(57)【要約】【課題】エッチングによってスルーホール内のオープンスタブを高い精度で部分的に除去し、導通不良を発生させず、かつオープンスタブを除去しないスルーホールの導体形成前と同じ孔径に形成した印刷配線板およびその製造方法を提供する【解決手段】オープンスタブを除去したスルーホール５を有する印刷配線板１０であって、スルーホール５の導体形成部４０の孔径と、オープンスタブ除去部４１の絶縁樹脂板２の孔径が同一であり、さらに、印刷配線板の製造方法は、絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程と、少なくともスルーホール下孔内壁面に金属めっき膜を形成する工程と、金属めっき膜を形成したスルーホール内壁面にレジスト膜を電着塗膜する工程と、光拡散シートを用いて、露光および現像して、スルーホール内壁面にレジスト膜を形成後、エッチングしてスルーホール内壁面のオープンスタブを除去する工程を含む。【選択図】図１
2017117900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンスタブを除去したスルーホールを有する印刷配線板において、スルーホールの導体形成部の導体形成前の孔径とオープンスタブ除去部の絶縁樹脂板の孔径が同一である印刷配線板。
【請求項２】
絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程と、
少なくとも前記スルーホール下孔内壁面に金属めっき膜を形成する工程と、
前記金属めっき膜を形成したスルーホール内壁面にレジスト膜を電着塗膜する工程と、
光拡散シートを用いて、露光、および現像して、スルーホール内壁面にレジスト膜を形成後、エッチングしてスルーホール内壁面のオープンスタブを除去する工程とを含む印刷配線板の製造方法。
【請求項３】
前記レジスト膜が感光性液体エッチングレジスト膜である請求項２に記載の印刷配線板の製造方法。
【請求項４】
前記光拡散シートを用いた露光を、少なくとも絶縁樹脂板の表面側と裏面側からそれぞれ行い、かつ前記光拡散シートの拡散角度を少なくとも一度は左右いずれかに９０度変更する工程を含む請求項２または３に記載の印刷配線板の製造方法。
【請求項５】
前記光拡散シートを用いた露光時に、マスクで露光量を調整して、未露光部分の長さを調整する工程を含む請求項２〜４のいずれかに記載の印刷配線板の製造方法。
【請求項６】
絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程と、
少なくとも前記スルーホール下孔内壁面に金属めっき膜を形成する工程と、
前記金属めっき膜を形成したスルーホール内壁面にレジスト膜を電着塗膜する工程と、
前記スルーホール下孔に発光体を挿入し、オープンスタブ箇所を露光および現像してスルーホールの内壁面にレジスト膜を形成後、エッチングしてスルーホール内壁面のオープンスタブを除去する工程とを含む印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を実装する印刷配線板の表裏面および内層回路との接続に、印刷配線板を貫通するスルーホールが用いられている。このスルーホール内の内壁面の全面には、導体層として（金属）めっき処理を施した信号回路が形成されている。
このスルーホールに高速信号を伝送する際、信号回路を越えて層間の導通に関係ない余剰な箇所の導体層がオープンスタブとなる。このオープンスタブを除去しなければ、信号の反射や減衰あるいは遅延などが発生してしまう。
【０００３】
そのため、スルーホール内にめっき処理した後、印刷配線板の一方向から、必要な信号回路の手前までのオープンスタブをバックドリル工法などにより除去してきた（図８（ａ）参照）。このバックドリル工法は、対象となるオープンスタブの深さになるまでドリル加工深さを制御して、オープンスタブを機械的に除去する工法である。
【０００４】
また、上記したバックドリル工法の他に、必要箇所のみに部分めっき処理を施し、スルーホール内にオープンスタブを発生させない方法もあった。
例えば、特許文献１には、絶縁性基板の表面に形成した銅層を、一方の電極として電解ニッケルめっき処理を行い、所要の回路パターン領域面上にニッケルめっき層を選択的に形成し、このニッケルめっき層をマスクとしてエッチング処理して所要の回路パターンを形成する製造方法が記載されている。
また、特許文献２には、表面に金属箔が張り付けられた絶縁基板の該金属箔上に第１無電解めっき層上に第１電解めっき層を形成し、その所要個所を除去して配線パターンを形成する工程と、該配線パターンを含む基板表面に第２無電解めっき層を形成する工程と、前記配線パターンの第１所要個所のみ露出するようにめっきレジストパターンを形成する工程と、前記第２無電解めっき層より給電することにより前記配線パターンの第１所要個所上に第２電解めっき層を形成する工程と、前記めっきレジストパターンを除去し、前記第２電解めっき層から露出する前記第２無電解めっき層を除去する工程とを含む、電解めっきを利用して配線基板を製造する方法が記載されている。
このような配線基板の製造方法によると、従来の製造方法により製造した配線基板のように、所要部分の全てにめっき用の導通をとる必要がなく、不要部分（オープンスタブ）が存在しない。この不要部分が無いため、信号の反射やノイズが発生により半導体装置の電気的特性を悪化させることはなく、さらに、配線パターンの配置の高密度化を達成することができる、としている。
【０００５】
しかしながら、図８（ａ）に示すように、バックドリル工法でスルーホール５０内の余剰の導体層（オープンスタブ）５１を除去すると、ドリル９のドリル径Ｘがスルーホール５０の孔径Ｙよりも大きいため、切削後のオープンスタブ除去部５２の孔径は元のスルーホール５０より大きくなる。そのため、オープンスタブ除去部５２と隣接するスルーホール５０との壁面間の距離が、オープンスタブを除去しないスルーホール５０同士の壁面間の距離と比べて狭くなってしまう。この距離間が、狭すぎると基板（絶縁材料）にクラックが入りやすくなり、反対に広すぎると、基板に設けるスルーホールの数が減ってしまうという問題があった。
また、バックドリル工法では、スルーホール５０内のオープンスタブを機械的に切削除去するため、図８（ｂ）に示すように、導電異物９１やスルーホール５０内のバリ（突起）９２が発生してしまうという問題があった。
さらに、上記した特許文献１および２に記載された、部分めっきを施す工法では、めっきレジストの現像残りが起因のめっき未着によるスルーホール導通不良が発生してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２２５８９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、エッチングによってスルーホール内のオープンスタブを高い精度で部分的に除去し、導通不良を発生させず、かつオープンスタブを除去しないスルーホールと同じ孔径に形成した印刷配線板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
（１）オープンスタブを除去したスルーホールを有する印刷配線板において、スルーホールの導体形成部の導体形成前の孔径とオープンスタブ除去部の絶縁樹脂板の孔径が同一である印刷配線板。
（２）絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程と、少なくとも前記スルーホール下孔内壁面に金属めっき膜を形成する工程と、前記金属めっき膜を形成したスルーホール内壁面にレジスト膜を電着塗膜する工程と、光拡散シートを用いて、露光、および現像して、スルーホール内壁面にレジスト膜を形成後、エッチングしてスルーホール内壁面のオープンスタブを除去する工程とを含む印刷配線板の製造方法。
（３）前記レジスト膜が感光性液体エッチングレジスト膜である（２）に記載の印刷配線板の製造方法。
（４）前記光拡散シートを用いた露光を、少なくとも絶縁樹脂板の表面側と裏面側からそれぞれ行い、かつ前記光拡散シートの拡散角度を少なくとも一度は左右いずれかに９０度変更する工程を含む（２）または（３）に記載の印刷配線板の製造方法。
（５）前記光拡散シートを用いた露光時に、マスクで露光量を調整して、未露光部分の長さを調整する工程を含む（２）〜（４）のいずれかに記載の印刷配線板の製造方法。
（６）絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程と、少なくとも前記スルーホール下孔内壁面に金属めっき膜を形成する工程と、前記金属めっき膜を形成したスルーホール内壁面にレジスト膜を電着塗膜する工程と、前記スルーホール下孔に発光体を挿入し、オープンスタブ箇所を露光および現像してスルーホールの内壁面にレジスト膜を形成後、エッチングしてスルーホール内壁面のオープンスタブを除去する工程とを含む印刷配線板の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の印刷配線板によれば、オープンスタブを除去しないスルーホールと同じ孔径に形成できるので、バックドリル工法による加工品より、スルーホールピッチ（スルーホールの中心間距離）が狭くできる。
本発明の印刷配線板の製造方法によれば、エッチングによってスルーホール内のオープンスタブを除去するため、導電異物やスルーホール内のバリが発生しない。
さらに、感光性液体エッチングレジストは、オープンスタブ箇所をエッチングするためのエッチングレジストのため、レジストの現像残りが発生しても、導通不良が発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る印刷配線板の一実施形態を示す説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る印刷配線板の製造方法の一実施形態を示す工程説明図である。
【図３】（ｅ）〜（ｇ）は、図２から続く工程説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図２、図３に示す印刷配線板の製造方法をより詳細に示す工程説明図である。
【図５】（ｅ）〜（ｇ）は、図４から続く工程説明図である。
【図６】（ａ）は、図４（ｃ）において異なるマスクを用いた工程説明図であり、（ｂ）は（ａ）から続く工程説明図である。
【図７】（ａ）は、図６（ａ）の平面図であり、（ｂ）は図６（ｂ）の平面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、従来のバックドリル工法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は印刷配線板１０を示すものである。この印刷配線板１０は、絶縁樹脂板２の表面２Ａと裏面２Ｂを貫通したスルーホール５を備え、このスルーホール５の表面２Ａ側の内壁面およびその周辺には金属めっき膜４（例えば銅めっき膜等の導体皮膜）が形成されており、このスルーホール５の孔径は、印刷配線板１０の表面２Ａから裏面２Ｂにかけて同じである。
スルーホール５の内壁面は、全面に金属めっき膜４を設けた導体形成部４０と、絶縁樹脂板２がむき出しのオープンスタブ除去部４１が形成される。
印刷配線板１０の表面２Ａの金属めっき膜４は、絶縁樹脂板２の表裏面にある配線パターン（図示せず）に接続される。
【００１２】
絶縁樹脂板２を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。絶縁樹脂板２を形成する樹脂には、上述の無機充填材、フェノール樹脂やメタクリル樹脂からなる有機充填材が含まれていてもよい。
印刷配線板１０には絶縁樹脂板２だけではなく、絶縁板と、この絶縁板の両側にそれぞれ一層以上積層された絶縁樹脂板２とからなる積層板を用いてもよい。この積層板は、絶縁板に絶縁樹脂板２が積層された後、プレス処理等によって形成される。
【００１３】
このような印刷配線板１０は、両面印刷配線板や、層数を増やしたビルドアップ印刷配線板、通常の多層印刷配線板、貼り合わせ多層印刷配線板、多重多層印刷配線板などに適用できる。また、図では省略しているが、スルーホール５以外にもビアで電気的に接続していることは言うまでもない。
【００１４】
スルーホール５は、後述するように、絶縁樹脂板２の表裏面を貫通するようにドリル加工やレーザ加工を施してスルーホール下孔５Ａを形成し、このスルーホール下孔５Ａの内壁面に金属めっき膜４およびレジスト膜６を設けて、選択的にレジスト膜６を除去することにより形成される。このとき、スルーホール５内の導体形成部４０となる金属めっき膜４を残し、オープンスタブとなる余剰の金属めっき膜４は、オープンスタブ除去部４１としてエッチングにより除去される。
このとき、スルーホール５の内壁面において、導体形成部４０における金属めっき膜４の形成前の内壁面と、オープンスタブ除去部４１で露出した絶縁樹脂板２の表面とは面一である。
また、特に限定されないが、金属めっき膜４としては、エッチング等の加工のしやすさから、銅めっき膜であるのがよい。レジスト膜６としては、感光性液体エッチングレジスト膜であるのがよい。感光性液体エッチングレジストは、オープンスタブ箇所をエッチングするためのエッチングレジストのため、たとえレジストの現像残りが発生しても、導通不良が発生することはない。
【００１５】
次に、本実施形態に係る印刷配線板の製造方法を説明する。この印刷配線板の製造方法は、下記の工程（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）を含む。
（Ｉ）絶縁樹脂板の表裏面を貫通するスルーホール下孔を形成する工程
（ＩＩ）絶縁樹脂板の表裏面およびスルーホール下孔の内壁面に金属めっき膜を形成する工程
（ＩＩＩ）絶縁樹脂板の表裏面およびスルーホールの内壁面にレジスト膜を形成する工程
（ＩＶ）スルーホールの一方の開口にマスクと光拡散シートとを重ねて配置し、これらを通した紫外線をマスクの透明部からスルーホールの内壁面へ照射する工程。
（Ｖ）絶縁樹脂板の裏面からスルーホールの内壁面へ、マスクと光拡散シートを通した紫外線を照射する工程。
（ＶＩ）マスクと光拡散シートを通した紫外線の照射により感光したレジスト膜を除去する工程
（ＶＩＩ）レジスト膜から露出した金属めっき膜を除去するエッチング工程
（ＶＩＩＩ）スルーホール内壁面および絶縁樹脂板の表裏面に残ったレジスト膜を除去する工程
【００１６】
本発明に係る印刷配線板の製造方法を、図面に基づいて説明する。まず、図２（ａ）および図４（ａ）に示すように、絶縁樹脂板２を準備する。絶縁樹脂板２は、表裏面に銅箔が積層されている両面銅張積層板が適している。銅箔厚は、例えば１２μｍとする。絶縁樹脂板２にレーザ加工またはドリル加工を施し、絶縁樹脂板２を貫通するスルーホール下孔５Ａを形成し、このスルーホール下孔５Ａの内壁面および絶縁樹脂板２の表面２Ａおよび裏面２Ｂに金属めっき膜４を塗膜する。
【００１７】
次に、図２（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、金属めっき膜４の表面にレジスト膜６を電着塗膜する。このレジスト膜６としては、スルーホール５の内壁面にもレジスト膜６を形成するうえで、例えば感光性液体エッチングレジスト、特に電着レジストが好適である。本実施形態で使用の電着レジストはポジ型であり、例えば日本ペイント・インダストリアルコーティングス（株）製Ｐ−１０００、Ｐ−７０００などが使用可能である。
【００１８】
次に、図２（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、絶縁樹脂板２の表面２Ａにあるスルーホール５の開口上に遮光性のマスク７０を配置し、紫外線（ＵＶ光）をマスク７０と光拡散シート３とを重ねた上から、レンズ３０を通過したＵＶ光を照射し、積算光量を調整して露光する。ＵＶ光の照射によって絶縁樹脂板２の表面２Ａのレジスト膜６が露光される。
このとき、ＵＶ光は、光拡散シート３を用いて特定角度（平行光に対して片側４５度で幅９０度）に散乱する。すなわち、レンズ３０を通過し平行に変換されたＵＶ光は、光拡散シート３への入射は平行光であるが、透過した光は一方向散乱光となる。また、マスク７０は、基板の表面回路の形成と、スルーホール５内のオープンスタブ除去とを兼ねるものが使用されるのがよい。
露光した後、図２（ｄ）および図４（ｄ）に示すように、絶縁樹脂板２の表面２Ａと裏面２Ｂを反転させる。
【００１９】
次に、図３（ｅ）および図５（ｅ）に示すように、絶縁樹脂板２の裏面２Ｂからスルーホール５上に、マスク７０と光拡散シート３とを重ねた上から、レンズ３０を通過したＵＶ光を照射し、積算光量を調整して露光する。ＵＶ光の照射によって絶縁樹脂板２の裏面２Ｂおよびスルーホール５内のレジスト膜６が露光される。
ＵＶ光は、光拡散シート３により一方向散乱光となるため、積算光量を調整して露光すると、スルーホール５内全てを露光せずに、部分的な露光となる。このとき、スルーホール５の内壁面で露光されるレジスト膜６が、後述するオープンスタブ除去部４１となる。
また、光拡散シート３は、スルーホール５の内壁面を余すところ無く露光するために少なくとも絶縁樹脂板の表面側と裏面側からそれぞれ行い、さらに、光拡散シート３の拡散角度（水平方向の向き）を、先に絶縁樹脂板２の表面２Ａを露光した位置から左右いずれかに９０度回転させて露光するのがよい。
【００２０】
次に、露光したレジスト膜６を現像液で除去すると、図３（ｆ）および図５（ｆ）に示すように、基板表面に表面回路が形成され、スルーホール５の内壁面にレジスト膜６が部分的に残る。
【００２１】
次に、露出した金属めっき膜４をエッチングにより除去し、最後に残ったレジスト膜６を剥離し、絶縁樹脂板２の表裏面を反転すれば、図３（ｇ）および図５（ｇ）に示すような印刷配線板１０が得られる。印刷配線板１０は、図３（ｇ）および図５（ｇ）に示すように、絶縁樹脂板に対する孔径が表裏面で同一に形成される。このとき、スルーホール５は、内壁面に絶縁樹脂板２がむき出しとなった部分がオープンスタブ除去部４１となり、スルーホール５内に金属めっき膜４が形成された部分（導体形成部４０）と、電気的接続が断絶した状態となる。なお、レジスト膜６の剥離は、例えば水酸化ナトリウム溶液により行うことができる。
【００２２】
本発明の印刷配線板の製造方法によれば、光拡散シート３を用いた露光時に、マスクで露光量を調整して、露光部分の長さを調整することで、スルーホール内のオープンスタブ除去部の長さを変更することもできる。図６（ａ）および（ｂ）は、図７（ａ）および（ｂ）に示すマスク７１，７１'を用いて、露光した場合の印刷配線板の製造方法を示す図である。この図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２および図４（ｃ）、図３および図５（ｅ）と同じ工程を示している。なお、図６（ａ）および（ｂ）に至るまでの工程は、図２および図４（ａ）〜（ｂ）の工程と同じである。
【００２３】
マスク７１は、図７（ａ）に示すように、中央に透明部７１Ａと、この透明部７１Ａの周囲に遮光部７１Ｂとを有しており、このマスク７１の透明部７１Ａで露光量を調整して、露光の深度をコントロールすることができる。マスク７１の大きさは露光の深度をコントロールできれば、適宜変更可能である。
【００２４】
図６（ａ）に示すように、絶縁樹脂板２の表面２Ａ側から照射され、光拡散シート３を透過したＵＶ光は、マスク７１の透明部７１Ａを通りスルーホール５の内壁面のレジスト膜６の一部を部分的に露光し、露光部分６０を形成する。露光部分６０は、マスクの遮光部７１Ｂがスルーホール５の孔径の縁より内側にある場合、表面２Ａ側と露光部分６０の間および裏面２Ｂ側と露光部分６０の間に、未露光部分６１，６１'が形成される。
このとき、例えば透明部７１Ａがより大きければ、レジスト膜６の露光部分６０の範囲は長くなり、反対に透明部７１Ａが小さければ、レジスト膜６の露光部分６０の範囲は短くなる。
【００２５】
次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁樹脂板２の表面２Ａと裏面２Ｂを反転させ、図７（ｂ）に示すマスク７１'上から、先ほどと９０度回転させた光拡散シート３を透過したＵＶ光を照射すると、裏面２Ｂ側の絶縁樹脂板２の表面と、スルーホール５の内壁面が露光され、先に露光されていた露光部分６０と、未露光部分６１'が露光される。
この露光部分６０と、未露光部分６１'が露光されてなる露光部分６０’とは、後に現像されて、絶縁樹脂板２がむき出しとなったオープンスタブ形成部４１'となる。また、表面２Ａ側にてＵＶ光が届かないレジスト膜６の未露光部分６１は、後に剥離され、導体形成部４０となる。
この後、図３および図５（ｆ）〜（ｇ）と同じ工程を経て、印刷配線板を得ることができる。
【００２６】
また、光拡散シート３の代わりに、ＵＶ光を照射可能な発光体をスルーホール５内に挿入してもよい。この発光体としては、例えば、光ファイバなどの棒状体が好ましい。
すなわち、前記発光体の積算光量を調整し、スルーホール５の内壁面のレジスト膜６を部分的に露光する。これにより、オープンスタブ形成部４１の箇所のレジスト膜６のみを露光および現像して、選択的に除去することができる。
【００２７】
上記の実施形態ではポジ型の電着レジストを使用したが、ネガ型の電着レジストを使用してもよい。この場合は、マスクは図示したものとは逆パターンのマスクを使用する必要がある。その他は前述の実施形態と同じである。
【００２８】
以上述べたように、本発明の印刷配線板の製造方法によれば、スルーホール５の金属めっき膜４の形成前の孔径とオープンスタブ除去部４１の絶縁樹脂板２の孔径を表裏面で同一に形成できる。そのため、従来のバックドリル工法のように、オープンスタブ部分を除去するドリル径の大きさによるスルーホールピッチの増大は発生せず、かつスルーホールピッチが狭くなり過ぎることによる絶縁樹脂板２のクラックの発生も防止することができる。さらに、エッチングによってスルーホール内のオープンスタブを除去するため、バックドリル工法時のようなスルーホール内のバリや導電異物が発生しない。
さらに、感光性液体エッチングレジストは、オープンスタブ箇所をエッチングするためのエッチングレジストのため、たとえレジストの現像残りが発生しても導通不良が発生することはない。
【符号の説明】
【００２９】
２            絶縁樹脂板
２Ａ          表面
２Ｂ          裏面
３            光拡散シート
４            金属めっき膜
５，５０      スルーホール
５Ａ          スルーホール下孔
６            レジスト膜
９            バックドリル
１０          印刷配線板
３０          レンズ
４０          導体形成部
４１          オープンスタブ除去部
５１          導体層
５２          オープンスタブ除去部
６０，６０'  露光部分
６１，６１'  未露光部分
９１          導電異物
９２          バリ
７０，７１，７１'  マスク
７１Ａ        透明部
７１Ｂ        遮光部
ＵＶ          紫外線
Ｘ            ドリル径
Ｙ            孔径
【図１】
2017117900.tif 000003
【図２】
2017117900.tif 000004
【図３】
2017117900.tif 000005
【図４】
2017117900.tif 000006
【図５】
2017117900.tif 000007
【図６】
2017117900.tif 000008
【図７】
2017117900.tif 000009
【図８】
2017117900.tif 000010