(57)【要約】【課題】導体パターンの銅厚の増加を回避するとともに、回路パターンの微細化を容易に実現可能とし、かつ、非常に簡単な工程で、信頼性の高いランドレススルホールを形成する。【解決手段】両面に回路パターン３，３が形成された支持体１である配線板の両面全体にメッキレジスト層４を形成する工程と、メッキレジスト層４を形成した配線板１に対し、両面の回路パターン３，３間の電気的接続を行うためのスルホール用の穴５を開ける工程と、前記メッキレジスト層４を利用して、開けた穴５の内壁７にのみメッキを行うことにより、両面の回路パターン３，３間を電気的に接続するスルホール導体を形成する工程と、前記メッキレジスト層４を剥離する工程と、それに続く後工程とからなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の層の回路パターン間を接続するスルホールを持つ配線板において、前記スルホールの一部または全部を形成するためにメッキ形成された金属層が、少なくとも前記スルーホール以外の回路パターン上には形成されていないことを特徴とする多層プリント配線板。
【請求項２】
前記金属層が、回路パターンのスルホールランドの一部にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項３】
両面に回路パターンを形成した両面プリント配線板または多層プリント配線板の製造方法において、内層導体パターン間の相互接続を完了した配線板の両面全体にメッキレジスト層を形成する工程と、メッキレジスト層を形成した配線板に対し、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間の電気的接続を行うためのスルホール用の穴を開ける工程と、前記メッキレジスト層を利用して、開けた穴の内壁にのみメッキを行うことにより、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間を電気的に接続するスルホール導体を形成する工程と、前記メッキレジスト層を剥離する工程と、それに続く後工程とからなることを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記穴開け加工工程において、穴開け加工にドリル、レーザー光、またはサンドブラストを用いることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
穴開け加工時の穴開け位置を、すでに配線板上に形成されている回路パターン形状を視覚的または光学的に認識することによって決定することを特徴とする請求項４に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項６】
スルホール部のメッキレジスト層の除去を、スルホール部の穴開け加工と同一工程内で行うことを特徴とする請求項４に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項７】
メッキレジスト層の形成、穴開け加工、メッキ、メッキレジスト剥離の各工程を、前記後工程であるソルダレジスト印刷工程、若しくはその後の全工程または一部の工程を行った後に行うことを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記ソルダレジスト全体または一部をメッキレジストの代わりとして使用することを特徴とする請求項７に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項９】
前記穴開け加工工程では、外層パターンに設けたスルホールランドの導体上のスルホール位置の導体金属を予めエッチング等で除去し、この導体金属を加工マスクとして穴開け加工を行うことを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記スルホール導体の形成工程では、メッキ形成されたスルホール導体の一部をスルホールランド上の一部分にも形成することを特徴とする請求項３に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項１１】
両面に回路パターンを形成した両面プリント配線板または多層プリント配線板の製造方法において、内層導体パターン間の相互接続を完了した配線板の両面全体にメッキレジスト層を形成する工程と、メッキレジスト層を形成した配線板に対し、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間の電気的接続を行うためのスルホール用の穴を開ける工程と、前記メッキレジスト層を利用して、開けた穴の内壁にのみメッキを行うことにより、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間を電気的に接続するスルホール導体を形成する工程と、前記メッキレジスト層を剥離する工程と、それに続く後工程とからなり、
前記メッキレジストの形成工程では、メッキレジストとして被メッキ性の無いメッキレジストフィルム表面にアルミ層を積層したものを用いて前記配線板の両面にメッキレジスト層を形成した後、スルホールを開口すべき位置のアルミ層をエッチング除去し、前記穴開け加工工程では、前記アルミ層を加工マスクとして、アルミ層の除去された部分にレーザー光によるスルホール穴加工を行うことを特徴とする多層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、電子機器等に使用されるプリント配線基板、特に２層以上の導体層を持ち、比較的高い配線密度を要求される多層プリント配線板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来法による両面配線板の製造工程の一例を示している。ただし、ここでは説明を簡単にするため、両面配線板で説明しているが、基本的工程や問題点は多層配線板でも同じである。
【０００３】
図８（ａ）は、通常、銅張り積層板基板として市販されているプリント配線板用材料であり、支持体１０１となる合成樹脂板の両面に銅箔１０２が積層されている。
【０００４】
支持体１０１である合成樹脂板としては、一般的にフェノール樹脂やポリエステル、エポキシ、ポリイミド、ＰＥＥＫ、テフロンなどが使用され、その寸法安定性や強度改善のため、紙や不織布、ガラス繊維、アラミド繊維等で強化されたものがよく使用される。また、銅箔１０２は、通常、１８〜３５μｍ程度の厚みの銅箔がよく用いられ、接着剤を介してあるいは接着剤無しで、合成樹脂板に積層されている。
【０００５】
まず最初に、図８（ｂ）に示す通り、両面の回路パターンを接続するスルホールとなる穴１０３をドリルで開ける。次に、図８（ｃ）に示す通り、適切な前処理、無電解メッキ、電解メッキなどの工程を経て、全面にパネルメッキ１０４を施す。これにより、スルホール穴内壁にも導体が形成され、表と裏の導体が電気的に接続される。
【０００６】
次に、図８（ｄ）に示す通り、銅箔１０２の表面全面に感光性エッチングレジスト１０５を形成し、フォトツール１０６を介して露光、現像、硬化を行って、所望回路形状にエッチングレジストを形成する。このレジストを使ってエッチングを行い、図８（ｅ）に示すように、回路パターン１０７、スルホール１０８を形成する。エッチングレジストには、感光性樹脂をフィルム状にしたものであるドライフィルムを用い、フォトマスクを用いて所望回路パターン形状に樹脂を硬化させ、この硬化した樹脂をレジストとして、塩化第２銅や塩化第２鉄溶液などで銅箔をエッチングするのが最も一般的な方法である。
【０００７】
このようにして形成された基板の表面に、さらにソルダレジストやシンボルを形成し、適切な端子表面処理や外形加工を施して、基板が完成する。
【０００８】
ところで、最近では、回路パターンとなる部分に、スルホールのメッキに伴う導体金属を付けない方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、ランドレススルホール基板やランド径をスルホール穴径＋５０μｍ程度と言った極小まで詰めた基板の製造方法が提案されておりら、さらにこの製造方法に改善を加えた方法も提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５９−１４９０９１号公報
【特許文献２】
特開昭６３−３３０４３６号公報
【特許文献３】
特開平５−５５７５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
最近の電子機器の高機能化、小型軽量化の傾向に伴い、プリント配線板の配線密度は非常に高くなってきており、さらに高密度な配線が要求されている。
【００１２】
この要求を満たすためには、回路パターンの線幅／線間サイズをより小さくすること、及びスルホールなどのランド径や穴径を小さくすることが最も効果的である。
【００１３】
しかし、これらを実現しようとした場合、以下の問題がある。
【００１４】
＜銅箔厚さに関する問題点＞
図８（ｃ）の工程を見れば解る通り、表裏の銅箔１０２の厚みが、元の銅箔厚＋メッキ厚となって、かなり厚くなっている。通常、元の銅箔厚さは、１８〜３５μｍあり、その上に通常２５〜３５μｍ程度のメッキが着くので、総厚は、５０μｍかそれ以上で、元の銅厚の２〜３倍にもなっている。
【００１５】
このメッキ厚は、スルホール部の導体厚と密接に関係し、スルホールの接続信頼性との兼ね合いから、薄くすることが困難である。
【００１６】
一方、通常の銅箔エッチングの手段では、エッチング加工で銅箔を溶解除去する速度を、深さ方向と横方向とで大きく変えることができない。従って、５０μｍの銅厚があると、５０μｍ以下のパターン間のスペースを確保することが極めて困難となる。
【００１７】
さらに、現実的には、パネルメッキ厚は、プリント配線板の部分部分において、数十μｍ程度のばらつきがあることから、パターン間の絶縁性を確保するために十分エッチングを行うと、パターン線幅／間隔としては、０．１ｍｍから０．１５ｍｍ程度が実用経済的限度になる。
【００１８】
これらの問題を緩和するため、元の基材に積層されている銅箔厚を１２μｍや８μｍといった薄いものに変える方法がある。
【００１９】
しかし、薄い銅箔の取り扱いは困難で、基材製造コストの上昇を招き、高いものになってしまう。
【００２０】
また、銅箔自体が薄いため、エッチングレジスト形成前などの酸化物層の除去、表面粗化工程での取り扱いが、非常に難しくなってしまうといった問題があり、あまり普及していない。
【００２１】
また、上記した特許文献１で示したように、回路パターンとなる部分にはスルホールメッキに伴う導体金属を付けない方法も提案されているが、この方法では、スルホール銅メッキの上にさらに半田メッキを行っているため、そのメッキ液性状より、耐薬剤性のかなり高いメッキレジストを使用する必要があり、使用材料や工程に制約が加わるといった問題や、鉛を含む半田を使用するため環境保全上の問題もある。さらに、スルホール部分に選択的にメッキマスクを形成することも大幅な工数増となってしまうといった問題がある。
【００２２】
また、この種の配線板では、外層パターンの配線密度はかなり高くできることが期待されるが、スルホールメッキ以降の工程は従来通りであるため、スルホール穴開けされた位置に対して、回路パターン形成のためのフォトツールの寸法や位置合わせ精度が大変厳しいものになるといった問題がある。
【００２３】
逆に、メッキによって厚くなってしまった銅箔をハーフエッチングで薄くする方法もあるが、余分な工程が増えることによるコスト高に加え、元々、メッキ厚みがばらついている上に、エッチング量もそれほど均一にコントロールできないといった問題があるため、なかなかうまく行かないのが現実である。
【００２４】
また、どうしても銅箔厚が薄くなりがちな、図９（ａ）で示すスルホール１０８の肩１１１の部分の保護が難しく、スルホール欠損につながりやすいといった問題もある。この問題には、ハーフエッチングの際、スルホールランド部分１１２はエッチングしないよう、エッチングレジストで保護し、図９（ｂ）に示すように残す方法もあるが、これも手間とコスト、高度な位置合わせを必要とするため、一般的ではない。
【００２５】
＜スルホールランドに関する問題点＞
配線密度の向上には、スルホールランドを無くすことも１つの方法である。
【００２６】
経済的に作成できるスルホールは、およそ、穴径０１３ｍｍ〜０．２５ｍｍ、スルホールランド径０．６ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。もし、０．６ｍｍのスルホールランドを無くすことができれば、スルホール周辺に０．６ｍｍ−０．３ｍｍ＝０．３ｍｍの空間が確保できることになり、一般的な線幅０．１ｍｍクラスの配線なら、１本余分に配線できることになる。
【００２７】
上記特許文献１、特許文献２は、このような意図を持って開発されている。以下に、この製造方法の一例を挙げる。
【００２８】
図９（ｃ）は、図８（ｃ）に相当する状態まで作成した配線板１１５のスルホール１１６に樹脂１１７を埋め込んだ状態である。この状態から、図９（ｄ）に示すように、エッチングレジスト１１８を形成し、回路パターンを形成する。この際、スルホール１１６の上は、図８に示す従来法と違って、スルホールランドを残さないようにする。
【００２９】
この方法で配線密度の向上は図れるが、一方で、樹脂の穴への充填やエッチングレジストの位置合わせが難しく、わずかなずれや未充填がスルホール欠損といった不良の発生原因となるため、極めて困難な製造方法となっている。
【００３０】
この他にも、スルホール穴径そのものを小さくする方法として、穴加工をレーザー加工によって行ったり、層間絶縁樹脂に感光性樹脂を使い、フォトリソプロセスでスルホールを形成するフォト法ビルドアップ法も提案されているが、従来法とは異なる材料、加工装置、工程となることや、フォトリソ法では、両面板を作成できない、完成基板の物理特性が従来法の物より劣るなど、種々の問題を含んでいる。
【００３１】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、導体パターンの銅厚の増加を回避するとともに、回路パターンの微細化を容易に実現可能とし、かつ、非常に簡単な工程で、信頼性の高いランドレススルホールを形成することのできる多層プリント配線板及びその製造方法を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板は、少なくとも２つ以上の層の回路パターン間を接続するスルホールを持つ配線板において、前記スルホールの一部または全部を形成するためにメッキ形成された金属層が、少なくとも前記スルーホール以外の回路パターン上には形成されていない構造としたものである。または、前記金属層が、回路パターンのスルホールランドの一部にも形成した構造としたものである。
【００３３】
そして、このような構造の多層プリント配線板を製造する方法は、内層導体パターン間の相互接続を完了した配線板の両面全体にメッキレジスト層を形成する工程と、メッキレジスト層を形成した配線板に対し、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間の電気的接続を行うためのスルホール用の穴を開ける工程と、前記メッキレジスト層を利用して、開けた穴の内壁にのみメッキを行うことにより、少なくとも２つ以上の導体層の回路パターン間を電気的に接続するスルホール導体を形成する工程と、前記メッキレジスト層を剥離する工程と、それに続く後工程とからなることを特徴としている。
【００３４】
すなわち、本発明の多層プリント配線板の製造方法は、複数の層の導体パターンを相互に電気的に接続するバイア／貫通スルホールを形成するためのパネルメッキ工程において、メッキレジストを使って、バイア／貫通スルホール内にのみにメッキを行う点に特徴を有している。また同時に、このパネルメッキ工程を従来法とは異なる加工ステージで行っている。
【００３５】
これにより、従来法で問題であった導体パターンの銅厚の増加が回避でき、回路パターンの微細化が容易に実現できる他、非常に簡単な工程で、信頼性の高いランドレススルホールを形成することができる。
【００３６】
ここで、前記穴開け加工工程における穴開け加工機として、ドリル、レーザー光、またはサンドブラストなどを用いることが可能である。これにより、スルホール部のメッキレジスト層の除去を、スルホール部の穴開け加工と同一工程内で行うことができる。
【００３７】
また、穴開け加工時の穴開け位置は、すでに配線板上に形成されている回路パターン形状を視覚的または光学的に認識することによって決定するようにしてもよい。
【００３８】
また、前記穴開け加工工程では、外層パターンに設けたスルホールランドの導体上のスルホール位置の導体金属を予めエッチング等で除去し、この導体金属を加工マスクとして穴開け加工を行うようにしてもよい。また、前記スルホール導体の形成工程では、メッキ形成されたスルホール導体の一部をスルホールランド上の一部分にも形成するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、メッキレジスト層の形成、穴開け加工、メッキ、メッキレジスト剥離の各工程は、ソルダレジスト印刷工程を行った後、若しくはその後の全工程または一部の工程を行った後に行うようにしてもよい。さらにまた、前記ソルダレジスト全体または一部をメッキレジストの代わりとして使用してもよい。
【００４０】
また、本発明の多層プリント配線板の製造方法によれば、前記メッキレジストの形成工程では、メッキレジストとして被メッキ性の無いメッキレジストフィルム表面にアルミ層を積層したものを用いて前記配線板の両面にメッキレジスト層を形成した後、スルホールを開口すべき位置のアルミ層をエッチング除去し、前記穴開け加工工程では、前記アルミ層を加工マスクとして、アルミ層の除去された部分にレーザー光によるスルホール穴加工を行うようにしてもよい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４２】
以下に説明する実施形態では、説明を簡単にするため、両面板の実施形態について説明するが、以下の説明でもわかる通り、この手法は、両面板に限らず、４層、８層等のより多層な基板や、レーザー法／フォトビア法など通称ビルドアップ基板と呼ばれるものをはじめ、あらゆる形態の配線板に適用可能である。
【００４３】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１に係わる貫通スルホール両面板の基本的な製造過程（工程）を示している。
【００４４】
本実施形態１で得られる基板は、従来法と比べ、回路部分の導体厚みがパネルメッキ導体分薄いため、回路パターンが従来法より容易に微細化できることに特徴を有している。
【００４５】
図１（ａ）は、通常、銅張り積層板基板として市販されているプリント配線板用材料で、支持体１となる合成樹脂板の両面に銅箔２が積層されている。支持体１である合成樹脂板としては、フェノール樹脂やポリエステル、エポキシ、ポリイミド、ＰＥＥＫ、テフロンなどが使用され、その寸法安定性や強度改善のため、紙や不織布、ガラス繊維、アラミド繊維等で強化されたものがよく使用される。銅箔２は、通常、１８〜３５μｍ程度の厚みの銅箔がよく用いられ、接着剤を介して、あるいは接着剤無しで合成樹脂板に積層されている。
【００４６】
本実施形態１では、現在最も一般的に利用されている、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂板の両側に、１８μｍの銅箔２を積層した材料を用いているが、原理上、どのような材料を用いても、以下で説明する工程に影響するものではない。例えば、導体金属として、銅の代わりにアルミを使用しても変わりはない。
【００４７】
まず最初に、銅箔２の表面を研磨、酸処理などで清浄化、粗化した後、所望の配線パターン形状にエッチングレジストを形成して銅箔２をエッチングし、回路パターンを形成する。その後、エッチングレジストを剥離する。
【００４８】
本実施形態１では、エッチングレジストとして、ドライフィルムと呼ばれる感光性樹脂をフィルム状にした物を銅箔上に貼り付け、所望の回路パターンを描いた写真フィルムを使って選択的に樹脂を硬化させ、その後の現像工程を経て、エッチングレジストを形成する。次に、塩化第２銅溶液を用いて、エッチングレジストで覆われていない部分の銅箔を溶解除去し、回路パターンを得ている。エッチングレジストの剥離には、水酸化ナトリウム溶液を用いた。
【００４９】
このようにして回路パターンを形成した基板の断面図を図１（ｂ）に示す。これはちょうど、スルホールを持たない単純な両面基板の形態を成している。図中の符号３が回路パターンである。
【００５０】
なお、２層以上の基板を作成する場合は、従来からの方法や、本実施形態１を応用して、内層となる配線パターンを形成したプリント配線板を作成し、図１（ｂ）に示す両面基板の代わりに使用して、以下の工程を進めればよい。
【００５１】
次に、図１（ｃ）に示すように、基板全面にメッキレジスト４を形成する。本実施形態１では、メッキレジストインクを全面印刷したが、フィルム状の物を貼り付けても同じである。
【００５２】
続いて、図１（ｄ）に示すように、図示しないドリルを用いて、各層の配線パターンを電気的に接続したい位置に、スルホール穴５を開ける。本実施形態１では、スルホール位置には、回路パターン形成時にスルホールランド６を形成している。
【００５３】
この穴開け加工工程において、従来法と異なっているのは、すでに回路パターン３やスルホールランド６が形成されているため、スルホール穴の位置決めが非常に楽であり、かつ高精度に行える点である。
【００５４】
すなわち、従来法では、通常、ＰＥＴベースフィルムにゼラチン層を介して乳剤を塗った、温湿度変化に対し敏感で不安定要素の多いフォトツールを使し、ＮＣ制御により、基板に開けられたスルホール穴に回路パターンを合わせて行く方法をとっているため、基板で要求される十数μｍの寸法精度や位置合わせが困難であった。また、この後で回路パターンをエッチングするため、それに伴う基板寸法変化を、穴開けやフォトツールに加味しておくことが必要であり、微妙なコントロールが要求されていた。
【００５５】
これに対し、本実施形態１の方法では、すでに回路パターンが形成されており、基板加工工程上最も寸法変化を伴うパネルメッキ工程とエッチング工程において、そもそもパネルメッキ工程が無く、エッチングも済んだ状態であるため、ＮＣ制御で穴開けしても、正確に穴を開けることが可能である。また、パターン認識で回路パターンを識別して穴開けを行えば、穴位置及びランド間の位置関係をより高い精度で一致させることができる。
【００５６】
この状態でメッキ前処理を施し、無電解メッキにより、または無電解メッキと電解メッキとを併用してメッキを行うと、スルホール穴５の内壁７にだけメッキ金属が形成される。
【００５７】
このスルホール穴５の内壁面には、元々、スルホールランド６の端面が露出しているので、この部分とメッキ形成された導体８とが電気的に接続し、層間の電気接続用スルホールとして機能する。
【００５８】
最後に、メッキレジスト４を剥離すると、図１（ｅ）示すような配線板となる。その後、ソルダレジスト印刷、シンボル文字印刷、外形加工、端子部分のフラックスや金メッキなど、従来法と全く同じ後処理工程を経て、完成基板となる。
【００５９】
ここで、本実施形態１の製造方法のポイントをまとめて説明しておく。
【００６０】
従来法の説明で述べた通り、今までのプリント配線板の製造方法では、回路パターン３を形成する前に、スルホール穴５を開口し、パネルメッキを行うことになる。そのため、銅箔厚みが厚くなると同時に厚さのムラも大きくなり、微細パターンの形成がやりにくく、０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度が実用経済的限度になると言う問題を抱えることは、従来法の問題点で説明した通りである。
【００６１】
しかし、本実施形態１の方法を取れば、銅厚は元の銅箔厚そのままの１８μｍであり、この厚さは、±数μｍ以内とかなり精度が高いため、３０μｍ程度、あるいはそれ以下のパターン間隔も可能である。従って、従来と同じ設備、管理手法、あるいはその延長線上で、線幅／線間＝３０μｍ／３０μｍを容易に実現することができる。これを従来法の線幅／線間＝０．１ｍｍ／０．１ｍｍと比べると３倍以上の配線密度となる。
【００６２】
なお、本実施形態１では、メッキレジストを形成し、スルホールメッキをしてから、ソルダレジスト形成その他の後工程を実施しているが、図１（ｂ）に示す状態から、先に、ソルダレジスト形成、シンボル印刷、金メッキ等の端子部表面処理、その他の後工程を実施した後、最後に、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すメッキレジストの形成、スルホールメッキ、メッキレジスト剥離の各工程を行っても、同じ結果が得られる。
【００６３】
また、本実施形態１では、スルホール穴開け加工にドリル加工を用いているが、これに限定されるものではなく、例えばレーザー光を使った加工や、サンドブラスト、水流ジェットなどを使った方法を取ることも可能である。このことは、以下の実施形態でも同様である。
【００６４】
［実施形態２］
図２は、本実施形態２に係わる貫通スルホール両面板の製造過程を示す説明図である。本実施形態２における特徴は、スルホールランドレス化によって、従来法に比べ配線密度を大幅に向上させることができる点である。
【００６５】
図２（ａ）は、回路パターン形成の終わったプリント配線板の断面を示している。ここまでの工程は、上記実施形態１とほぼ同じで、図２（ａ）は実施形態１の図１（ｂ）に相当しており、図中の符号１１は支持体となる合成樹脂板、符号１３はエッチング形成された回路パターンである。
【００６６】
唯一、実施形態１と異なる点は、スルホールランドである。
【００６７】
図２（ｂ）は、実施形態１の図１（ｂ）の状態の回路パターンの１つを上から見たもので、端子１４，１５間を回路パターン１３が繋いでいる。このとき同時に、後の工程でスルホールが形成され、他の層の回路パターンと電気的に接続が行われる場所に、スルホールランド１６が形成されている。
【００６８】
通常、ドリルを使ったスルホールでは、経済的な面を含め、ドリル穴径は０．２５ｍｍから０．３ｍｍ程度、スルホールランド径は０．６ｍｍ程度が一般的である。もちろんこれ以下の径も可能ではあるが、穴開け時に基板を多数枚重ねて加工することが難しくなり、加工効率が低下したり、基材伸縮を含めた位置精度の管理が難しくなるなどにより、極端に高コストになる。
【００６９】
一方、図２（ｃ）は、本実施形態２における、図２（ｂ）と同じ部分を示している。この場合、端子１７，１８間を結ぶ回路パターン１３の途中の場所１９に、１６に相当するスルホールランドが無い。
【００７０】
次に、メッキレジストを形成し、その後、ドリルでスルホール穴開け加工を行うのは、上記実施形態１と同じである。
【００７１】
図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示す場所１９にスルホール穴開け加工を行った後の基板を示している。メッキレジストの種類によっては不透明なため、このように見えない場合もあるが、この図ではメッキレジストを図示せず、回路パターン１３とスルホール穴との位置関係のみを示している。回路パターン１３に対し、スルホールを形成したい位置にスルホール穴２０が穿たれている。この図では、配線線幅より大きな径のスルホール穴２０を開けているが、必要に応じて、配線幅より小さな穴を開けても構わない。
【００７２】
これ以降の工程は、上記実施形態１の図１（ｅ）以降で示した工程と同じであり、メッキ、メッキレジスト剥離の各工程を行って、完成基板とする。
【００７３】
本実施形態２の特徴はスルホールランドを形成していない点であり、これにより、回路パターンの配線密度を、何ら付加工程や高度な制御、管理無しに大幅に向上させることができる。
【００７４】
上記したように、通常、経済的な範囲では、スルホール穴径は０．３ｍｍ程度、スルホールランド径は０．６ｍｍ程度である。しかし、本実施形態２では、スルホールランドが無いため、スルホール穴径が同じであったとしても、０．６ｍｍ−０．３ｍｍ＝０．３ｍｍの空間ができ、そこに、新たに回路パターンを通す余裕が生まれている。
【００７５】
本実施形態２では、上記実施形態１で説明した通り、スルホールメッキで銅箔厚が増加しないため、微細パターンの形成が容易に可能であり、実用上、線幅／線間＝３０μｍ／３０μｍ程度が従来法と同じ管理、設備で作成できる。この数字を新たにできた配線空間に適用すると、新たに、５本のパターンを敷設することができる計算になり、飛躍的に配線密度を向上させることができる。
【００７６】
このような配線密度上有利なランドレススルホールを容易にかつ信頼性高く形成できるのは、加工原理上、スルホール穴壁に確実に回路パターンの導体端面が出ており、ここにスルホールメッキを行うため、微細パターンにおいても、また基板の寸法変動があっても、高度な位置合わせの必要が無く、確実にスルホールと回路パターンとが接続されるためである。また、メッキレジストの穴加工とスルホール穴加工とを一回の穴開け加工で行うため、相互の位置ずれ、径の狂いが全く起こらず、完全に同軸、同径になっているためである。従って、従来法でのランドレス法のような、エッチングレジスト穴位置や径のずれによるスルホール欠損の心配が無い。
【００７７】
上記実施形態１及び実施形態２で説明した方法では、スルホールランドを無くしたり、銅箔厚が薄くなることで配線密度が上がり、回路パターン幅も非常にファイン化しているため、スルホール穴加工位置と回路パターン位置との位置合わせ精度の管理が高度化するように思われる。
【００７８】
しかし、これら実施形態１及び実施形態２による加工では、最もプリント配線板の寸法が変動する回路パターンエッチング前の表面処理、回路パターンエッチング、あるいはレジスト形成やその他の乾燥工程等の熱処理が、すべて、スルホールドリル前に完了している。従って、プリント配線板の四隅等、特定の場所に開けられたガイド穴位置やガイド間ピッチを元にした寸法補正や、基板端面を用いた位置合わせによっても、本質的に、通常レベルの密度のプリント配線板にとって必要十分な位置あわせが可能である。
【００７９】
［実施形態３］
本実施形態３では、上記実施形態１や実施形態２に比べ、さらに高い位置精度で微細回路パターンにスルホール穴加工を行う方法について説明する。
【００８０】
本実施形態３では、メッキレジストとして透明なフィルムを用いる。ただし、ここで言う「透明」とは、以下のスルホール穴加工機の持つ位置認識装置の機能においての意味であり、必ずしも可視光に対して透明という意味では無い。
【００８１】
本実施形態３では、スルホール穴のドリリングに使用するドリル機として、光学的あるいはＸ線などを用いて、導体パターン形状を認識して位置決めする機構、あるいはこれらパターン認識によって得た位置情報とその他の物理的な情報、例えばガイド穴位置とドリル位置の相対的距離情報などとを併用してドリル位置を決定する機構を持った物を用いた。これにより、微細な回路パターンに対しても、正確にパターン基準でスルホール穴加工を行うことができる。
【００８２】
［実施形態４］
本実施形態４は、上記実施形態３の変形例である。
【００８３】
上記実施形態３では、ドすでに形成されている回路パターンを視覚的に認識してリルの位置決を行い、穴開け加工を行ったが、光学認識装置付きの穴開け機は、メッキレジストを透過してパターンを認識するため、やや特殊な装置を使わざるを得なかった。本実施形態４では、一般に市販されている光学認識装置付きの穴開け機を使用できる方法について、図３に示す製造工程を参照して説明する。
【００８４】
プリント配線板の回路パターンを形成するまでは上記実施形態１〜３と同じであり、図３（ａ）は実施形態１の図１（ｂ）と同じ状態である。すなわち、図中の符号３１は支持体となる樹脂板、符号３３はエッチング形成された回路パターンである
次に、メッキレジストを形成するが、図３（ｂ）に示す通り、スルホールとなる部分３４には、レジストを形成しないようにする。具体的には、スルホール位置にインクが出ないような版を用意してレジストインクを印刷する方法や、レジストインクとして感光性のものを用い、フォトマスクを用いた露光／現像処理により形成する。
【００８５】
本実施形態４では、レジストとしてフィルム状に加工した感光性樹脂を用い、これにレーザープロッタで予め基板に作成されたガイドパターン間距離から得られた基板の伸縮、歪み量を加味したイメージパターンを用いて露光を行い、その後、現像、硬化工程を経て、レジストの形成を行った。
【００８６】
このレジストインクは、レジストインクと開口部から見える基板表面や回路パターンとで光の反射率が大きく異なることから、穴開け機の光学認識装置においても容易かつ正確、高速にその位置を読みとることができる。
【００８７】
この場合、メッキレジストの開口径は、所望のスルホール径と同じかそれ以下が望ましく、本実施形態４では、スルホール穴加工機の認識装置が認識できる最小径とした。
【００８８】
これは、上記実施形態２で説明した通り、メッキレジスト開口とスルホール穴とが、１対１で同軸、同径に開口されていることがポイントであり、これにより信頼性の高いスルホール形成が可能となる。
【００８９】
この後、この開口部をターゲットに穴開け加工を行い、するホール穴３５を開く。穴開け加工の終わった状態を図３（ｃ）に示す。以降の工程は、上記他の実施形態と同じである。
【００９０】
［実施形態５］
本実施形態５は、本発明に係わるメッキプロセスを多層配線板に応用した例である。
【００９１】
上記実施形態１〜４の手法でも、内層コア材として、従来の手法で作成された多層基板を用いれば、多層配線板が製造できるが、ここでは、本実施形態による基板とその加工上の特徴を有効に利用した例について説明する。
【００９２】
従来方法を内層コア材に用いた場合で、内層導体間を繋ぐインナーバイアホールがあった場合、その接続は、やはり従来方法のパネルメッキとなり、内層パターンの微細化やランドレス化を実現することはできない。これらの問題を解決した実施形態を図４に示す。図４は、６層インタースティシャルバイアホール付き基板の例である。
【００９３】
図４（ａ）は、上記実施形態１で説明した方法と同じ方法を用いて作成した両面配線板を示しており、実施形態１で言えば図１（ｂ）に相当する状態であり、回路パターン形成を終えた状態のものである。すなわち、図中の符号４１は支持体となる合成樹脂板、符号４３はエッチング形成された回路パターンである。
【００９４】
この状態の基板を用い、かつ、上記実施形態１の方法を用いて、１−２層パターン４４ａと、１−２層間のバイアホール４４ｂとを形成した両面板４４、３−４層パターン４５ａと、３−４層間のバイアホール４５ｂとを形成した両面板４５、５−６層パターン４６ａと、５−６層間のバイアホール４６ｂとを形成した両面板４６の３枚を図４（ｂ）のように作成する。
【００９５】
この場合、上記実施形態１で説明した通り、従来法のようにスルホールメッキで銅箔厚が増加していないので、内層回路パターンも高精細、高密度のものができる。もちろん、上記実施形態２のように、スルホールランドレス化しておいてもよい。
【００９６】
これら両面基板４４、４５、４６を、図４（ｃ）に示す通り、プリプレグあるいは接着剤４７を介挿させて積層する。
【００９７】
本実施形態５では、両面基板４４、４５、４６の支持体の材料としてガラスエポキシ材を使用したため、プリプレグも同質のものを用い、積層は、真空熱プレスで行った。もちろん、これらの材料選択や積層手段も、本実施形態５の実施内容とは直接関係しないため、自由に選択することが可能である。
【００９８】
積層後、図４（ｄ）に示す通り、外層にメッキレジスト４８を形成し、スルホールドリル穴４９の加工を行う。以降の工程は、これまでに説明した手順と同じである。
【００９９】
このような手段を用いることで、従来の方法ではどうしても内層パターンの配線密度が外層に比べ低いといった問題があったが、このような問題も容易に解決できるほか、各工程でのメッキ量、エッチング量の大幅な削減も可能となる。
【０１００】
［実施形態６］
上記実施形態１において、メッキレジストの形成、メッキ工程、レジスト剥離の工程をソルダレジスト形成の後にしてもよいと説明したが、本実施形態６では、さらにこのメッキレジストの形成工程を省略した例について説明する。
【０１０１】
図５は、本実施形態６に係わる製造工程を示している。本実施形態６では、ソルダレジストとして、被メッキ性がないテフロン系の樹脂を用いた。
【０１０２】
図５（ａ）は、両面板に回路パターンを形成した状態を示しており、図中の符号５１は支持体となる合成樹脂板、符号５３はエッチング形成された回路パターンである。
【０１０３】
次に、図５（ｂ）に示すように、基板の両面にソルダレジスト５４を形成する。図に示すように、基板端子部等となる部分５５にはレジストが形成されていない。
【０１０４】
この基板に対し、図５（ｃ）に示すように、スルホール穴５６の穴開け加工を行う。この穴開け加工は、上記実施形態１〜５と同じように、レジストごとに行う。これにより、位置ずれが起こらない。
【０１０５】
次に、メッキのシーディングなどのメッキ前処理、無電解メッキ、電解メッキを行い、その後、ソルダレジスト表面を軽く研磨し、レジスト表面に付着した金属を除去する。その状態を、図５（ｄ）に示す。このとき、同時に端子部５５にもメッキがついているが、端子部５５はすでに回路形成を終わったパターンであり、何の影響も無い。
【０１０６】
これにより、メッキレジストの形成、剥離工程を省略できる。この場合、銅箔が露出している端子部分等にメッキ金属が形成されることがあるが、すでに回路パターンの形成を終えているため、特に問題は無い。
【０１０７】
この後、従来通り、外形加工やシンボル印刷などの後工程を行う。
【０１０８】
［実施形態７］
本実施形態７は、メッキレジストと穴開け加工法に特徴を有している。
【０１０９】
本実施形態７においても、両面に回路パターンを形成した配線板を用意するところまでは、上記実施形態１〜６と同じであり、図６（ａ）にその断面図を示す。なお、図中の符号６１は支持体となる合成樹脂板、符号６３はエッチング形成された回路パターンである。
【０１１０】
次に、上記実施形態１〜６と同じように、この配線板両面にメッキレジストを形成する。ここでは、メッキレジストとして、通常、メッキレジストフィルムとして市販されている被メッキ性の無いフィルムの片面にアルミ箔を貼り付けたものを使用する。図６（ｂ）中、符号６４がメッキレジストフィルム、符号６５がアルミ箔である。
【０１１１】
次に、このアルミ箔６５の上にエッチングレジストを形成（図示省略）し、スルホール穴を開口すべき位置のアルミ箔をエッチング除去する。アルミ箔６５の開口径は、ほぼ、所望のスルホール径か、後のレーザー穴開け加工で所望の穴径となるように、これより若干小さいものとする。この状態の断面を図６（ｃ）に示す。図中の符号６６がアルミがエッチング除去された部分である。
【０１１２】
次に、レーザー加工機で穴加工を行う。基本的には、レーザー光でスルホール穴を所定の位置に開口するのであるが、この前の工程でスルホール位置のメッキレジスト表面のアルミ箔がエッチング除去されているため、ちょうどここをねらって穴開けを行うことになる。
【０１１３】
すなわち、レーザー光のビーム径を所望の穴径より若干大きめにして、アルミ箔６５をマスクとして穴加工を施すと、図８（ｄ）に示す通り、アルミ箔６５に開口した部分６６と同軸、同径の穴６７がメッキレジストフィルム、プリント配線板に形成される。実際には、レーザー光の散乱のため、配線板に開口される穴径は、アルミ箔６５に開けた穴径より数μｍから数十μｍ程度大きくなることがあるため、スルホール穴径に精度が必要な場合は、アルミ箔６５の開口６６を所望のスルホール径よりその分絞っておく必要がある。
【０１１４】
この後、メッキレジスト表面のアルミ箔６５を、エッチング除去する。以降の工程は、上記実施形態１〜６と同じであり、スルホール内へのメッキ、レジスト剥離、後工程へと続く。
【０１１５】
本実施形態７では、炭酸ガスレーザーを使用しているが、加工対象である配線板を適切に穴開け加工できるものであれば、特に、炭酸ガスレーザーでなくともよい。また、本実施形態７では、メッキレジスト表面にアルミ層を形成して使用しているが、レーザー光による穴開け加工時に加工マスクとして使用でき、かつ配線導体である銅と選択的にエッチングできるものであれば、アルミに限定されるものでは無い。
【０１１６】
［実施形態８］
本実施形態８に係わる製造工程を図７に示す。
【０１１７】
図７（ａ）は、これまでの実施形態１〜７で示したのと同じ要領で作成した配線板表面に、メッキレジストを形成した状態の断面図であり、図中の符号７１は両面配線板、７２は外層パターン、７３はスルホールランド、７４はスルホールランド穴、７５はメッキレジストである。
【０１１８】
本実施形態８の特徴は、スルホールランド７３にランド穴７４が開いていることである。このスルホールランド７３は、外層パターン７２の形成の際に、スルホールランド７３上のスルホール穴位置の銅箔をエッチングで除去しただけであり、特別な加工で形成したものでは無い。
【０１１９】
次に、穴開け加工を行う。本実施形態８では、レーザー穴開け法を採用した。すなわち、図７（ｂ）に示すように、所望のスルホール穴径より若干大きく、かつ、スルホールランド７６の径より小さな径でレーザー光７７を照射し、穴開け加工を行う。加工された穴７８は、基本的には、スルホールランド穴７４とほぼ同じ径で開けられる。この際、スルホール穴径より大きく穴を開ける理由は、レーザー照射位置が微妙にずれても確実に穴を開けるためと、後述するように、スルホールランド７６上にもメッキをつけてスルホール肩部を補強するために、スルホールランド７６上のメッキレジストの一部を除去する目的がある
この状態から、スルホールメッキを行うと、図７（ｃ）に示すようになる。図中の符号８０はメッキ形成されたスルホール導体、８１は第２層内層導体、８２は第３層内層導体である。
【０１２０】
本実施形態８は、４層基板構造のものであり、スルホール導体によって、上から第１層と第３層の導体同士が接続されている。このように、穴面積の分だけ外層の配線密度が低下するのを容認できれば、特定の内層導体間や、外層と特定の内層導体とを接続することも可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明に係わる多層プリント配線板及びその製造方法によれば、導体パターンの形成時に、スルホールメッキに起因する導体層の厚み増加がないため、微細なパターンを、余分な工程の追加や高度な制御無しに形成することができる。また、ランドレススルホールを容易に実現でき、配線密度の向上が図れる。また、加工工程中の基材の伸縮が、スルホール穴とパターンの位置関係に直接影響することはなく、また位置が狂ったとしても、実際のパターンが見えている状態でそこをねらって穴加工できるため、位置補正が容易であり、高精度な基板加工を行うことができる。また、スルホールと導体パターンとの位置関係を正確に合わせることができるので、スルホールランドなどの、配線密度を低下させる要因を排除できる。また、ランドレスの構造にしても原理的にスルホール欠損が起きないため、従来法のような高精度の加工や、余分な工程、装置、材料を必要としない。さらに、回路形成時にエッチング除去する導体金属量、及びスルホールメッキでメッキする金属量が、従来法に比べ大幅に少ないため、薬液等の工程運用コスト、加工条件維持のための管理コストを削減できるとともに、環境負荷の軽減にも大いに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態１に係わる多層配線板の各製造過程（工程）を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態２に係わるランドレス配線板の製造工程を示す断面図及び概略平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態４に係わる多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態５に係わる多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態６に係わる多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態７に係わる多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態８に係わる多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、従来の製造方法による多層配線板の各製造工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、従来の製造方法による問題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１，１１，３１，４１，５１，６１，７１　支持体（合成樹脂板）
２，１２，３２，４２，５２　銅箔
３，１３，３３，４３，５３，６３　回路パターン
４，７５　メッキレジスト
５，５６　スルホール穴
６，７３　スルホールランド
７　内壁
５５　ソルダレジスト
６５　アルミ箔
【図１】
2004146668.tif 000003
【図２】
2004146668.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004146668.tif 000006
【図５】
2004146668.tif 000007
【図６】
2004146668.tif 000008
【図７】
2004146668.tif 000009
【図８】
2004146668.tif 000010
【図９】
2004146668.tif 000011