(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉した空間内で、導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板を隙間を空けて配置し積み重ねた後、
該導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板の表面に気体を流して該表面から水分を除去し、
加圧・加熱することによりプリプレグを硬化させ多層プリント配線基板を製造する方法において、
前記気体の流れを、前記導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板の積層面に水平にし、
前記加圧時の圧力を１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2とすることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
密閉した空間内で、導電性箔により形成された回路を有し、スルーホール導体が充填されたスルーホールを有する配線板を複数作製し、
前記配線板を隙間を空けて配置し積み重ねた後、
前記加圧・加熱前に該配線基板の表面に気体を流して該表面から水分を除去し、
該複数の配線板同士を加圧・加熱することにより多層化する多層プリント配線基板の製造方法において、
前記気体の流れを、前記スルーホールを有する配線板の積層面に水平にし、
前記加圧時の圧力を１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2とすることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
被成形品同士を積層して加圧するための可動盤と、該被成形品を加熱するための手段とを有し、該被形成品を加圧するための空間を密閉するとともに、
該密閉された空間に、前記被成形品の水分を除去するための気体を導入するための導入口と、前記被成形品の水分を除去した後の気体を排出するための排出口を設けたことを特徴とする多層プリント配線基板の製造装置であって、
前記導入口を、前記被成形品の積層面に水平に設けて、
前記被成形品の積層面の間に隙間が開けられて、
前記気体の流れを前記被成形品の積層面に水平にすることを特徴とする多層プリント配線基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線基板の製造方法及び製造装置に係り、より詳細には、例えば、有機樹脂を含む絶縁層の表面に銅などの低抵抗金属を主体とする配線層や金属ペーストが充填されたスルーホール導体等を具備する半導体素子収納用パッケージなどに適した多層プリント配線基板を作製するに好適な多層プリント配線基板の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多層プリント配線基板の製造方法としては、絶縁板上に回路形成された内層材（コア材）と外層材（あるいは導電箔）とをプリプレグを介して積層し、これらを加圧・加熱することにより内層材と外層材とを密着させ多層化する技術が知られている。
【０００３】
より詳細には次の工程により行われる。
１．内層材の基準穴加工
２  内層の銅箔のエッチング（フォトリソ工程）による回路の形成
３  銅の黒色化処理
【０００４】
黒色化処理は、銅箔とプリプレグとの接着強度を高めるために銅箔表面を酸化させ絨毯状の毛を作り樹脂の濡れ性を向上させることを目的として行われ、より具体的には次の工程により行われる。
【０００５】
脱脂→ソフトエッチング（コア材の回路表面を化学的に粗化し黒色処理の下地を作るものである。）→硫酸洗浄（ソフトエッチングと水洗で生じたスマット除去を目的とする。）→、プレデップ（黒色処理槽への液持ち込み防止の為の共薬品処理である。）→黒色処理→乾燥（黒色処理での水分除去）
４  積層プレス
５  スルーホール穴加工
６  スルーホール内壁めっき
７  外層の銅箔のエッチング（フォトリソ工程）による回路形成
８  外形加工
【０００６】
上記積層プレス工程は、黒色化処理したコア材とプリプレグ及び外層材（あるいは銅箔）とを加圧・加熱しプリプレグの未硬化樹脂を硬化させ密着させるものである。
【０００７】
従来、積層プレス工程は、プリプレグとしてエポキシ樹脂を使用した場合、圧力２０〜４０ｋｇ／ｃｍ2、温度１７０℃以上、時間２０分以上で行われていた。
【０００８】
しかるに、上述した従来の製造方法においては、硬化後の樹脂流れが大きく、板厚のばらつき、作業性の阻害という問題があった。
【０００９】
一方、近時においては多層プリント配線基板においても高密度化が要請されている。その要請に対応する技術として、いわゆるブラインドビアホール技術が開発されている。これは、内層の絶縁板に予め（プレス積層以前に）スルーホールをあけ、スルーホール中に銅メッキ、又は導電体ペースト（熱硬化性樹脂に導電粉を混練したもの）をスルーホールに充填しスルーホール導体としたものである。かかる技術は多層プリント配線基板の高密度化を実現し得る技術である。
【００１０】
しかるに、このようなブラインドビアホール技術について前述した従来の多層プリント配線基板の製造方法を適用した場合、複数層の層間の位置ずれによるファイル化対応の阻害という問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を解決するものであり、樹脂流れをなくし、板厚のばらつき、位置ずれの問題を解決した多層プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
これにより、高多層、高精密の多層プリント配線基板を生産性が良く高信頼性を保った製造方法を提供すること目的をする。
【００１３】
本発明は、板厚ばらつきを抑え、作業性を向上した、位置ずれのない多層プリント配線基板を製造することが可能な多層プリント配線基板の製造装置を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の多層プリント配線基板の製造方法は、密閉した空間内で、導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板を隙間を空けて配置し積み重ねた後、該導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板の表面に気体を流して該表面から水分を除去し、加圧・加熱することによりプリプレグを硬化させ多層プリント配線基板を製造する方法において、
前記気体の流れを、前記導電箔あるいは外層用導電体張積層板、プリプレグ及び内層用導電体張積層板の積層面に水平にし、前記加圧時の圧力を１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2とすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の多層プリント配線基板の製造方法は、密閉した空間内で、導電性箔により形成された回路を有し、スルーホール導体が充填されたスルーホールを有する配線板を複数作製し、前記配線板を隙間を空けて配置し積み重ねた後、前記加圧・加熱前に該配線基板の表面に気体を流して該表面から水分を除去し、該複数の配線板同士を加圧・加熱することにより多層化する多層プリント配線基板の製造方法において、前記気体の流れを、前記スルーホールを有する配線板の積層面に水平にし、前記加圧時の圧力を１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2とすることを特徴とする。
【００１６】
本発明の多層プリント配線基板の製造装置は、被成形品同士を積層して加圧するための可動盤と、該被成形品を加熱するための手段とを有し、該被形成品を加圧するための空間を密閉するとともに、該密閉された空間に、前記被成形品の水分を除去するための気体を導入するための導入口と、前記被成形品の水分を除去した後の気体を排出するための排出口を設けたことを特徴とする多層プリント配線基板の製造装置であって、前記導入口を、前記被成形品の積層面に水平に設けて、前記被成形品の積層面の間に隙間が開けられて、前記気体の流れを前記被成形品の積層面に水平にすることを特徴とする。
【００１７】
【作用】
以下に本発明の作用を本発明をなすに際して得た知見とともに説明する。
【００１８】
従来の多層プリント配線基板の製造方法においては、樹脂流れが大きく、板厚のばらつきが大きいことと、作業性の阻害及び、位置ずれが生じていたが、本発明者はその原因を鋭意探求したところ、その原因は、被成形品（外層材、導電箔、内層材、プリプレグなど）の表面に残存している不純物（特に水分）にあるとの知見を得た。
【００１９】
すなわち、積層プレス工程前においては、内層材は黒色化処理を行うがそれはウエット処理であり表面には水分が付着する。黒色化処理後乾燥（１２０℃）により水分を除去しているとはいえ十分には除去されていなかった。また、乾燥後積層プレスを行うまでの間大気にさらしているため水分が付着してしまっている。
【００２０】
被成形品の表面に水分が付着したままで積層プレスを行った場合に剥離やふくれが生じる。
【００２１】
一方、密着力を確保した積層を行おうとするとプレス圧力を高くせざるを得ないため従来は２０〜４０ｋｇ／ｃｍ2という高いプレス圧力が用いられていた。
【００２２】
しかし、かかる高いプレス圧力の故に、樹脂流れが大きく、種々の問題を招いているものである。
【００２３】
それに対し、水分などの不純物を除去した場合には低いプレス圧力であっても密着力の確保が可能であることがわかった。
【００２４】
不純物を除去するためには被成形品の表面に気体を流せばよい。積層プレスを行う空間を密閉し、その空間に気体を流せばパージが行われ被加工品表面から水分などの不純物が気体により持ち去られ表面から不純物が除去される。気体は不活性ガス（特にアルゴンガス、窒素ガス）が好ましい。特に、気体における不純物濃度は５０ｐｐｂ以下が好ましく、１０ｐｐｂ以下がより好ましい。かかる高純度の気体を用いることにより気体からの不純物の持ち込みを防止することができる。気体の圧力は常圧でもよい。
【００２５】
また、気体の流れ方向は被成形品の積層面に水平とすることが好ましい。
【００２６】
また、気体を流す際には被成形品を加熱することが好ましい。加熱温度としては６０〜７０℃が好ましい。温度が高すぎるとプリプレグの硬化が起きてしまう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（内層用導電体張積層板）
内層用導電体張積層板は内層材であり、ここにおいて、内層とは多層プリント配線板の表と裏の外層である外部にある導電パターン以外の板の内部にある信号層、電源層、グランド層などの導電パターンである。
【００２８】
導電体としては銅あるいは銅合金が一般的である。他の導電体として、たとえば、銀、アルミニウム、金あるいはこれらの一種以上を含む合金、また、Ｎｉ−Ｃｒ合金がなどが用いられる。
【００２９】
内層には、内層回路表面処理を行うことが好ましい。内層回路表面処理は内層回路の接着力をよくするために導体表面に細かな凹凸をつける表面処理である。黒化処理、酸化銅還元法、マイクロエッチング法、無電解決法およびＤＴ（ダブルトリートメント）銅箔などがあげられる。
【００３０】
積層板を構成する導電体を張るベース部材（内層材）としては、熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等の樹脂、これらをガラスに含浸せしめた積層板、窒化アルミニウム、炭化珪素、アルミナなどのセラミックが用いられる。
【００３１】
（外層用導電体張積層板）
外層とは、多層プリント配線板の両面の導体パターンの層である。
【００３２】
導電体は内層用導電体張り積層板についてと同様である。
【００３３】
外層用導電体張積層板に換え導電体箔を用いてもよい。
【００３４】
（プリプレグ）
補強材のガラス布に熱硬化性樹脂を含浸させ半硬化のＢステージ状態にした接着シートである。
【００３５】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェノールエーテル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂などがあげられる。
【００３６】
また、これらにフィラーを複合化して配線基板全体の強度を高めてもよい。
【００３７】
（スルーホール）
積層プレス後にスルーホールを形成する場合はドリル等で穴あけを行い、次いでスルーホールの内壁にめっきを施せばよい。
【００３８】
バイアホールの場合には、プリプレブにドリル、パンチング、サンドブラスト、レーザなどの公知の方法により穴あけ加工を行う。
【００３９】
次いで、穴内部に銅メッキを行うか導電体ペーストを充填する。導電体ペーストは、導電体粉末と熱硬化性樹脂からなるバインダとを混練して作製する。導電体としては、銅、銀、アルミニウムその他の金属が用いられる。熱硬化性樹脂としては前述したものを用いればよい。
【００４０】
穴内部に十分な量の導電体ペーストを充填し、導電体ペーストを硬化させ、研磨等により面一とする。
【００４１】
スルーホールとしては、３０μｍ径の穴を３０μｍ間隔であけてもよい。
【００４２】
従来技術においては、スルーホール導体のずれは１５０μｍという大きなものであったが、本発明においては、スルーホール導体のずれを±２０μｍ以下にすることが可能なため５０μｍ径。、５０μｍ間隔であっても接続不良が生じない。
【００４３】
（不純物除去）
本発明では、被成形品の表面から水分を主とする不純物を除去してから積層プレスを行う。不純物除去は被成形品を積層プレスを行う空間に配置してから行う。すなわち、該空間に配置してから該空間に高純度の気体を流して該空間をパージすることにより被成形品の表面から不純物の除去を行うことができる。パージする時間及び回数は、必ずしも明らかではないが、実際のプレス機において予め時間・回数と水分除去量との関係を実験により求めておき、その結果に基づき決定すればよい。
【００４４】
なお、プレス積層を行う直前に不純物の除去を行うことが重要である。積層プレスを行う空間外で水分を除去したとしてもその後プレス積層を行う空間に運搬するまでの間に大気にさらされれば一瞬にして水分などの不純物が被成形品の表面に付着してしまうからである。それがクリーンルーム内であったとしてもである。ただ、不純物除去をプレス積層を行う空間外で行った後、被成形品を内部が大気と隔離された搬送ボックスなどに収納してプレス積層を行う空間まで搬送っっすような場合には本発明の効果は同様に達成される。
【００４５】
気体としては、水分を含有しない乾燥気体が好ましい。また、加熱した気体を用いることが好ましい。気体の温度としては、６０〜７０℃が好ましい。
【００４６】
なお、プレス積層を行う空間において不純物の除去を行うためには被成形品同士の間に隙間を設けて配置する必要があるが、例えば、被成形品のコーナー部にあるいは側面において被成形品を保持するハンドを前進・後退可能な状態で設けておけばよい。被成形品をハンドに乗せた状態で浮かせておき、その状態で気体を流して不純物の除去を行い、不純物除去後はハンドを後退させ被成形品同士を積層させプレス積層を行えばよい。
【００４７】
（プレス積層）
本発明においてはプレス積層を行う加圧圧力として、従来より低いの圧力は１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2が好適に用いられる。かかる低い圧力であっても密着性が良好でふくれのない多層プリント配線基板が得られる。
【００４８】
プレス積層は、ピンラミネーション方式、マスラミネーション形式、シーケンシャルラミネーション方式のいずれの方式をとってもよい。
【００４９】
（積層装置）
図１に本発明の実施の態様に係る多層プリント配線基板の製造装置を示す。
【００５０】
被成形品（外層用銅張積層板４ａ，４ｂ、内層用銅張積層板６）同士を積層して加圧するための金型プレート２ａ，２ｂと、被成形品４ａ，４ｂ，６を加熱するための手段（ヒータ７ａ，７ｂ）とを有し、被形成品４ａ，４ｂ，６を加圧するための空間１１を密閉するとともに、密閉された空間１１に気体１３を導入するための導入口１０と気体を排出するための排出口９を設けてある。
【００５１】
本例では、導入口１０は２カ所設けてあり、被成形品４ａ，４ｂ，６の積層面と平行に気体が流れるように配置してある。導入口１０は２以上設けてもい。また、気体供給管１５途中に気体を加熱するためのヒータ１４を設けてある。
【００５２】
一方、排出口９は、導入口１０と空間１１を挟んで対向する位置に設けてある。そのためガスの対流が少なく不純物除去効率が良くなっている。
【００５３】
【実施例】
（実施例１）
外層用銅張積層板４ａ，４ｂ、内層用銅張積層板６、接着剤としてのプリプレグ５を用意し、これらを重ねて基準穴をあけた。
【００５４】
本例では外層用銅張積層板４ａ，４ｂの外層材及び内層用銅張り積層板６の内層材にはエポキシ樹脂を用いた。また、プリプレグとしては、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させたものを用いた。
【００５５】
基準穴をあけた後、内層用銅張積層板６だけを取り出し、設計に基づく内層パターンを形成した。
【００５６】
続いて、内層パターンの銅箔表面に粗化処理として黒化処理を施した。
内層用銅張積層板と外層用銅張積層板４ａ，４ｂとの間にプリプレグを挟んだ。
【００５７】
ただ、外層用銅張積層板、内層用銅張積層板、プリプレグの間には隙間を設けておき、その隙間に、導入口１０から空間１１内に導入した気体を積層面と水平となるように７０℃に加熱して流通させた。なお、外層用銅張積層板、内層用銅張積層板、プリプレグの間には空間を設けるためには、例えば板のコーナー部を点支持し得るようにしておけばよい。
【００５８】
前工程であけておいた基準穴にガイドピンを貫通させ、各層導体パターン間の相対的ずれを防いだ。
【００５９】
これらをステンレス板３ａ，３ｂで加圧し、プレス積層した。温度は１７０℃時間は３０分とし、圧力は１５ｋｇ／ｃｍ2とした。
【００６０】
プレス積層後における基板端からの樹脂のはみ出し量を測定したところ１ｍｍ以下であった。
【００６１】
次いで、公知の方法により外層の銅をエッチングして配線パターンを形成した。
【００６２】
以上のようにして作製した多層プリント配線基板につき、以下の試験を行った。すなわち、多層プリント配線基板を４時間煮沸し、その後２６０℃のはんだに２０秒浸漬し、剥離及びふくれを観察した。
【００６３】
その結果、剥離及びふくれは観察されなかった。
【００６４】
なお、加圧圧力を１０ｋｇ／ｃｍ2とした場合には同様に剥離、ふくれは観察されなかったが、８ｋｇ／ｃｍ2とした場合には若干のふくれが観測された。
【００６５】
（実施例２）
本例では図２に示すようなシーケンシャルラミネーション方式ラミネーション方式による積層を行った。
【００６６】
本例においても樹脂のはみ出し量は各層間で１ｍｍ以下であった。
【００６７】
また、剥離及びふくれは観察されなかった。
【００６８】
（実施例３）
本例では、エポキシ樹脂の銅張積層板（厚さ８０μｍ）に直径が５０μｍのスルーホール２１を形成し、そのスルーホール内に、銅粉末とセルロースからなる銅ペースト２２を充填し乾燥した。
【００６９】
さらに、公知の方法により銅張積層板２０上に回路パターン２３を形成し単一配線基板２４を得た（図３（ｄ））。
【００７０】
同様の手順により単一の配線基板２４ｂ，２４ｃを得た。
【００７１】
３つの単一の配線基板２４ａ，２４ｂ，２４ｃとプリプレグを図１に示す多層プリント配線基板の製造装置内に配置し、不純物濃度１０ｐｐｂ以下のアルゴンガスを空間１１内に流した。アルゴンガスの温度は７０℃とした。
【００７２】
次いで、金型２ａ，２ｂを１７０℃に加熱し、加圧圧力１５ｋｇ／ｃｍ2で加圧した。
【００７３】
実施例１と同様に剥離、ふくれを観察したところ、剥離、ふくれは観察されなかった。
【００７４】
また、スルーホール導体の変形、位置ずれを測定したところ、位置ずれは２０μｍ以下であった。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、剥離、ふくれがなくスルーホール導体の位置ずれが従来に比べはるかに少ない多層プリント配線基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る多層プリント配線基板の製造装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る多層プリント配線基板の製造方法の工程を示す工程図である。
【図３】本発明の実施例に係る多層プリント配線基板の製造方法の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ  金型（プレート）、
３ａ，３ｂ  ステンレス板、
４ａ，４ｂ  外層用銅張積層板、
５  プリプレグ、
６  内層用銅張積層板、
７ａ，７ｂ  ヒータ又は熱媒油での加熱、
９  排出口
１０  導入口、
１１  空間、
１３  気体（ガス）、
１４  ヒータ、
１５  ガス供給管。
【図１】
0004455696.tif 000002
【図２】
0004455696.tif 000003
【図３】
0004455696.tif 000004