(57)【要約】  最小信号劣化でプリント回路基板（ＰＣＢ）の利用を最大化するためのコスト効果的かつ効率的な方法が提供される。方法は、導電材料をビアショルダー（すなわち、ドリル加工された２重直径の孔の境界のリム）でトリミングするためのビア構造内で異なる直径のドリルを利用することで、メッキビア構造内で導電材料の形成を制御することによって、分割ビア構造を電気的に絶縁する工程を含む。トリムされた部分はビア構造中で空間となり、電気的に絶縁されたメッキスルーホール（ＰＴＨ）セグメントを可能とする。ビア構造内のトリムされたリムの１つ以上の領域は、ビア構造中に１つ以上の空間を作るため、多段状の直径の孔を形成するために使用される。その結果、ビア構造内での導電材料の形成は、電気信号の送信のために必要なそれらの領域に限定される。【選択図】図１２Ｂ
2016528742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用して、プリント回路基板に分割されたスルーホールを形成するための方法であって：
プリント回路基板に第１の孔をドリル加工する工程であって、第１の孔が第１の直径を有する工程；
第１の孔内に第２の孔をドリル加工する工程であって、第２の孔が第２の直径を有し、第２の直径が第１の直径よりも大きく、第２の孔の端部と第１の孔との間の位置にレッジ部が形成される工程；
第１の孔の内表面および第２の孔に無電解銅を塗布する工程；
第１の孔の内表面および第２の孔に電気銅を塗布する工程；および
銅メッキを塗布するとき、レッジ部上に形成された材料をトリミングする工程；
とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
トリムされた材料が無電解銅の一部であり、トリムされた材料が第１の孔の垂直壁の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
無電解銅の一部がレーザーアブレーションを使用してトリムされ、レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
無電解銅の一部が機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
トリムされた材料が無電解銅のための触媒であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
触媒がレーザーアブレーションを使用してトリムされ、レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
無電解銅のための触媒が機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
トリムされた材料が、電気銅であり、レーザーアブレーション、トレパン加工法、または、機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
レーザーアブレーションが、第１の孔の最小直径よりも大きく、レーザードリルの開口サイズの表面ドリル直径よりも小さい直径を有するレーザードリルを使用することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の孔の直径と第２の孔の直径との差が２５ミクロンよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用して、プリント回路基板に分割されたスルーホールを形成するための方法であって：
プリント回路基板に第１の孔をドリル加工する工程であって、第１の孔が第１の直径を有する工程；
第１のレッジ部と第２のレッジ部を形成する第１の孔の両端内に一対の垂直に整列した孔をドリル加工する工程であって、一対の垂直に整列した孔が第２の直径を有し、第２の直径が第１の直径よりも大きい工程；
第１の孔の内表面および一対の垂直に整列した孔に無電解銅を塗布する工程；
銅メッキを塗布するとき、第１および第２のレッジ部上に形成された材料をトリミングする工程；および
第１の孔の内表面および一対の垂直に整列した孔に電気銅を塗布する工程；
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
トリムされた材料が無電解銅であり、トリムされた材料が一対の垂直に整列した孔の間の垂直壁の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無電解銅の一部がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
トリムされた材料が無電解銅のための触媒であり、触媒がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
トリムされた材料が電気銅であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
電気銅の一部がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
レーザーアブレーションが、第１の孔の最小直径よりも大きく、レーザードリルの開口サイズの表面ドリル直径よりも小さい直径を有するレーザードリルを使用することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
レーザーアブレーションがトレパン加工法であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
銅メッキが、無電解銅および電気銅が塗布されたとき、形成されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
この特許出願は、２０１３年８月１９日に出願された「２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用する分割スルーホール形成の方法」の名称の米国仮出願Ｎｏ．６１／８６７，５２８の優先権を主張し、ここに参照することで、この出願に組み込まれる。
【０００２】
種々の特徴は、プリント回路基板（ＰＣＢ）の改良に関するものであり、特に、銅メッキが形成中に剥がれることを防止するための、ＰＣＢ積層体内での２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用する分割スルーホール形成の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
消費者はますます速くて小さい電子製品を望んでいる。新たな電子アプリケーションが販売されているように、ＰＣＢの使用は非常に成長してきた。ＰＣＢは、複数の導電層を１つ以上の非導電層と積層することによって形成される。ＰＣＢのサイズが収縮するため、ＰＣＢ電気相互接続の相対的複雑性が増す。
【０００４】
メッキビア構造は、従来、信号のＰＣＢの層間の伝送を可能にするために、使用されている。メッキビア構造は、電気信号の伝送のための媒体として働くＰＣＢ内のメッキ孔である。例えば、電気信号は、メッキビア構造の導電材料を介して、ＰＣＢのある層上の配線を介して、次にＰＣＢの異なる層上の第２の配線へと伝送する。
【０００５】
残念ながら、従来技術内の制限のため、メッキビア構造は、電気的接続の機能を実行するために必要以上長くなる。例えば、メッキビア構造は、ＰＣＢを完全に通り抜けるほど延ばすことができるが、２つの最も近い隣接層上の２つの配線を接続することしかできない。その結果、１つ以上のスタブが形成される。スタブは、電気信号を運ぶために必要でない、メッキビア構造内で過剰な導電材料である。
【０００６】
高速信号がメッキビア構造を通って伝送されるとき、「スタブ効果」が信号を変形させる。スタブ効果は、メッキビア構造内に存在する無駄な過剰の導電材料の結果である。信号の一部が配線接続から遠くへメッキビア構造の１つ以上のスタブ内へ迂回されたとき、スタブ効果が起きる。信号の一部は、スタブの端部からある遅延の後配線接続の方へ引き返すよう反射される。遅延された反射は、信号品位に干渉し、例えば信号の誤り率を増加させる。スタブ効果の変性効果はスタブの長さとともに増加する。１秒当たり１０ギガビットの信号において信号減衰の５０％ほどが、メッキビア構造のスタブによるものである。短いスタブのビア構造は、製造できるが連続処理を必要とし、コストをかなり増加させる。
【０００７】
図１は、従来技術における、メッキビア構造１１０およびスタブ１７０を備えるＰＣＢ１００の図である。ＰＣＢ１００は、非導電性の誘電体層１２０によって分離された導電層１３０を備える。通常、メッキビア構造１１０は、形状が円筒形状で導電材料１８０でメッキされたシリンダー（すなわち、ビア構造のシャフト）を含む。メッキビア構造１１０は、電気信号１６０をＰＣＢ１００の第１の導電層１３０上の配線１４０から第２の導電層１３０上の配線１５０へと伝送する。メッキビア構造１１０のスタブ１７０は、スタブ効果を発生する、メッキビア構造１１０の不必要な部分である。
【０００８】
図２は、従来技術における、バックドリリングと呼ばれる機械式ドリル処理によってスタブ１７０（図１に示す）が除去されたのちの、メッキビア構造１１０を備えるＰＣＢ１００の図である。スタブ１７０を減少させるか除去するために、メッキビア構造１１０の不必要な部分をバックドリリングすることは、スタブ効果を減少させるための１つの方法である。バックドリリングは、連続層の処理に対する実行可能な代案ではあるが、制限がある。通常、ビア構造１１０よりも大きい直径を有するドリルビットでスタブ１７０をバックドリルして、メッキビア構造１１０の不必要で余分の導電材料の部分を除去する。ドリルビットがメッキビア構造１１０からスタブ１７０の部分を一旦除去すると、バックドリルされた孔２００が作製される。ドリルビットは、一般に、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）されたドリルマシーン中のカーバイドビットである。バックドリリングの結果、メッキビア構造１１０のスタブ１７０の部分は除去され、信号品位に干渉する、寄生キャパシタンス、寄生インダクタンスおよび時間の遅れを減少させるが完全に除くことはできない。
【０００９】
多くの場合、設計構想は、ドリル装置の正確性において偏差を許容する必要がある。バックドリリングが不正確であると（例えば、深すぎる）、メッキビア構造１１０の機能部分が除去され、ＰＣＢ１００は破壊される。もしバックドリリングが浅すぎたり中心を外れていると、スタブ効果が残る。結果として、新しいＰＣＢ１００は再構成およびバックドリルしなければならなくなる。そのため、歩留まりが減少し、コストが増加する。
【００１０】
バックドリリング処理は、また、確実に保持される許容範囲において制限される。バックドリリングは、通常、＋／−５ミルの深さ許容範囲にのみ制御可能である。多くの場合、更なる設計構想が、層の強度および整合性における制限のため、ドリリングの位置、幅および方向において変化を許容する必要がある。
【００１１】
さらに他の制限は、多くの設計が、スタブ１７０が異なる深さにある複層メッキビア構造１１０のバックドリリングを必要とすることである。これは、作製するために時間と費用がかかる、ドリルツールファイルの特別のプログラミングを必要とする。
【００１２】
さらに、通常複層メッキビア構造１１０のバックドリリングは連続処理であり、ＰＣＢ１００をバックドリルするために必要な時間がスタブ１７０の数とともに増加する。いずれかのスタブが不適切にドリルされるとＰＣＢ１００が壊れることがある。そのため、多くのスタブ１７０をバックドリリングすることは、ＰＣＢ１００にダメージを与える可能性を増加させる。
【００１３】
他の制限は、多くの設計がＰＣＢ１００の両面からのスタブの除去を要求することである。これは、ＰＣＢ１００がバックドリリング処理の間に方向を変えることを要求し、更に時間がかかり、追加のプログラミングを要求し、バックドリリング処理の正確性にエラーを与える可能性を付加する。
【００１４】
一方、バックドリリングは、バックドリリングをしないメッキスルーホール（ＰＴＨ）構造と比較して、ＰＣＢ中で使用されるスペースを変更できない。すなわち、バックドリル技術は、市場が要求するＰＣＢ密度増大の解法とはならない。
【００１５】
連続層処理はこの市場の要求に対する一つの解法である。それは、長さゼロのスタブを達成する、ＰＣＢ中でのベリードビアホール（ＢＶＨ）構造およびインタースティシャルビアホール（ＩＶＨ）構造の創造を可能とする。しかしながら、連続層処理は、その長い処理および技術的な難しさのため、ＰＣＢのコストを急激に増加させる。また、連続層処理は、ＰＣＢの短期および長期信頼性の劣化の増加するリスクを含む。
【発明の概要】
【００１６】
ある実施の基本的な理解を提供するために、以下に１つ以上の実施例の簡単な要約を示す。この要約は、全ての計画された実施例の詳細な概説ではなく、全ての実施例のキーとなるまたは重要な要素を特定することや、いくつかあるいは全ての実施例の範囲を区別することを意図するものではない。その目的は、後に提示されるより詳細な記載に対する前置きとして、簡単な形式で１つ以上の実施例のいくつかのコンセプトを提供することである。
【００１７】
ある特徴によれば、２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用して、プリント回路基板に分割されたスルーホールを形成するための方法が提供される。この方法は、プリント回路基板に第１の孔をドリル加工する工程であって、第１の孔が第１の直径を有する工程；第１の孔内に第２の孔をドリル加工する工程であって、第２の孔が第２の直径を有し、第２の直径が第１の直径よりも大きく、第２の孔の端部と第１の孔との間の位置にレッジ部が形成される工程；第１の孔の内表面および第２の孔に無電解銅を塗布する工程；第１の孔の内表面および第２の孔に電気銅を塗布する工程；および、銅メッキを塗布するとき、レッジ部上に形成された材料をトリミングする工程；とを含む。
【００１８】
ある側面によれば、トリムされた材料が無電解銅の一部であり、トリムされた材料が第１の孔の垂直壁の少なくとも一部を含む。
【００１９】
さらに他の側面によれば、無電解銅の一部がレーザーアブレーションを使用してトリムされ、レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法である。
【００２０】
さらに他の側面によれば、無電解銅の一部が機械式ドリルを使用してトリムされる。
【００２１】
さらに他の側面によれば、トリムされた材料が無電解銅のための触媒である。触媒がレーザーアブレーションを使用してトリムされ；レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法である。あるいは、無電解銅のための触媒が機械式ドリルを使用してトリムされる。
【００２２】
さらに他の側面によれば、トリムされた材料が、電気銅であり、レーザーアブレーション、トレパン加工法、または、機械式ドリルを使用してトリムされる。レーザーアブレーションが、第１の孔の最小直径よりも大きく、レーザードリルの開口サイズの表面ドリル直径よりも小さい直径を有するレーザードリルを使用する。
【００２３】
さらに他の側面によれば、第１の孔の直径と第２の孔の直径との差が２５ミクロンよりも大きい。
【００２４】
他の特徴によれば、２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用して、プリント回路基板に分割されたスルーホールを形成するための方法が提供される。この方法は、プリント回路基板に第１の孔をドリル加工する工程であって、第１の孔が第１の直径を有する工程；第１のレッジ部と第２のレッジ部を形成する第１の孔の両端内に一対の垂直に整列した孔をドリル加工する工程であって、一対の垂直に整列した孔が第２の直径を有し、第２の直径が第１の直径よりも大きい工程；第１の孔の内表面および一対の垂直に整列した孔に無電解銅を塗布する工程；銅メッキを塗布するとき、第１および第２のレッジ部上に形成された材料をトリミングする工程；および、第１の孔の内表面および一対の垂直に整列した孔に電気銅を塗布する工程；を含む。
【００２５】
ある側面によれば、トリムされた材料が無電解銅であり、トリムされた材料が一対の垂直に整列した孔の間の垂直壁の少なくとも一部を含む。無電解銅の一部がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされる。
【００２６】
さらに他の側面によれば、トリムされた材料が無電解銅のための触媒である。触媒がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされる。
【００２７】
さらに他の側面によれば、レーザーアブレーションがコンフォーマルマスク法またはトレパン加工法である。
【００２８】
さらに他の側面によれば、トリムされた材料が電気銅であり、電気銅の一部がレーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用してトリムされる。
【００２９】
さらに他の側面によれば、レーザーアブレーションが、第１の孔の最小直径よりも大きく、レーザードリルの開口サイズの表面ドリル直径よりも小さい直径を有するレーザードリルを使用する。
【００３０】
さらに他の側面によれば、レーザーアブレーションがトレパン加工法である。
【００３１】
さらに他の側面によれば、銅メッキが、無電解銅および電気銅が塗布されたとき、形成される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
図１は、従来技術における、メッキビア構造およびスタブを備えるＰＣＢの図である。
【００３３】
図２は、従来技術における、バックドリリングによってスタブが除去されたのちの、メッキビア構造を備えるＰＣＢの図である。
【００３４】
図３（図３Ａ−３Ｄを備える）は、２つの分割された不連続スルーホール（またはビア）を形成するための異なる製造段階の図である。
【００３５】
図４（図４Ａ−４Ｄを備える）は、図３の不連続スルーホールの形成の段階の断面図を示す。
【００３６】
図５Ａは、プリント回路基板に形成された２つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００３７】
図５Ｂは、レーザーアブレーションを使用してスルーホール中のレッジ部から除去されたメッキを示す、図５Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００３８】
図６Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００３９】
図６Ｂは、レーザーアブレーションを使用してスルーホール中の上側レッジ部から除去されたメッキを示す、図６Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００４０】
図７Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００４１】
図７Ｂは、レーザーアブレーションを使用して上側および下側レッジ部から除去されたメッキを示す、図７Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００４２】
図８Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００４３】
図８Ｂは、レーザーアブレーションを使用して上側および下側レッジ部から除去されたメッキを示す、図８Ａのホールの断面図を示す。
【００４４】
図９Ａは、中間セクションが第２のスルーホールに電気的に接続された、３つに分割されたスルーホールの断面図である。
【００４５】
図９Ｂは、図９Ａの第２のスルーホールに接続された３つに分割されたスルーホールの断面図である。
【００４６】
図１０Ａは、機械式ドリルを使用してプリント回路基板に形成された２つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００４７】
図１０Ｂは、機械式ドリルを使用してレッジ部から除去されたメッキを示す、図１０Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００４８】
図１１Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたホールの画像を示す。
【００４９】
図１１Ｂは、機械式ドリルを使用して上側レッジ部から除去されたメッキを示す、図１１Ａのホールの断面図を示す。
【００５０】
図１２Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００５１】
図１２Ｂは、余分のメッキをトリムするために機械式ドリルを使用する図１２Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００５２】
図１３Ａは、プリント回路基板に形成された３つに分割されたスルーホールの画像を示す。
【００５３】
図１３Ｂは、機械式ドリルを使用して上側および下側レッジ部から除去されたメッキを示す、図１３Ａのスルーホールの断面図を示す。
【００５４】
図１４Ａは、中間セクションが第２のスルーホールに電気的に接続された、図１３Ａに示す３つに分割されたスルーホールを示す。
【００５５】
図１４Ｂは、図１４Ａの第２のスルーホールに接続された３つに分割されたスルーホールの断面図である。
【００５６】
図１５は、１つ以上のスルーホールを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を形成するための方法を示す。
【００５７】
図１６（図１６Ａ−１６Ｄを備える）は、ある実施例に係る、ＰＣＢに２つに分割されたスルーホールを形成するための３つのドリルステッププロセスを示す。
【００５８】
図１７（図１７Ａ−１７Ｄを備える）は、図１６におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【００５９】
図１８（図１８Ａ−１８Ｄを備える）は、ある実施例に係る、ＰＣＢに３つに分割されたスルーホールを形成するための４つのドリルステッププロセスを示す。
【００６０】
図１９（図１９Ａ−１９Ｄを備える）は、図１８におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【００６１】
図２０（図２０Ａ−２０Ｄを備える）は、ある実施例に係る、ＰＣＢに３つに分割されたスルーホールを形成するための５つのドリルステッププロセスを示す。
【００６２】
図２１（図２１Ａ−２１Ｄを備える）は、図２０におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【００６３】
図２２は、図２０の５つのドリルステッププロセスで形成される３つに分割された孔の他の実施例を示す。
【００６４】
図２４は、２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用してプリント回路基板に分割スルーホールを作製するための方法を示す。
【００６５】
図２５（図２５Ａ−２５Ｆを備える）は、ある実施例に係る、（Ｎ＋１）／２セグメントを有するプリント回路基板にスルーホールを形成するためのＮ回のドリルステッププロセスを示す。
【００６６】
図２６（図２６Ａ−２６Ｆ）は、図２５におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下の詳細な記載において、多数の具体的な詳細事項が実施例の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、実施例がこれらの具体的な詳細事項無しで実施できることを、当業者であれば理解されるであろう。例えば、操作はブロック図に示されているが、不必要な詳細事項で実施例を不明瞭にしないように、操作の全てが示されているわけではない。他の例では、公知の操作、構造および技術は、実施例を不明瞭にしないように、詳細に示されているわけではない。
【００６８】
［概要］
この開示は、最小信号劣化でプリント回路基板（ＰＣＢ）の利用（密度）を最大化するためのコスト効果的かつ効率的なシステムを提供する。このシステムは、ＰＣＢのメッキビア構造内で導電材料の形成を制御することによって、分割ビア構造を電気的に絶縁することで、コストのかかる連続層プロセスを避けている。ある側面において、この開示は、導電材料をビアショルダー（すなわち、ドリル加工された２重直径の孔の境界のリム）でトリミングするためのビア構造内で異なる直径のドリルを使用する。トリムされた部分はビア構造中で空間となり、電気的に絶縁されたメッキスルーホール（ＰＴＨ）セグメントを可能とする。ビア構造内のトリムされたリムの１つ以上の領域は、ビア構造中に１つ以上の空間を作るため、多段状の直径の孔を形成するために使用される。その結果、ビア構造内での導電材料の形成は、電気信号の送信のために必要なそれらの領域に限定される。ある実施例によれば、ビア構造の電気的に絶縁されたセグメントへの分割は、ＰＣＢ設計のルート可能性または書き込み密度を劇的に増加できる。これは、分離されたビアの電気的に絶縁されたセグメントの各々が、特定のセグメントと関連して層上の信号を電気的に接続するために使用できるからである。
【００６９】
複層ＰＣＢは、チップ基板、マザーボード、バックプレーン、バックパネル、センタープレーン、可とう性があるまたは剛体のフレックス回路とすることができる。この開示は、ＰＣＢでの使用に限定されるものではない。ビア構造は、ある導電層から他の導電層へ電気信号を送信するために使用されるＰＴＨとすることができる。メッキビア構造は、また、ＰＣＢ上で電気部品を他の電気部品に電気的に接続するための部品搭載孔とすることができる。
【００７０】
ＰＣＢの分割されたビア構造を電気的に絶縁する方法は、従来の連続層プロセスよりもより速くより効率的である。２つに分割された不連続のスルーホールまたはビア構造を形成するための連続層プロセスの使用は、３サイクルの層形成を要求する。一方、ある側面においてこの開示のプロセスは、１つの層形成サイクルと２つのドリルステッププロセスを使用する。従来の連続層プロセスを使用して３つに分割されたビアを形成することは、層形成の４サイクルを要求し、一方、この開示のプロセスは、１回の層形成とそれに続く３つのドリルステッププロセスを使用する。
【００７１】
ビアの各々を分割して各ビアに対しスタブを様々に制御することは有利である。言い換えると、各ビアは異なる層でおよび異なる位置で分離される。単一のパネル上で複数レベルに分離したビアを得ることを可能とするために、異なる直径を有する２つのドリル（２つのドリルステッププロセス）のリム位置は、ビアによって、選択された層において制御される。例えば、第１のドリルステップは、全てのビアのために使用されるＰＴＨ形成とすることができる。第２のドリルステップは、空間位置をターゲットとするＰＣＢ設計に基づき、深さ制御ドリル加工を利用することができる。次に、ビアは、銅メッキなどの導電材料でメッキされる。ＰＴＨにおけるショルダーは、レーザーまたは機械ドリルプロセスを使用してトリミングされる。そのため、１回の層サイクルがビア構造形成の２つの電気的セグメントを達成できる。他の例において、ＰＴＨショルダーでの導電材料のトリミングは、無電解銅メッキ中の触媒堆積後に起こる。あるいは、導電材料のトリミングは、無電解銅堆積プロセス後に起こる。この代替プロセスは、それが不必要な導電材料を除去するためにより低いレーザー発光エネルギーを必要とし、それがレーザープロセスによるビアダメージのリスクを減少させるため、レーザードリルトリミングに対する有利さを提供する。その一方、前に議論したように、連続層プロセスは、通常、連続プロセスサイクルおよび最終アセンブリープロセスにおけるあるビア構造に対し実行される。そのため、スタブ形成を制限する全ＰＣＢ形成プロセスを短くするトリミングプロセスに、ＰＴＨの複数直径ドリルホールを組み合わせた方法は、連続層プロセスよりもより速いＰＣＢの製造を可能とする。
【００７２】
機械スルーアプローチを使用する２つに分割されたスルーホールの典型的な形成
図３Ａ−Ｄを参照すると、２つに分割された不連続スルーホール（またはビア）３００（図３Ｄ）を形成するための異なる製造段階が描かれている。スルーホール３００は、上側導体部３０２、下側導体部３０４、および、中間非導電電気絶縁部３１２を有する。ここで図示されていないが、スルーホール（またはビア）は、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、剛体屈曲構造、および／または、可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【００７３】
以下に記載するように、４つのドリルステッププロセスは、２つに分割されたスルーホールを形成するために使用される。第１のステップにおいて、垂直に整列した孔３０２および３０４、上側直径ｄ１および下側直径ｄ２は、それぞれ（図４Ａを参照）、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面のそれぞれからドリルされる。上側の孔３０２および下側の孔３０４は、基板（図示せず）の内側セクション３０６によって分離される。内側セッション３０６は、不連続スルーホールの不連続性が望まれるＰＣＢの層となるよう配置される。
【００７４】
次に、直径ｄ３の中間孔３０８（図４Ｂを参照）が、内側セクション３０６を介してドリル加工される（図３Ｂ）。図４Ａおよび４Ｂに示すように、直径ｄ１およびｄ２は直径ｄ３よりも大きい。孔３０２、３０４および３０８の内側表面は、例えば、種導電材料および更なる導電材料のコーティングでメッキされる（図３Ｃ）。
【００７５】
図３Ｄを参照すると、孔３０２、３０４および３０８がメッキされた後、メッキスルーホール（またはビア）３００は、スルーホールの中間孔３０８の壁上のメッキを除去するが、図示のように上側および下側のスルーホール部３０２、３０４のそれぞれのメッキはそのまま残すように、直径ｄ３より大きくて直径ｄ１およびｄ２よりも小さい直径ｄ４（図４Ｄを参照）を有するドリルビットでドリル加工される。
【００７６】
図３Ａ−３Ｄの不連続スルーホール３００の形成段階の断面図が図４Ａ−Ｄに示される。図４Ａに示すように、孔の下側導体部３０４を形成するために使用される第２のドリルは予期せぬオフセットを有し（図４Ｂを参照）、その結果、下側導体部３０４は上側導体部３０２からオフセットする。このオフセットの結果として、直径ｄ３を有するドリルビットがドリル加工されると、減少されたドリル許容値のため、ドリルステッププロセスを制限する。
【００７７】
次に、孔３０２、３０４および３０８の内側表面が、例えば、種導電材料および更なる導電材料のコーティングでメッキ３１０される。図４Ｃは、メッキされたスルーホール３００の内側表面の断面図を示す。メッキ後、スルーホールは、直径ｄ３より大きくて直径ｄ１およびｄ２より小さい直径ｄ４を有するドリルビットでドリル加工される。直径ｄ４を有するドリルビットによるドリル加工により、スルーホールの中間孔３０８の壁上のメッキは除去され、一方図示のように上側および下側のビア部３０２、３０４のそれぞれのメッキはそのまま残る（図４Ｄを参照）。しかしながら、４回のドリル加工によって発生する機械的な応力の結果として、スルーホール３００のレッジ部またはショルダー部上での銅の剥離の可能性がある。図４Ｅは、銅をスルーホールのレッジ部またはショルダー部から剥離させる機械的な応力の例を示す。理解を容易にするために、図４Ｅのレッジ部４０２およびメッキ（銅の剥離）４０４が、図４Ａ−４Ｄにおける水平ラインに対し角度を有するものとして示されている。レッジ部またはショルダー部は、孔内の直径が変化する場所で孔内に形成される。銅の剥離は、レッジ部またはショルダー部がＰＣＢ上の配線領域に近いため、問題があり、穴が開く可能性がある。さらにまた、短期間および長期間の信頼性が関心事である。
【００７８】
典型的なスルーホール（またはビア構造）−レーザーアブレーション
プリント回路基板において孔をドリル加工するある方法は、適切なパワーおよび波長のレーザーを使用することである。このプロセスは通常レーザーアブレーションとして参照される。例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザーの第３高周波などの紫外線レーザーおよび二酸化炭素（ＣＯ２）レーザーは、樹脂からなる回路基板を介して孔を除去するために好適である。ＣＯ２レーザーが孔の必要なパターンを定義するために使用されるとき、基板の表面上の金属層はマスクとして使用される（コンフォーマルマスク法）。レーザードリルの直径は使用する方法によって選択される。レーザー加工開口サイズが、使用された孔形成の最小機械式ドリル直径より大きいときは、全体の孔領域がレーザーによる射程となる。レーザードリルプロセスにおいて複数のレーザの照射となる。選択されたレーザードリルプロセスがトレパン加工法のときは、選択されたレーザードリル直径は孔中のレッジ部／ショルダー部をトリムするために十分な大きさとなる。ＣＯ２レーザーがコンフォーマルマスク法を使用し、ＵＶ−ＹＡＧレーザーがトレパン加工法を使用する。
【００７９】
図５Ａは、プリント回路基板（図示せず）に形成された２つに分割されたスルーホール５００の画像を示している。図５Ｂは、レーザーアブレーションを使用してスルーホール内のレッジ部から除去されたメッキを示す、図５Ａのスルーホールの断面図を示す。ここで図示されていないが、スルーホールは、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、剛体屈曲構造、および／または、可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【００８０】
スルーホール５００は、直径ｄ１を有するドリルビットを使用して第１の孔（または孔部）をドリル加工し、次に直径ｄ２を有するドリルビットを使用して第２の孔（または孔部）をドリル加工することにより形成され、ここで直径ｄ２は直径ｄ１より小さい（図５Ｂ参照）。第２の孔（または孔部）５０４がドリル加工されるとき、レッジ部またはショルダー部５０６が異なる直径を有する孔の位置または遷移位置でスルーホール５００内に形成される。一旦２つの孔がドリル加工されると、銅などのメッキ５０８が２つに分割されたスルーホール５００の内部表面に塗布される。余分なメッキはスルーホール内のレッジ部５０２上に積み重なり、レーザーアブレーションがレッジ部５０６から余分なメッキをトリムするために使用され、孔内に２つに分割されたビア構造を形成する。ある例によれば、レッジ部をトリムする際、第２の孔の垂直壁上の銅メッキの一部が同様にトリムされる。例えば、第２の孔の垂直壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の４分の１の長さまたは壁の４分の１の長さ未満である。他の例によれば、第２の孔の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の半分の長さまたは壁の半分の長さ未満である。
【００８１】
ドリルプロセスのシークエンスおよび方向は、好結果のための主要な寄与要素ではない。第２の孔（または孔部）５０４を第１のドリルとすることもでき、第１の孔（または孔部）５０２をその後に製造することもできる。また、第２の孔（または孔部）５０４が第１の孔（または孔部）５０２の製造後製造されるときは、ドリル加工は第１の孔（または孔部）５０２側から始まる。
【００８２】
図６Ａは、ＰＣＢ（図示せず）内に形成された３つに分割された孔６００の画像を示す。図６Ｂは、レーザーアブレーションを使用して上側のレッジ部から除去されたメッキを示す、図６Ａの孔の断面図を示す。
【００８３】
ここで図示されていないが、スルーホールは、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、剛体屈曲構造、および／または、可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【００８４】
３つに分割された孔６００を形成するために、上部および下部がそれぞれ相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３（図６Ｂ参照）を有する一対の垂直に整列した孔６０２および６０４は、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される。ドリル直径ｄ２およびｄ３は同じである。上側の孔６０２および下側の孔６０４は、基板（図示せず）の内側セクション６０６によって分離される。直径ｄ１を有するドリルビットを使用して、ここでｄ１はｄ２およびｄ３より小さいが、内部孔がドリル加工され、第１のレッジ部６０８および第２のレッジ部６１０が孔６００内に形成される。銅などのメッキ６１２が、３つに分割された孔６００の内部表面に塗布される。余分なメッキが、第１のレッジ部６０８および第２のレッジ部６１０上に積み重なる。２つに分割されたビア構造の例として、第１のレッジ部６０８からレーザーアブレーションを使用してトリムしたメッキが示されているが、第２のレッジ部６１０上のメッキも、また、孔内に３つに分割されたビア構造を形成するために、トリムされる。
【００８５】
ある側面によれば、レッジ部をトリムする際、一対の垂直に整列した孔６０２および６０４の間の壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部が、トリムされる。例えば、一対の垂直に整列した孔６０２および６０４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１あるいは垂直壁の長さの４分の１未満である。他の例によれば、一対の垂直に整列した孔６０２および６０４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分または壁の長さの半分未満である。
【００８６】
複数の工程が３つに分割されたビアホールを製造するために使用される。例えば、第１の工程において、内側セクション６０６の製造の前に、上側の孔６０２および下側の孔６０４が製造される。内側セクション６０６は、上側の孔６０２側から、または、下側の孔６０４側から、ドリル加工される。第２の工程において、内側セクション６０６は直径ｄ１のスルーホールとして製造され、次に、上側の孔６０２および下側の孔６０４がドリル加工される。
【００８７】
図７Ａは、プリント回路基板（図示せず）に形成された３つに分割されたスルーホール７００を示す。図７Ｂは、レーザーアブレーションを使用して上側および下側のレッジ部から除去されたメッキを示す、図７Ａのスルーホールの断面図を示す。図示のように、３つに分割されたホール７００は、上側導体部７０２、下側導体部７０４、および、中間非導電電気絶縁部７０６を備えている。図示しないが、スルーホールは、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、半剛体構造、半可とう構造および／または、可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【００８８】
３つに分割された孔７００は、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される、上部および下部がそれぞれ相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３（図７Ｂ参照）を有する一対の垂直に整列した孔７０２および７０４によって、形成される。上側の孔７０２および下側の孔７０４は、相対的に小さい直径ｄ１のドリルビットを使用してドリル加工された中間の孔７０６によって分離される（図７Ｂ参照）。機械式ドリルを使用して、中間の孔７０６、第１のレッジ部７０８および第２のレッジ部７１０が、孔７００内に形成される。
【００８９】
次に、無電解銅メッキなどの種導電材料が孔７００に塗布される。第１のレッジ部７０８および／または第２のレッジ部７１０上の堆積した触媒または無電解銅メッキは、レーザーによってトリムされる。電気メッキが、次に、孔７００に塗布され、孔７０２および７０４の内部表面が電気銅７１２で形成されるが、中間の孔７０６の内側表面上の無電解メッキ触媒または銅は、それを表面から電気的に絶縁するために、全体にわたってメッキされない。無電解銅は、次に、酸性の電気銅メッキ溶液によって、溶解される。その結果、上側および下側の孔７０２および７０４のみが銅でメッキされる。
【００９０】
図８Ａは、中間セクション８０６が導電配線８３０を介して第２のスルーホール８２０に電気的に接続される、３つに分割された孔８００を示している。図８Ｂは、図８Ａの第２のスルーホール８２０に接続した３つに分割された孔８００の断面図である。導電配線８０８は、たとえレッジ部／ショルダー部８０８および／または８１０が無電解メッキ段階の間にトリムされたとしても、３つに分割された孔８００が、図８Ａの構造を形成する第２のスルーホール８２０に電気的に接続するようにする。
【００９１】
典型的なスルーホール（またはビア構造）−機械式ドリル
プリント回路基板内に分割されたビア構造を形成するための他の方法は、レッジ部／ショルダー部の領域からメッキまたは導電材料の余分な種の部分をトリムするために、機械式ドリルを使用する。
【００９２】
図９Ａは、機械式ドリルを使用してプリント回路基板（図示せず）に形成した２つに分割されたスルーホール９００を示す。図９Ｂは、機械式ドリルを使用してレッジ部９０６から除去されたメッキを示す、図９Ａのスルーホールの断面図を示す。スルーホール９００の断面図で示されているように、機械式ドリルの３つの異なるサイズのものが孔９００を形成するために使用される。
【００９３】
スルーホール９００は、直径ｄ１を有するドリルビットを使用して第１の孔９０２をドリル加工し、次に、直径ｄ２を有するドリルビットを使用して第２の孔９０４をドリル加工することによって、形成され、ここで直径ｄ２は直径ｄ１より大きい。レッジ部またはショルダー部９０６は、孔内で直径が変化する場所で、スルーホール９００内に形成される。一旦２つの孔９０２、９０４がドリル加工されると、銅のようなメッキ９０８が２つに分割された孔９００の内部表面に塗布される。余分な銅がレッジ部９０６に積み重なり、機械式ドリルがレッジ部９０６から余分なメッキをトリムするために使用される。機械式ドリルはｄ１より大きくてｄ２より小さい直径を有する必要があるため、直径ｄ３を有する第３のドリルビットが、レッジ部から余分なメッキをトリムするために必要とされる。
【００９４】
ある例によれば、レッジ部をトリムする際、第１の孔９０２の垂直壁上の銅メッキの一部が同様にトリムされる。例えば、第１の孔９０２の垂直壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１または壁の長さの４分の１未満である。他の例によれば、第１の孔９０２の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分または壁の長さの半分未満である。
【００９５】
図１０Ａは、ＰＣＢ（図示せず）に形成した３つに分割された孔１０００を示す。図１０Ｂは、機械式ドリルを使用して上側のレッジ部から除去されたメッキを示す、図１０Ａの孔の断面図を示す。３つに分割された孔１０００を形成するために、上部および下部がそれぞれ相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３（図１０Ｂ参照）を有する一対の垂直に整列した孔１００２および１００４は、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される。ドリル直径ｄ２およびｄ３は同じである。上側の孔１００２および下側の孔１００４は、基板（図示せず）の内側セクション１００６によって分離される。直径ｄ１を有するドリルビットを使用して、ここでｄ１はｄ２およびｄ３より小さいが、内部孔がドリル加工され、第１のレッジ部１００８および第２のレッジ部１０１０が孔１０００内に形成される。次に、無電解銅メッキなどの種導電材料が、３つに分割された孔１０００の内部表面に塗布される。余分なメッキ種が、無電解メタライゼーションプロセス間、第１のレッジ部１００８および第２のレッジ部１０１０上に積み重なり、直径ｄ４を有する機械式ドリルがレッジ部１００８から余分なメッキをトリムするために使用される。機械式ドリルはｄ１より大きくてｄ２より小さい直径を有する必要があるため、直径ｄ４を有する第３のドリルビットが、レッジ部から余分なメッキをトリムするために必要とされる。
【００９６】
ある側面によれば、レッジ部をトリムする際、一対の垂直に整列した孔１００２および１００４の間の壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部が、トリムされる。例えば、一対の垂直に整列した孔１００２および１００４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１あるいは垂直壁の長さの４分の１未満である。他の例によれば、一対の垂直に整列した孔１００２および１００４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分または壁の長さの半分未満である。
【００９７】
図１１Ａは、ＰＣＢ（図示せず）に形成した３つに分割した孔１１００を示す。図１１Ｂは、図１１Ａの孔の断面図を示す。孔１１００の断面図に示されているように、機械式ドリルの５つの異なるサイズのものが孔１１００を形成するために使用される。直径ｄ２およびｄ３、直径ｄ４およびｄ５は、それぞれ同じサイズである。
【００９８】
図示のように、３つに分割されたホール１１００は、上側導体部１１０２、下側導体部１１０４、および、中間非電導電気絶縁部１１０６を備えている。図示しないが、スルーホールは、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、半剛体構造、半可とう構造および／または可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【００９９】
３つに分割された孔１１００は、機械式ドリルを使用して、それぞれ上側および下側の、一対の垂直に整列した孔１１０２および１１０４をドリル加工して形成される。相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３（ここでｄ２はｄ３と同等である）を有する機械式ドリルは、それぞれ（図１１Ｂを参照）、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される。上側の孔１１０２および下側の孔１１０４は、直径ｄ１のドリルビットを使用してドリル加工された中間の孔１１０６によって分離され（図１１Ｂを参照）、ここでｄ１はｄ２およびｄ３未満である。
【０１００】
機械式ドリルを使用して、中間の孔１１０６、第１のレッジ部１１０８および第２のレッジ部１１１０が、孔１１００内に形成される。銅などのメッキ１１１２が、上側および下側の孔１１０２、１１０４の内側表面に塗布される。次に、無電解銅メッキなどの種となる導電材料が、上側および下側の孔１１０２、１１０４の内部表面に塗布される。余分なメッキ種が、無電解メタライゼーションプロセスの間に、第１のレッジ部１１０８および第２のレッジ部１１１０上に積み重なり、直径ｄ３およびｄ４を有する機械式ドリルが、レッジ部１１０８、１１１０から余分なメッキ種をトリムするために使用される。機械式ドリルはｄ１よりも大きくてｄ２およびｄ３よりも小さい直径を有する必要があるため、それぞれ直径ｄ４およびｄ５を有する第４および第５のドリルビットが、レッジ部から余分なメッキ種をトリムするために必要とされ、その結果、中間部１１０６はＰＣＢの表面から電気的に絶縁される。レッジ部からの余分なメッキ種のトリミングの結果として、レッジ部は全体に導電性材料でメッキされない。
【０１０１】
ある側面によれば、一対の垂直に整列した孔１１０２および１１０４の間の中間孔１１０６の壁の少なくとも一部は、レッジ部をトリムする際に、トリムされる。例えば、中間孔１１０６の壁のトリムされた部分は、壁の長さの半分に等しいかまたは壁の長さの半分未満である。他の例によれば、中間孔１１０６の壁のトリムされた部分は、壁の長さの４分の１に等しいかまたは壁の長さの４分の１未満である。
【０１０２】
図１２Ａは、ＰＣＢ（図示せず）に形成された３つに分割された孔１２００を示す。図１２Ｂは、図１２Ａの孔の断面図を示す。スルーホール１２００の断面図で示されているように、５つの異なるサイズの機械式ドリルがスルーホール１２００を形成するために使用される。
【０１０３】
図示のように、３つに分割されたホール１２００は、上側導体部１２０２、下側導体部１２０４、および、中間部１２０６を備えている。図示しないが、スルーホールは、ＰＣＢ積層体を形成するために互いに積層された１つ以上のコアおよび／またはサブコンポジット構造を含むことができる、複層ＰＣＢ積層体中に形成される。各コアおよび／またはサブコンポジット構造は、剛体構造、半剛体構造、半可とう構造および／または可とう構造を形成する、１つ以上の誘電体層および／または１つ以上の導体層を含むことができる。
【０１０４】
３つに分割された孔１２００は、機械式ドリルを使用して、それぞれ上側および下側の、一対の垂直に整列した孔１２０２および１２０４をドリル加工して形成される。機械式ドリルは、相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３（図１２Ｂ参照）を有しており、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される。ドリルの直径ｄ２およびｄ３は同じサイズである。上側の孔１２０２および下側の孔１２０４は、相対的に小さい直径ｄ１のドリルビットを使用してドリル加工された中間の孔１２０６によって分離される（図１２Ｂ参照）。
【０１０５】
機械式ドリルを使用して、中間の孔１２０６、第１のレッジ部１２０８および第２のレッジ部１２１０が、孔１２００内に形成される。銅などのメッキ１２１２が、中間の孔１２０６と同様に、上側および下側の孔１２０２、１２０４の内側表面に塗布される。余分なメッキが第１のレッジ部１２０８および第２のレッジ部１２１０上に積み重なり、直径ｄ４およびｄ５（ｄ４はｄ５と同等である）を有する機械式ドリルが、レッジ部１２０８、１２１０から余分なメッキをトリムするために使用される。機械式ドリルはｄ１よりも大きくてｄ２およびｄ３よりも小さい直径を有する必要があるため、直径ｄ４およびｄ５を有する第４および第５のドリルビットが、レッジ部から余分なメッキをトリムするために必要とされる。ドリルの直径ｄ４およびｄ５は同じである。
【０１０６】
ある側面によれば、レッジ部をトリムする際に、一対の垂直に整列した孔１２０２および１２０４の間の壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部がトリムされる。例えば、一対の垂直に整列した孔１２０２および１２０４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１または垂直壁の長さの４分の１未満である。他の例によれば、一対の垂直に整列した孔１２０２および１２０４の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分に等しいかまたは壁の長さの半分未満である。
【０１０７】
図１３Ａは、中間セクションが第２のスルーホール１３００に電気的に接続されている、図１３Ａの３つに分割されたスルーホール１２００を示す。図１３Ｂは、図１３Ａの第２のスルーホール１３００に接続された３つに分割されたスルーホール１２００の断面図である。
【０１０８】
２重直径のスルーホールエッジトリミング
図１４は、図３、４、５、６、８、９、１０、１２および／または１３を参照して上述したようなスルーホールなどの、１つ以上のスルーホールを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を形成するための方法を示す。この方法において、余分のメッキ材料は、電気銅がスルーホールの内側表面に形成された後、トリムされる。先行技術からわかるように、プリント回路基板の製造は、その後１つ以上の誘電層および／または他のコアまたはサブコンポジット構造に積層される（１４０４）、第１のコアまたはサブコンポジット構造を形成するプロセス（１４０２）を含む。上述したように、１つ以上のスルーホールは、ドリル加工（１４０６）により、コアまたはサブコンポジット構造（１４０４）、１つ以上の誘電層および他のコアまたはサブコンポジット構造（１４０６）を介して、形成される。スルーホールの内部表面は、メッキスルーホール（ＰＴＨ）を形成するために、銅などの導電材料でメッキされる（１４０８）。
【０１０９】
スルーホールの内部表面を銅でメッキするために、無電解銅がスルーホールの内部表面に塗布される（１４１０）。無電解銅を塗布することは、ＰＣＢを種または触媒浴（１４１２）中に置いて、スルーホールの内部表面に種を堆積させる工程、および、触媒を活性化（１４１４）させて、スルーホールの内部表面に銅を堆積させる工程（１４１６）を含む。
【０１１０】
無電解銅が塗布された後（１４１０）、ＰＣＢは次に電気銅メッキ浴中に置かれ（１４１８）、銅は種または導電体がある場所にメッキされる。電気銅が塗布された後（１４１８）、余分な銅は、スルーホール中のレッジ部／ショルダー部からトリムされ（１４２０）、プロセスは終了する（１４２２）。レッジ部／ショルダー部のトリム加工は、レッジ部／ショルダー部から連続する銅壁のトリミング加工を含むことができる。
【０１１１】
図１５は、２重直径のスルーホールエッジトリミングを使用して、プリント回路基板中に分割されたスルーホールを作製するための方法を示す。この方法において、第１の直径を有する第１の孔がプリント回路基板中にドリル加工される（１５０２）。次に、第２の直径を有する第２の孔が、第２の孔の端部と第１の孔との間の位置にレッジ部を形成する第１の孔内でドリル加工される（１５０４）。ある例によると、第２の直径は第１の直径より２５ミクロン以上大きい。無電解銅は、次に、第１の孔および第２の孔の内側表面に塗布される（１５０６）。次に、電気銅が、第１の孔および第２の孔の内側表面に塗布される（１５０８）。銅メッキを塗布する際レッジ部上に形成された材料が、次に、トリムされる（１５１０）。レッジ部のトリミングは、レッジ部から連続する銅メッキのトリミングも含む。メッキされた銅は、例えば、レーザーアブレーションを使用して、または、機械式ドリルを使用して、トリムされる。一旦レッジ部がトリムされると、孔は、電気的に絶縁された分割されたメッキスルーホールとして、準備される。
【０１１２】
スルーホール（またはビア構造）の形成−電気メッキの前のドリル加工
図１６（図１６Ａ−１６Ｄを備える）は、ある例による、ＰＣＢ中で２つに分割されたスルーホールを形成するための３つのドリルステッププロセスを示す。図１７（図１７Ａ−１７Ｄを備える）は、図１６におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【０１１３】
この例において、直径ｄ１を有する第１の垂直孔１６０２は、ＰＣＢ（図示せず）の層を介してドリル加工される（図１６Ａ、１７Ａ）。次に、直径ｄ２を有する第２の垂直孔１６０４が、第１の垂直孔１６０２を介してドリル加工される（図１６Ｂ、１７Ｂ）。ある側面によれば、直径ｄ２は直径ｄ１より大きい。孔の内部表面は、無電解銅メッキなどの種導電材料でメッキされる１６０６（図１６Ｃ、１７Ｃ）。無電解メッキプロセス中にスルーホールのレッジ部またはショルダー部１６０８上に積み重なった余分なメッキは、次に、トリムされる。余分なメッキ種は、電気銅メッキの前に、レーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用して、トリムされる。その結果、トリムされたレッジ部またはショルダー部は、電気銅メッキの間に銅を形成せず、領域の上部と底部とを電気的に絶縁する空間となる。次に、図１６Ｄおよび１７Ｄに示した２つに分割されたスルーホールは、機械式ドリル加工を２回およびレッジ部１６０８をトリムするためのレーザーアブレーションを１回使用することによって、または、機械式ドリル加工を３回行うことによって、形成される。第１の垂直孔１６０２および第２の垂直孔１６０４形成の順序は、相互に変えることができる。形成された第１の孔は、深さを制御されたドリル加工によって第２の垂直孔１６０４とすることができ、一方、形成された第２の孔は、ドリル加工によって形成された第１の垂直孔１６０２とすることができる。第１の垂直孔１６０２がドリル加工されるＰＣＢの面は、第２の垂直孔１６０４がドリル加工される面と同じ面とすることができ、または、反対側の面とすることができる。
【０１１４】
ある例によれば、レッジ部をトリムする際、第１の垂直孔１６０２上の銅メッキの一部が同様にトリムされる。例えば、第１の垂直孔１６０２上でトリムされた銅メッキの一部は、第１の垂直孔１６０２の長さの４分の１または第１の垂直孔１６０２の長さの４分の１未満とすることができる。他の例によると、第１の垂直孔１６０２上でトリムされた銅メッキの一部は、第１の垂直孔１６０２の長さの半分と同じまたは第１の垂直孔１６０２の長さの半分未満とすることができる。
【０１１５】
図１８（図１８Ａ−１８Ｄを備える）は、ある例による、ＰＣＢ中に３つに分割されたスルーホールを形成するための４つのドリルステッププロセスを示す。図１９（図１９Ａ−１９Ｄを含む）は、図１８におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。この例において、直径ｄ１を有する第１の垂直孔１８０２は、ＰＣＢ（図示せず）の層を介してドリル加工される（図１８Ａ、１９Ａ）。次に、それぞれが相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３を有する、上側および下側の、一対の垂直に整列した孔１８０４および１８０６が、ＰＣＢ（図示せず）の上側表面および下側表面からドリル加工される（図１８Ｂ、１９Ｂ）。孔の内部表面は、次に、無電解銅メッキなどの種導電材料でメッキされる１８０８（図１９Ｃ、１９Ｄ）。無電解メッキプロセス中にスルーホールのレッジ部またはショルダー部１８０８上に積み重ねられた余分のメッキは、レーザードリル（すなわち、レーザーアブレーション）または機械式ドリルを使用して、電気銅メッキの前に、トリムされる（図１８Ｄ，図１９Ｄ）。その結果、トリムされたレッジ部またはショルダー部は、電気銅メッキの間に銅を形成せず、領域の上部と底部とを電気的に絶縁する空間となる。次に、図１８に示した２つに分割されたスルーホールは、機械式ドリル加工を３回およびレッジ部１８１０をトリムするためのレーザーアブレーションを１回使用することによって、または、機械式ドリル加工を４回行うことによって、形成される。孔がドリル加工される方向とともに、第１の垂直孔１８０２および一対の垂直に整列した孔１８０４、１８０６の形成の上述した順序は、ほんの一例としてのものである。例えば、垂直に整列した孔１８０４は形成された第１の孔とすることができ、垂直に整列した孔１８０６は形成された第２の孔とすることができ、そして、第１の垂直孔１８０２は、垂直に整列した孔１８０６が位置するＰＣＢの面からドリル加工することによって、形成することができる。他の例によれば、垂直に整列した孔１８０４は形成された第１の孔とすることができ、第１の垂直孔１８０２は、（垂直に整列した孔１８０４が位置する面と同じＰＣＢの面からドリル加工することによって）形成された第２の孔とすることができ、そして、垂直に整列した孔１８０６が形成される。
【０１１６】
ある側面によれば、レッジ部をトリミングする際、一対の垂直に整列した孔１８０４および１８０６の間の壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部がトリムされる。例えば、一対の垂直に整列した孔１８０４および１８０６の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１または垂直壁の長さの４分の１未満とすることができる。他の例によれば、一対の垂直に整列した孔１８０４および１８０６の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分と同じまたは壁の長さの半分未満とすることができる。
【０１１７】
図２０（図２０Ａ−２０Ｄを備える）は、ある例による、ＰＣＢ内で３つに分割されたスルーホールを形成するための５つのドリルステッププロセスを示している。図２１（図２１Ａ−２１Ｄを備える）は、図２０におけるスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【０１１８】
この例において、直径ｄ１を有する第１の垂直孔２００２は、ＰＣＢ（図示せず）の層を介してドリル加工される（図２０Ａ、２１Ａ）。次に、それぞれが相対的に大きい直径ｄ２およびｄ３を有する、上側および下側の、一対の垂直に整列した孔２００４および２００６が、ＰＣＢ（図示せず）中の上側表面および下側表面からドリル加工される（図２０Ｂ、２１Ｂ）。孔の内部表面は、次に、無電解銅メッキなどの種導電材料でメッキされる２００８（図２０Ｃ、２１Ｃ）。触媒または無電解銅などの余分なメッキ種は、無電解メッキプロセス中、スルーホールのレッジ部またはショルダー部２０１０および２０１２上に形成される。余分の銅メッキ種は、レーザーアブレーションまたは機械式ドリルを使用して、電気銅メッキの前に、トリムされる（図２０Ｄ，図２１Ｄ）。その結果、トリムされたレッジ部またはショルダー部は、電気銅メッキの間に銅を形成せず、領域の上部と底部とを電気的に絶縁する空間となる。次に、図２０に示した３つに分割されたスルーホールは、機械式ドリル加工を３回およびレッジ部２０１０、２０１２をトリムするためのレーザーアブレーションを２回使用することによって、または、機械式ドリル加工を５回行うことによって、形成される。
【０１１９】
孔がドリル加工される方向とともに、第１の垂直孔２００２および一対の垂直に整列した孔２００４、２００６の形成の上述した順序は、ほんの一例としてのものである。例えば、垂直に整列した孔２００４は形成された第１の孔とすることができ、垂直に整列した孔２００６は形成された第２の孔とすることができ、そして、第１の垂直孔２００２は、垂直に整列した孔２００６が位置するＰＣＢの面からドリル加工することによって、形成することができる。他の例によれば、垂直に整列した孔２００４は形成された第１の孔とすることができ、第１の垂直孔２００２は、（垂直に整列した孔２００４が位置する面と同じＰＣＢの面からドリル加工することによって）形成された第２の孔とすることができ、そして、垂直に整列した孔２００６が形成される。
【０１２０】
ある側面によれば、レッジ部をトリミングする際、一対の垂直に整列した孔２００４および２００６の間の壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部がトリムされる。例えば、一対の垂直に整列した孔２００４および２００６の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの４分の１または垂直壁の長さの４分の１未満とすることができる。他の例によれば、一対の垂直に整列した孔２００４および２００６の間の壁上でトリムされた銅メッキの一部は、壁の長さの半分と同じまたは壁の長さの半分未満とすることができる。
【０１２１】
図２２は、図２０の５つのドリルステッププロセスで形成される３つに分割された孔の他の例を示す。以下に記載した例においては、孔の全てのドリル加工はＰＣＢと同じ面から起きるが、これはほんの一例であり、孔はＰＣＢの両面からドリル加工できる。直径ｄ１を有する第１の垂直孔２２０２は、ＰＣＢ（図示せず）内の層を介してドリル加工される。次に、直径ｄ２を有する第２の垂直孔２２０４が、第１の垂直孔２２０２を介してドリル加工され、次に、直径ｄ３を有する第３の垂直孔２２０６が、第１および第２の垂直孔２２０２および２２０４を介してドリル加工される。直径ｄ２は直径ｄ１より大きく、直径ｄ３は直径ｄ２よりも大きくすることができる。孔の内部表面は、次に、無電解銅メッキなどの種導電材料でメッキされる。上述したように、無電解メッキプロセス中にスルーホールのレッジ部またはショルダー部２２０８および２２１０上に形成されたレッジ部またはショルダー部上に積み重ねる余分なメッキ種は、それぞれ、レーザードリル（すなわち、レーザーアブレーション）または機械式ドリルを使用して、トリムされる。
【０１２２】
図２３は、図３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２および／または１３を参照して上述したようなスルーホールなどの、１つ以上のスルーホールを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を形成するための方法を示す。この方法において、余分のメッキ材料は、触媒が塗布された後、または、無電解銅が塗布された後、トリムされる。
【０１２３】
先行技術からわかるように、プリント回路基板の製造は、その後１つ以上の誘電層および／または他のコアまたはサブコンポジット構造に積層される（２３０４）、第１のコアまたはサブコンポジット構造を形成するプロセス（２３０２）を含む。スルーホールは、次に、ドリル加工（２３０６）により、第１のコアまたはサブコンポジット構造、１つ以上の誘電層および他のコアまたはサブコンポジット構造を介して、形成される。スルーホールの内部表面は、メッキスルーホール（ＰＴＨ）を形成するために、銅などの導電材料でメッキされる（２３０８）。
【０１２４】
スルーホールの内部表面をメッキするために、無電解銅がスルーホールの内部表面に塗布される（２３１０）。無電解銅を塗布することは、ＰＣＢを種または触媒浴（２３１２）中に置いて、スルーホールの内部表面に種を堆積させる工程、および、触媒を活性化（２３１４）させて、スルーホールの内側表面に銅を堆積させる工程（２３１６）を含む。
【０１２５】
ある実施例において、媒体が塗布された後であって触媒が活性化する前に、上述したように、余分の銅はレッジ部からトリムされる（２３１３）。他の実施例において、無電解銅を塗布するプロセスが完了した後、上述したように、余分の銅はレッジ部からトリムされる（２３１９）。
【０１２６】
次に、無電解銅が塗布された後（２３１０）、ＰＣＢが次に電気銅メッキ浴（２３２０）中に置かれ、種または導電体が存在する場所を銅メッキする。電気銅が塗布された後（２３２０）、プロセスは終了する（２３２２）。
【０１２７】
図２４は、２重直径のスルーホールトリミングを使用して、プリント回路基板中に分割されたスルーホールを作製するための方法を示す。この方法において、第１の直径を有する第１の孔がプリント回路基板中にドリル加工される（２４０２）。次に、一対の垂直に整列した孔が、第１のレッジ部および第２のレッジ部を形成する第１の孔の対向する両端部内でドリル加工され、ここで一対の垂直に整列した孔は第２の直径を有し、第２の直径は第１の直径より大きい（２４０４）。ある例によると、第２の直径は第１の直径より２５ミクロン以上大きい。無電解銅は、次に、第１の孔および第２の孔の内側表面に塗布される（２４０６）。次に、銅メッキを塗布したときに第１および第２のレッジ部上に形成された材料がトリムされる（２４０８）。無電解銅は、レーザーアブレーションを使用して、または、機械式ドリルを使用して、トリムされる。一旦レッジ部がトリムされると、電気銅が、第１の孔および第２の孔の内側表面に塗布される（２４１０）。
【０１２８】
無電解銅を塗布することは、プリント回路基板を種または触媒浴中に置いて、スルーホールの内部表面に種を堆積させ；および、触媒を活性化させて、スルーホールの内部表面に銅を堆積させることにより、触媒をスルーホールの内部表面に付加する工程を含むことができる。ある実施例によれば、無電解銅は、触媒を付加した後であって触媒を活性化する前に、レッジ部からトリムされる。他の実施例によれば、無電解銅は、触媒が活性化されて銅が堆積した後に、レッジ部からトリムされる。
【０１２９】
無電解銅をレッジ部からトリムすることによって、製造プロセス中の銅メッキ剥離が避けられる。すなわち、機械的圧力の結果としての銅剥離の可能性は避けられる。
【０１３０】
一般的なスルーホール（またはビア構造）の形成−Ｎドリルステッププロセス
図２５（図２５Ａ−２５Ｆを備える）は、ある例による、（Ｎ＋１）／２個のセグメントを有するプリント回路基板中にスルーホールを形成するためのＮドリルステッププロセスを示す。図２６（図２６Ａ−２６Ｆを備える）は、図２５のスルーホールの形成段階の断面図を示す。
【０１３１】
この例において、Ｎは整数であり７に相当する。スルーホールを形成するための工程は、（１ａ）−（１ｆ）によって特定され、一方各工程の断面図は（２ａ）−（２ｆ）として特性される。
【０１３２】
この例において、直径ｄ１を有する第１の垂直孔２５０２は、ＰＣＢ（図示せず）内の層を介してドリル加工される。次に、直径ｄ２を有する第２の垂直孔２５０４は、第１の垂直孔２５０２を介してドリル加工される。直径ｄ２は直径ｄ１より大きい。直径ｄ３を有する第３の垂直孔２５０６は、第１および第２の垂直孔２５０２および２５０４を介してドリル加工される。直径ｄ３は直径ｄ２より大きい。次に、第３の孔２５０６と垂直に整列されて直径ｄ４を有する第４の垂直孔２５０８は、第１、第２および第３の孔がドリル加工された面とは反対側の面からドリル加工される。孔の内部表面は、次に、メッキされる２５１０。スルーホールのレッジ部またはショルダー部２５１２、２５１４および２５１６上に形成された余分の銅は、レーザードリル（すなわち、レーザーアブレーション）を使用して、または、機械式ドリルを使用して、それぞれトリムされる。無電解メッキプロセス中にスルーホールのレッジ部またはショルダー部２５１２、２５１４および２５１６上に形成された余分な銅メッキ種は、電気銅メッキの前に、レーザードリル（すなわち、レーザーアブレーション）または機械式ドリルを使用して、それぞれトリムされる。
【０１３３】
その結果、図２５に示された（Ｎ＋１）／２個に分割されたスルーホールが、機械式ドリル加工を（Ｎ＋１）／２回とレーザーアブレーションを使用した（Ｎ＋１）／２−１回を行うことによって、あるいは、機械式ドリル加工をＮ回行うことによって、形成される。
【０１３４】
ある側面によれば、レッジ部をトリミングする際、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４の垂直壁の少なくとも一部上の銅メッキの一部がトリムされる。例えば、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４でトリムされた銅メッキの一部は、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４のそれぞれの長さの４分の１とすることができ、または、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４の垂直壁のそれぞれの長さの４分の１未満とすることができる。他の例によれば、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４でトリムされた銅メッキの一部は、第１の垂直孔２５０２および第２の垂直孔２５０４のそれぞれの長さの半分と同じとすることができ、または、第１の垂直孔１８０２の長さの半分未満とすることができる。
【０１３５】
上述の明細書において、発明の実施例は、実施から実施へと変わることができる多くの具体的な詳細を参照して記載された。明細書および図面は、従って、限定的な意味よりは説明的であると見なすべきである。本発明は、そこにすべての均等物を含む、付加されたクレームと同程度に広いことを意図している。
【０１３６】
当業者は、ここに開示された実施例に関連して記載された、種々の説明的なブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップが、電子機器、コンピューターソフトウェア、またはそれらの組み合わせとして実施できることを、さらに理解できるであろう。このハードウェアーおよびソフトウェアーの互換性を明瞭に示すために、種々の説明的な要素、ブロック、モジュール、回路およびステップが、それらの機能性に関連して一般的に記載された。そのような機能性がハードウェアーおよびソフトウェアーとして実施できるかどうかは、全体のシステムに課される特定の応用および設計の制約に依存する。
【０１３７】
いくつかの典型的な実施例が添付された図面において記載および示されているが、種々の他の変更が当業者において起きるため、そのような実施例は、単に、広い発明の説明であって発明を限定するものではないこと、および、この発明は示されたり記載されている具体的な構成および配置に限定されないこと、は理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
2016528742.tif 000042
【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
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【図２５Ｆ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２６Ｆ】
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【国際調査報告】
2016528742.tif 000073
2016528742.tif 000074