(57)【要約】【課題】  高い品質と信頼性が得られ安価なプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】  基板（１）と、その両面側にそれぞれ形成された配線パターン（３）と、配線パターン（３）間を電気接続するための導電性を有する貫通孔（１ａ）と、そこに充填された充填材（４）と、基板（１）の少なくとも１面側を覆い充填材（４）と接して形成された絶縁層（９）とを有するプリント配線板を製造する製造方法であり、熱硬化性の第１のインク（４）を貫通孔（１ａ）に充填する充填工程と、その後に、熱硬化性の第２のインク（９）を第１のインク（４）に接するように基板（１）の少なくとも一面側に塗布する絶縁層塗布工程と、その後に、第１のインク（４）と第２のインク（９）とを同時に熱硬化させる硬化工程とを有する。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の両面側にそれぞれ形成された配線パターンと、前記基板に設けられ前記配線パターン間を電気的に接続するための導電性を有する貫通孔と、該貫通孔に充填された充填材と、前記基板の少なくとも１面側を覆い前記充填材と接して形成された絶縁層とを有するプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法において、
前記充填材となる熱硬化性の第１のインクを前記貫通孔に充填する充填工程と、
前記充填工程の後に、前記絶縁層となる熱硬化性の第２のインクを前記第１のインクと接するように前記基板の少なくとも一面側に塗布する絶縁層塗布工程と、
前記絶縁層塗布工程の後に、前記第１のインクと前記第２のインクとを同時に熱硬化させる硬化工程と、を有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】
前記第２のインクは、前記第１のインクと溶質が同じで該第１のインクより希釈率が大きいことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
基板と、該基板の両面側にそれぞれ形成された配線パターンと、前記基板に設けられ前記配線パターン間を電気的に接続するための導電性を有する貫通孔と、該貫通孔に充填された充填材と、前記基板の少なくとも１面側を覆い前記充填材と接して形成された絶縁層とを有するプリント配線板を製造するプリント配線板の製造装置において、
前記充填材となる熱硬化性の第１のインクを前記貫通孔に充填する充填手段と、
前記充填により前記貫通孔から溢れた第１のインクを除去する除去手段と、
前記絶縁層となる熱硬化性の第２のインクを、前記貫通孔に充填された第１のインクと接するように前記基板の少なくとも一面側に塗布する塗布手段とを備えたことを特徴とするプリント配線板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の製造方法及び製造装置に係り、特に、ビルドアップ構造のプリント配線板におけるＩＶＨ（インタースティシャルバイアホール）の孔埋め及び層間絶縁層の形成をする場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器には多層化された所謂ビルドアップ基板が搭載されるようになっている。そして、このビルドアップ基板の各層間の電気的接続を、所定の階層を貫通する貫通孔であるスルーホール（以下、ＴＨと称する）やインタースティシャルバイアホール（以下、ＩＶＨ）という接続手段を用いて行うことは周知である。
ＴＨは、その貫通孔の端部がプリント配線板の最外層表面に形成されるものであり、ＩＶＨは、その貫通孔の端部がプリント配線板の内層部に形成され、外部からは視認できないものである。
【０００３】
ところで、ビルドアップ基板の実装高密度化に伴い、ＴＨやＩＶＨの孔径はより小さく、また、基板単位面積あたりの孔数はより増える傾向にある。
そこで、ＩＶＨを樹脂で孔埋めし、その上にさらに別の層を積層形成して面積を有効利用することが行われており、この場合、積層する層を良好に形成するためには、孔埋めしたＩＶＨの端部表面をできるだけ平坦にする必要がある。
このＩＶＨを樹脂で孔埋めする技術の一例が特許文献１に記載されている。
【０００４】
このようなＩＶＨの孔埋め工程や、層間絶縁層の形成工程は、極めて複雑なプロセスで行われるので、生産効率向上の妨げになっており、ビルドアップ基板の製造や製品に対するリードタイム短縮やコストダウン等の改善が望まれている。
【０００５】
ここで、ＩＶＨの孔埋め工程及び層間絶縁層の形成工程についての２つの例（Ａ，Ｂ）を、図１０〜図１１を用いて説明する。
【０００６】
＜従来例Ａ＞
（工程Ａ１）〔図１０（ａ）〕
ガラスエポキシ基体を有する両面銅張り積層板１０１にＩＶＨ１０１Ａを穿設する。
（工程Ａ２）〔図１０（ｂ）〕
層間の導通を得るために銅めっきを行い、導電層（銅層）１０２を形成する。
（工程Ａ３）〔図１０（ｃ）〕
ＩＶＨ１０１Ａに対応して開口したメッシュ＃１００〜＃２５０のスクリーンを用いて、ＩＶＨ１０１Ａに孔埋めインク１０３を印刷充填する。
（工程Ａ４）〔図１０（ｄ）〕
孔埋めインクを硬化させた後に、余剰で突出したインク１０３を番手２００〜８００のバフ１０４等により研磨除去する。この研磨除去により表面は平坦化される。
（工程Ａ５）〔図１０（ｅ）〕
銅層１０２に対し、ドライフィルム等を用いて回路となるパターンを露光及び現像し、その銅層１０２上に回路パターン１０５を形成する。
（工程Ａ６）〔図１０（ｆ）〕
回路パターン１０５の銅表面に対して、黒化処理やＣＺ処理によるマイクロエッチングを行う。これは、積層する層間絶縁層との密着力を向上させるための処理である。
（工程Ａ７）〔図１０（ｇ）〕
スクリーン印刷やカーテンコータ等を用いて、層間絶縁用のインクを塗布し、所定の厚さ（約５０μｍ）の層間絶縁層１０７を形成する。
（工程Ａ８）〔図１０（ｈ）〕
表面にめっきにより銅層を形成し、工程４と同様の方法により回路パターン１０５Ｂを形成する。
【０００７】
＜従来例Ｂ＞
これは、孔埋めと層間絶縁層とを一括して形成する例である。
（工程Ｂ１）〔図１１（ａ）〕
ガラスエポキシ基体を有する両面銅張り積層板１０１にＩＶＨ１０１Ａを穿設する。
（工程Ｂ２）〔図１１（ｂ）〕
層間の導通を得るために銅めっきを行い、銅層１０２を形成する。
（工程Ｂ３）〔図１１（ｃ）〕
銅層１０２に対し、ドライフィルム等を用いて回路となるパターンを露光及び現像し、その銅層１０２上に回路パターン１０５を形成する。
（工程Ｂ４）〔図１１（ｄ）〕
回路パターン１０５の銅表面に対して、黒化処理やＣＺ処理によるマイクロエッチングを行う。これは、上述のように、積層する層間絶縁層との密着力を向上させるための処理である。
（工程Ｂ５）〔図１１（ｅ）〕
絶縁性を有する熱可塑性絶縁シート（フィルム）１０８を基板の両面側からラミネートする。このラミネートは、熱及び圧力をシート１０８に付加してこれを軟化させて行う。
これにより、回路パターン１０５がこのシート１０８により被覆されると共にＩＶＨ１０１Ａの中にも軟化したシート１０８が入り込み、絶縁層１０７の形成とＩＶＨ孔１０１Ａの充填とが同時に行える。
（工程Ｂ５）〔図１１（ｆ）〕
表面にめっきによる銅層を形成し、工程Ｂ３と同様の方法により回路パターン１０５Ｂを形成する。
【特許文献１】特公平６−３２３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来例Ａは、ＩＶＨ１Ａ開口部の平坦性が確実に得られると共に、孔埋めと層間絶縁層とで異なる材料が使用可能である。
従って、それぞれへの要求〔熱膨張率やガラス転移温度（Ｔｇ）等〕に対して最適な材料を選択して、特性に優れた基板を形成することができる。
しかしながら、孔埋め工程と層間絶縁工程とが別工程になるため、生産効率が極めて悪く、歩留まりが低下し、コストアップとなるという問題があった。
【０００９】
一方、従来例Ｂは、孔埋めと層間絶縁層形成とを同時に行えるため、生産性については良好である。
しかしながら、それぞれに供する材料が同じであるため、最適な特性が得られないという問題があった。
【００１０】
また、基板の板厚，ＩＶＨ径またはその数によって、ラミネートの際に孔埋めができない場合があった。
また、孔埋めができても、ＩＶＨの部分が凹んでしまい表面の平坦性が得られず、このシート上にさらに積層して多層化した場合に層間絶縁が確実にとれない場合があった。また、この凹み部にはんだが適切に供給されず、部品実装時に部品浮き等の実装不良も発生する場合があった。また、ＩＶＨ内に絶縁シートが完全に充填されず空隙（ボイド）が生じ、絶縁不良となる場合があった。
従来例は、このような現象が発生して、プリント配線板としての十分な品質や信頼性を得ることができないものであった。
【００１１】
また、使用する絶縁シートも、市販品はその厚さが段階的に設定されているため、ラミネートする基板に応じた最適な厚さでのラミネート特性を得ることが難しい。
そのため、絶縁層を所定の厚さとする目的で、その形成後にさらに表面を研磨する等のレベリング作業が必要になり、コストアップになってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明が解決すべき課題は、高い品質と信頼性が得られ安価なプリント配線板を製造できる、プリント配線板の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、基板（１）と、該基板（１）の両面側にそれぞれ形成された配線パターン（３）と、前記基板（１）に設けられ前記配線パターン（３）間を電気的に接続するための導電性を有する貫通孔（１ａ）と、該貫通孔（１ａ）に充填された充填材（４）と、前記基板（１）の少なくとも１面側を覆い前記充填材（４）と接して形成された絶縁層（９）とを有するプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法において、
前記充填材となる熱硬化性の第１のインク（４）を前記貫通孔（１ａ）に充填する充填工程と、前記充填工程の後に、絶縁層となる熱硬化性の第２のインク（９）を前記第１のインク（４）に接するように前記基板（１）の少なくとも一面側に塗布する絶縁層塗布工程と、前記絶縁層塗布工程の後に、前記第１のインク（４）と前記第２のインク（９）とを同時に熱硬化させる硬化工程と、を有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。
また、請求項２に係る発明は、前記第２のインク（９）は、前記第１のインク（４）と溶質が同じで該第１のインク（４）より希釈率が大きいことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法である。
【００１４】
また、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項３に係る発明は、基板（１）と、該基板（１）の両面側にそれぞれ形成された配線パターン（３）と、前記基板（１）に設けられ前記配線パターン（３）間を電気的に接続するための導電性を有する貫通孔（１ａ）と、該貫通孔（１ａ）に充填された充填材（４）と、前記基板（１）の少なくとも１面側を覆い前記充填材（４）と接して形成された絶縁層（９）とを有するプリント配線板を製造するプリント配線板の製造装置において、
前記充填材となる熱硬化性の第１のインク（４）を前記貫通孔（１ａ）に充填する充填手段（６）と、前記充填により前記貫通孔（１ａ）から溢れた第１のインク（４）を除去する除去手段（７）と、前記絶縁層となる熱硬化性の第２のインク（９）を、前記貫通孔（１ａ）に充填された第１のインク（４）と接するように前記基板（１）の少なくとも一面側に塗布する塗布手段（１２）とを備えたことを特徴とするプリント配線板の製造装置（８０）である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高品質で、信頼性が高く、安価なプリント配線板が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図９を用いて説明する。
図１〜図８は、本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第１〜第８工程を説明する断面図であり、
図９は、本発明のプリント配線板の製造装置における実施例を説明する図である。
【００１７】
まず、実施例のプリント配線板の製造装置８０について図９により詳述する。
【００１８】
この装置は、基板（両面銅張積層板）１を挟むように当図の右方向に搬送するための、３組の第１〜第３の搬送ローラ５１〜５３を備えている。
この第１及び第２の搬送ローラ５１，５２の間には、搬送の上流側から孔埋め塗布用ローラ６と一対のスキージ７，７が設けられている。
また、第２及び第３の搬送ローラ５２，５３の間には、互いに圧接する一対の絶縁層形成用ローラ１１，１２が設けられている。
【００１９】
孔埋め塗布用ローラ６は、その一部がインク皿５に入れられた孔埋めインク４に浸漬され、矢印方向に回転する。
また、一方の層間絶縁層形成用ローラ１２は、その一部がインク皿６０に入れられた絶縁インク９に浸漬され、矢印方向に回転する。
他方の層間絶縁層形成用ローラ１１は、その表面にインク皿５８の絶縁層インク９と接するように配置され、ローラ１１の矢印方向の回転に伴いインク皿５８に入れられた絶縁層インク９を塗布部２０に供給する。
【００２０】
この装置において、各搬送ローラ５１〜５３は、基板１を挟みつつ当図の右方向に搬送する。
孔埋め塗布用ローラ６は、基板１の下側面に略当接し、その面に孔埋めインク４転写塗布する。この際、ＩＶＨ１ａ内にも孔埋めインク４は充填される。
一対のスキージ７，７は、基板１の両面にそれぞれ圧接し、孔埋め塗布用ローラ６により転写塗布された孔埋めインク４の内の余剰分を、基板１の搬送移動に伴って掻き取り除去する。
一対の層間絶縁層形成用ローラ１２は、それぞれが基板１の両面と所定の隙間を有するように配置され、基板１の両面上に層間絶縁インク９を塗布する。
【００２１】
次に、上述したプリント配線板の製造装置８０を用いプリント配線板を製造する方法について、工程を追って詳述する。
【００２２】
（工程１）〔図１〕
両面銅張積層板１に、φ３００μｍのドリルによりＩＶＨ１ａを穿設する。この両面銅張積層板１は汎用品を使用することができる。
【００２３】
（工程２）〔図２〕
層間の電気的接続を行うための導電層（銅層）２を、ＩＶＨ１ａの内面を含めた両面銅張積層板１の両表面に無電解銅めっき及び電解銅めっきにより形成する。
（以下、ＩＶＨ１ａは、内面に形成されたこの導電層（銅層）を含めた孔を意味する。）
【００２４】
（工程３）〔図３〕
銅層２の両表面に、ドライフィルムを用いて内層回路パターンレジストを露光，現像し、塩化第２銅溶液によりエッチングを行って内層回路パターン３を形成する。そして、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液を用いてドライフィルムレジストを剥離除去する。
その後、回路パターン３の銅表面に対して黒化処理やＣＺ処理によるマイクロエッチングを行う（当図の破線部）。これは、上述のように、積層する層間絶縁層との密着力を向上させるための処理である。
【００２５】
（工程４）〔図４〕
インク皿５に入れた孔埋めインク４の中に一部を浸漬させたローラ６の回転により、導電層２上に孔埋めインク４を転写塗布する。
この塗布により、導電層２の表面に孔埋めインク４の被膜４ａが形成されると共にＩＶＨ１ａの中に孔埋めインク４が充填される。
この充填により、ＩＶＨ１ａのロール６とは反対側の開口部からもこの孔埋めインク４は溢れ、突出した状態になる。
この孔埋めインクとして、太陽インキ製造株式会社製の熱硬化型永久穴埋めインキ「ＨＤＢ−２００Ｂ４」を用いることができる。これは、エポキシ樹脂をバインダーとしてシリカフィラーを配合した粘度３５０Ｐの樹脂インクである。
【００２６】
（工程５）〔図５〕
孔埋めインク４が未硬化の状態で、孔埋めインク４の、ＩＶＨ１ａ孔から溢れた余剰分と両面上に塗布された被膜４ａにおける余剰分とを、一対のスキージ７，７で掻き取って除去する。
【００２７】
（工程６）〔図６，図９〕
上述した図９に示すように、インク皿６０に入れた層間絶縁インク９の中に一部を浸漬させたロール１２を回転させることにより、両面銅張積層板１の下側面の導電層２上に層間絶縁インク９を転写塗布する。
また、ロール１１を回転させ、インク皿５８に入れた層間絶縁インク９を両面銅張積層板１の上側面の導電層２上に転写塗布する。
この時、各ロール１１，１２と基板（銅層）表面との間に所定の間隙を設けてあり、塗布される層間絶縁インク９は所定の厚さの被膜として塗布される。
この層間絶縁インク９は、上述した孔埋め用インキ「ＨＤＢ−２００Ｂ４」を溶剤で希釈し、粘度１５０Ｐにしたものを用いている。
【００２８】
（工程７）〔図７〕
孔埋めインク４及び層間絶縁インク９を熱硬化させる。硬化条件は１５０℃で１時間の放置である。
【００２９】
（工程８）〔図８〕
工程３と同様に外層回路パターン３Ｂを形成する。
その後、必要に応じてソルダーレジスト層の形成，シルク印刷あるいは回路表面処理（例えば、金めっきや水溶性フラックス処理）を周知の方法で行う。
【００３０】
以上詳述した実施例によれば、基板の表面に対してローラ６によりインク９が転写塗布されるので、基板の板厚，ＩＶＨ径やその数によらずＩＶＨへの樹脂充填が確実に行える。
また、そのＩＶＨ開口部の平坦性も極めて優れたものになる。
また、この平坦化のために従来行っていた、プリント配線板の製造工程上で占める割合が大きく費用が嵩むバフ研磨工程が不要となり、大幅なコストダウンとなる。
【００３１】
また、ＩＶＨ１ａへの孔埋め工程と絶縁層９の形成とを同一搬送工程で行うことができ工程数が少なくなる。さらに、絶縁層９も、ローラ１１，１２が銅層２と所定の間隙をもってインクを塗布することで厚さが極めて均一に形成できるので、後工程で表面を研磨する等のレベリング作業が不要である。従って、生産効率が高くコストダウンが可能である。
【００３２】
また、ＩＶＨの孔埋めと絶縁層形成とのそれぞれに最適な材料を選択して用いることができるので、充填性と絶縁性との両方に優れた高品質で信頼性の高いプリント配線板を得ることができる。
【００３３】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００３４】
実施例では、ＩＶＨの孔埋め用インク４と層間絶縁インク９とについて、溶質が同じ成分（インク）ではあるが希釈比率を変えて粘度違いとしたものを使用した。
具体的には、孔埋めには充填性を得るために高粘度とし、絶縁層形成には濡れ性と被膜の均一性を得るために低粘度としている。
この高粘度と低粘度の境界については、発明者らは、実験により１５０Ｐであることを明らかにしたが、より安定した特性を得るために、高粘度として２５０Ｐ以上、低粘度として２００Ｐ以下であることが望ましいことも明らかにした。
高粘度の孔埋め用インクは、希釈せず原液で用いてもよい。この場合の希釈率を１として考えれば、層間絶縁インクは孔埋めインクよりも希釈率が大きいものである。
この方法によれば、使用するインクのプリント配線板一枚当たりの使用量が増えて材料購入単価が安価になり、コストダウンが可能である。
もちろん、これに限らず、孔埋め用として専用のインクを使用してもよい。いずれにおいても、孔埋め用としては、高粘度であり、硬化収縮が少なく、熱膨張係数が小さいインクを選定するのがよい。
【００３５】
実施例において、絶縁層９は両面側に設けたが、一方の面のみ多層化したプリント基板においては、片面のみに設けたものでもよい。
また、プリント配線板の製造装置は、第１及び第２のインクを硬化させる熱硬化炉（装置）を絶縁層形成ローラ１１，１２の下流側に備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第１工程を説明する断面図である。
【図２】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第２工程を説明する断面図である。
【図３】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第３工程を説明する断面図である。
【図４】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第４工程を説明する断面図である。
【図５】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第５工程を説明する断面図である。
【図６】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第６工程を説明する断面図である。
【図７】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第７工程を説明する断面図である。
【図８】本発明のプリント配線板の製造方法における実施例の第８工程を説明する断面図である。
【図９】本発明のプリント配線板の製造装置における実施例を説明する図である。
【図１０】従来のプリント配線板を製造する第１の例を説明する図である。
【図１１】従来のプリント配線板を製造する第２の例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  両面銅張積層板（基板）
１ａ  ＩＶＨ
２  導電層（銅層）
３，３Ｂ  内層回路パターン
４  孔埋めインク
４ａ  皮膜
５，５８，６０  インク皿
６  （孔埋め塗布用）ローラ
７  スキージ
９  （層間）絶縁インク（絶縁層）
１１，１２  絶縁層形成用ローラ
２０  塗布部
５１〜５３  第１〜第３の搬送ローラ
８０  プリント配線板の製造装置
【図１】
2005340712.tif 000003
【図２】
2005340712.tif 000004
【図３】
2005340712.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005340712.tif 000009
【図８】
2005340712.tif 000010
【図９】
2005340712.tif 000011
【図１０】
2005340712.tif 000012
【図１１】
2005340712.tif 000013