貫通穴をあけ、非貫通穴の周辺を除きメッキレジストで被覆し銅メッキ液に浸漬したのち、コア基板の電解線を通して通電することにより、非貫通穴を銅メッキで充填することを特徴とするビルドアップ構造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、プリント配線板に関し、さらに詳しくは、非貫通ビアをもつプリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板は電子部品の端子を電気的に接続するパッドと、複数のパッドを電気的に導通させる導体配線と、これらのパッドと導体配線を電気的に絶縁して保持する絶縁板とからなる。また、絶縁板の異なる面に配置された２つの導体配線を電気的に接続するために、電気的接続を取る箇所の絶縁板に穴をあけ、内壁に銅メッキなどの導体を固着させる。この部分をスルーホールと呼ぶ。
【０００３】
プリント配線板の製造方法を図３を用いて次に説明する。まず、絶縁板５１の両面に銅箔５２を貼り付けた銅張り積層板５０を用意する（図３（ａ））。この銅張り積層板のスルーホールを形成する箇所にドリルで貫通穴５３をあける（図３（ｂ））。次に、貫通穴の内壁に銅メッキを施し、スルーホールを形成した基板を得る。銅メッキ工程では、まず、基板表面全体およびスルーホール内壁に触媒５４を付与する（図３（ｃ））。この基板を無電解銅メッキ液に浸漬し、基板全体に１μｍ程度の無電解銅メッキ５５を析出させる（図３（ｄ））。さらに、電解銅メッキ液に浸漬し、銅箔の一部に電解を印加することにより、１０〜２０μｍ程度の電解銅メッキ５６を析出させる（図３（ｅ））。このとき、銅箔の上にも銅メッキが析出するため、鏡面の導体厚は銅箔厚と銅メッキ厚の和となる。
【０００４】
次に、基板の両面に感光性ドライフィルムを密着する。配線パターンを描画したマスクフィルムをドライフィルムの上に重ねて露光し、基板を現像することにより、エッチングレジストを形成する。この基板をエッチング液に浸漬し、不要な導体を除去したのち、エッチングレジストを剥離して、導体配線を得る。このとき、貫通穴の周囲には穴と同心の導体が残るようにする。この導体をランドと呼ぶ。
【０００５】
導体配線のうち、外部との接続部であるパッドを除いて、樹脂による保護被膜を形成したり、パッド表面に金メッキを施したりし、さらに、ルーターなどで外形を所望の寸法に整えることにより、プリント配線板を得る。
【０００６】
実際のプリント配線板の製造工程では、貫通穴加工でのドリルの位置ズレやマスクフィルムの伸縮などに起因して、中心がずれる。中心ズレが大きい場合、ランド端部が貫通穴の内壁よりも内側になり、エッチング液が穴の中に入り込むため、内壁の銅メッキがエッチング除去され、導通がとれなくなる不良が発生することがある。そこで、ドリルの位置精度やマスクフィルムの合わせ精度を考慮して、ランドの直径は穴径よりも１００μｍ以上大きく設計する。また、ドリルの寿命や加工性を考慮し、ドリルの最小径は１５０μｍ程度が最小である。そのため、ランド径は２５０μｍ以上となる。
【０００７】
最近、電子機器の小型化・高性能化に伴い、プリント配線板の導体配線は高密度化が進んでいる。上記の通り、スルーホールのランド径が２５０μｍの場合、スルーホール間のスペース５０μｍを考慮すると、スルーホールの繰り返しピッチの最小値は３００μｍとなる。また、導体厚は銅箔厚と銅メッキ厚の和のため、銅メッキの不均一性に起因して導体厚が不均一となる。そのため、エッチング精度を高くできない。これらのピッチ限界及びエッチング精度向上の低迷は高密度化の妨げとなっている。
【０００８】
そこで、レーザー穴あけ加工による狭ピッチ化が検討されている。レーザー加工では穴径を絶縁板の厚さ程度にできるため、薄い基板を使用すれば、小径が可能となる。また、レーザーの位置ズレはドリルよりも小さい。例えば、１００μｍの絶縁板を使用すれば、穴径は１００μｍ、ランド径は１５０μｍ、ビアピッチは２００μｍが可能となる。
【０００９】
レーザー加工での製造工程を説明する。まず、絶縁板の両面に銅箔を貼り付けた銅張り積層板に対して、片面の銅箔のビアを形成する部分をエッチングにより除去する。
【００１０】
もう一方の面の銅箔は、レーザーが基板を貫通して基板を支えるステージにあたり、反射光による不要なレーザー放射が行われないようにするため、ビア部の除去はしない。次に、絶縁材をレーザーにより除去する。光線強度などの加工条件は、絶縁板の厚さや素材により異なる。次に、穴の底部に残存する樹脂や銅箔裏面の防錆処理膜を除去するため、アルカリ処理を行い、続いてスルーホールの場合と同様に銅メッキを行う。残存樹脂などの除去工法として、プラズマ処理を行う場合もある。また、一般には、炭酸ガスレーザーが用いられることが多いが、ＹＡＧレーザーを用いると、残存樹脂などの不導体が付着しにくいので、残存樹脂の除去を行わない場合もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
レーザーによる穴は非貫通であるため、銅メッキにおいて穴の内部ではメッキ液の循環が停滞し、穴の内部にメッキが析出しにくい。逆に、メッキ液の循環が良好な穴の入り口付近はメッキが析出しやすいため、穴の入口がふさがり、内部に空洞ができてしまう。内部の空洞にはメッキ液が残り、洗浄工程で除去しにくい。また、メッキ液は腐食性のイオンを含むため、長期間の使用において、断線やマイグレーションによるショートなどの危険がある。
【００１２】
また、穴の内部に十分にメッキを析出させようとすると、銅箔表面に析出する銅メッキ厚が厚くなり、ひいては、メッキ厚の不均一性が増大する。そのため、エッチング性が悪化し、微細配線の形成が困難になる。
【００１３】
すなわち、本発明は、レーザーなどにより形成された非貫通穴内部のメッキの空洞を防止し、また空洞をなくそうとして導体厚が厚くなることを防止して高密度な配線が形成されたプリント配線板を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁層の表面に形成された導体回路と両表面のうちの片方の面からのみ穴を形成されている非貫通ビアを備えたプリント配線板において、前記非貫通ビアは銅メッキで充填されており、ビア穴の銅メッキを除いた導体回路は銅箔のみで構成されているプリント配線板である。
【００１５】
また本発明は、絶縁板の両面に銅箔を貼り付けた銅張り積層板に対して、レーザー加工により一方の銅箔底面に至る非貫通穴をあけ、非貫通穴の周辺を除きメッキレジストで被覆して銅メッキ液に浸漬したのち、穴のない側の銅箔に通電することにより、非貫通穴を銅メッキで充填することを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【００１６】
さらに本発明は、コア基板の両面に絶縁層と銅箔を積層したビルドアップ構造の基板に対して、レーザー加工により表面から下層の銅箔表面に至る非貫通穴をあけ、非貫通穴の周辺を除きメッキレジストで被覆し銅メッキ液に浸漬したのち、コア基板の電解線を通して通電することにより、非貫通穴を銅メッキで充填することを特徴とするビルドアップ構造のプリント配線板の製造方法である。
【００１７】
ビア内の銅メッキを行う際に、穴底部の樹脂および銅箔裏面の防錆処理膜を除去したのち、穴を除いてメッキレジストで被覆し、底部に相当する銅箔のみに電解を印加することにより、ビアの底面からメッキを成長させるためビア入口がふさがらず、ボイドが発生しない。メッキがビアの入口に到達すると上面銅箔と電気的に接続され、メッキの密着性が確保される。この時点でメッキを終了すれば、メッキ表面と銅箔の表面はほぼ同一面になる。このように、銅箔の表面に銅メッキは析出しないので、銅メッキの不均一性に起因する微細配線の形成困難は解消される。
【００１８】
また、スルーホールのランド直径下限値２５０μｍよりも小さいランド直径とするためには、レーザー加工の位置精度±２５μｍを考慮し、ビア穴径は２００μｍが最大値となる。ビア穴径は、絶縁材の厚さ以上とする場合、絶縁材の厚さは、２００μｍ以下が好ましい。また、絶縁性を維持するためには、絶縁材の厚さは３０μｍ以上が好ましい。
【００１９】
また、上記の説明は、両面板の場合であるが、ビルドアップ構造のプリント配線板のビアとしても使用できる。その場合、ビアの底面にあたる導体配線は、電解銅メッキを行えるように、電解線で短絡しておく必要がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例）
変性ポリイミド系樹脂をガラスクロスに含浸した絶縁板１（三井化学社製　ＢＮ３００Ｓ、厚さ０．１ｍｍ）と、銅箔２（古河電工社製、厚さ１８μｍ）とで構成される銅張り積層板を準備した（図１（ａ））。この基板の両面に感光性ドライフィルム（旭化成社製　ＡＱ２５９３）をラミネートし、マスクフィルムを密着させ、露光・現像することにより、エッチングレジストを形成した。この基板を塩化鉄系エッチング液に浸漬し、片面の銅箔のみ、ビアに相当する部分３の銅箔を直径１５０μｍで円形に除去した（図１（ｂ））。また、同様に、電解メッキのために電解を印加するための電解リードを取り付ける位置の銅箔を片面のみ除去した。その後、エッチングレジストを剥離した。
【００２１】
次に、炭酸ガスレーザーにより、銅箔を除去した部分の絶縁材を除去し、照射面と反対面の銅箔に至る直径１００μｍの非貫通穴４を得た（図１（ｃ））。その後、アルカリ性のデスミア処理を行い、ビア穴底部に残存した樹脂および銅箔裏面の防錆処理膜を除去した。再度、感光性ドライフィルム（旭化成社製　ＡＱ２５９２）を両面にラミネートし、前述と同様の方法で、マスクフィルムを用いて、露光・現像することにより、メッキレジスト５を得た（図１（ｄ））。
【００２２】
次に、穴の空いていない面の銅箔にのみ、電解リードを接続し、電解メッキ液に浸漬したのち電解を印加した。図１（ｅ）に示すように穴底部の銅箔裏面から銅メッキが徐々に析出し、穴の内部を銅メッキ６で充填した。銅メッキが穴の入口に達すると、銅箔と接触するため、銅箔にも電解が印加され、銅箔と銅メッキの密着性が確保される。また、銅メッキが穴の入口の銅箔に達すると、メッキ面積が増加するため、一旦、メッキ電流が増加し、その後、メッキ面積が減少するのでメッキ電流は減少する。メッキ電流がピークとなった時点から銅箔の厚さと等しいメッキ厚となる時間だけメッキを継続することにより、メッキ表面と銅箔表面はほぼ同一面となった。銅メッキ終了後メッキレジストを剥離し、図１（ｆ）のようにビアの形成された基板を得た。
【００２３】
このあと、エッチングにより導体配線を形成するが、ここでは省略し、つぎの項目を評価した。
【００２４】
ビア内部のボイドの有無は、ビア断面を顕微鏡観察（２０倍）することにより、判定した。１，０００個のビアを調査したところ、ボイドは認められなかった。
【００２５】
次に、表面導体厚の均一性を測定した。基板を５×５に区切り、２５箇所でキャビダームによりメッキ厚を測定した。４枚の基板（計１００箇所）を測定した結果、メッキ厚の標準偏差は０．１μｍであった。
（比較例）
実施例と同様の方法で、レーザー加工により非貫通穴をあけた基板を得た。ただし、銅箔厚は１２μｍとした。この基板に対して、アルカリ性のデスミア処理を行ったのち、触媒付与、無電解銅メッキを経て、ビア内壁のメッキ厚が１０μｍ以上となるよう、あらかじめメッキ時間を決めておき、電解メッキを行った。その後、ビア内部のボイドおよび導体厚を測定した。その結果、ボイドは２２１箇所あり、導体厚の標準偏差は２．３μｍであった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
ビルドアップ基板への適用を図２を用いて説明する。複数の絶縁板１１と銅箔を積層したビルドアップ基板を準備した（図２（ａ））。この基板の両面に感光性ドライフィルムをラミネートし、マスクフィルムを密着させ、露光・現像することにより、エッチングレジストを形成した。この基板を塩化鉄系エッチング液に浸漬し、片面の銅箔のみ、ビアに相当する部分１３の銅箔を直径１５０μｍで円形に除去した（図２（ｂ））。また、同様に、電解メッキのために電解を印加するための電解リードを取り付ける位置の銅箔を片面のみ除去した。その後、エッチングレジストを剥離した。
【００２８】
次に、炭酸ガスレーザーにより、銅箔を除去した部分の絶縁材を除去し、照射面と反対面の銅箔に至る直径１００μｍの非貫通穴１４を得た（図２（ｃ））。その後、アルカリ性のデスミア処理を行い、ビア穴底部に残存した樹脂および銅箔表面の粗化処理膜を除去した。再度、感光性ドライフィルムを両面にラミネートし、前述と同様の方法で、マスクフィルムを用いて、露光・現像することにより、メッキレジスト１５を得た（図２（ｄ））。
【００２９】
次に、穴の空いていない面の銅箔にのみ、電解リードを接続し、電解メッキ液に浸漬したのち電解を印加した。穴底部の銅箔裏面から銅メッキが徐々に析出し、穴の内部を電解銅メッキ１６で充填した。銅メッキ終了後メッキレジストを剥離し、図２（ｅ）のようにビアの形成されたビルドアップ基板を得た。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、非貫通穴をボイドのない銅メッキで充填することができる。また、導体は銅箔の厚さ均一性が維持されるためエッチング性が安定し、微細配線の歩留まりが向上し高密度化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の製造プロセスを説明する図。
【図２】本発明の別の製造プロセスを説明する図。
【図３】従来の製造プロセスを説明する図。
【符号の説明】
１、１１、５１　・・絶縁板　　　　　　　２、１２、５２・・銅箔
４，１４・・非貫通孔　　　　　５，１５・・　メッキレジスト
６，１６・・電解銅メッキ
５３・・貫通孔　　　　　　　５４・・触媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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