JP2006339350A - プリント配線板とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導体パターンの細線化及び高密度化と接続信頼性の双方を兼ね備えたプリント配線板と、その製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板１と、この表裏両面１Ａ，１Ｂに設けられた導体パターン２と、絶縁基板１に形成されたスルーホール４と、該スルーホール４の内壁に析出してなる貫通方向めっき部４１と、該貫通方向めっき部４１の両端から絶縁基板１に沿って延出し、導体パターン２に接続される面方向めっき部４２と、スルーホール４を穴埋めし、その表裏両面に凹部５ａが形成された樹脂層５と、この表裏両面に形成され、貫通方向めっき部４１や面方向めっき部４２に接続される蓋めっき部４３と、を備える。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、絶縁基板の表裏両面に形成された導体パターンを適所で層間接続させたプリント配線板とその製造方法に関する。

プリント配線板は、生産性の向上、量産品質の確保、信頼性の向上等を目的として、テレビ等の量産機器からロケット等の高い信頼性を要求される機器まで、あらゆる電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化が進み、それに伴いプリント配線板の高精度化及び高密度化が要求されている。
この種のプリント配線板としては、絶縁基板の表裏両面に形成された導体パターンをめっきスルーホールを介して適所で電気的に接続させた構成のものが一般的である。

プリント配線板の用途によっては、めっきスルーホールを穴埋めしておいた方が好ましい場合がある。穴埋め法としては、絶縁基板上の銅箔に重ねてスルーホールごとめっきを施して穴埋めする、いわゆるフィルドめっき法（例えば、特許文献１参照）や、銅箔に重ねて一次めっきを施した後、スルーホールを導電ペースト等で穴埋めし、この導電ペースト体の両端を研磨して一次めっき層と面一にした後、これら一次めっき層と導電ペースト体の上に重ねてめっきを施す、いわゆる蓋めっき法（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
特開２００３−０４６２４８号公報 特開２００３−０６９２２８号公報

しかしながら、これら従来におけるフィルドめっき法と蓋めっき法の場合には、スルーホールを穴埋めして更にその上にめっき層を形成しているので、スルーホールの内壁に施されためっき部と、表裏両面に形成された導体パターン間の接続信頼性を確保することはできるものの、銅箔の上にめっき層が積層されるので、導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みが増大し、パターン形成が困難になるという問題がある。特に、従来における蓋めっき法では、銅箔の上にめっき層が２層も積層されるので、その傾向が顕著となる。

従って、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導体パターンの細線化及び高密度化と接続信頼性の双方を兼ね備えたプリント配線板と、その製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るプリント配線板は、絶縁基板と、該絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層と、該絶縁基板に形成されたスルーホールと、該スルーホールの内壁に析出してなる第１のめっき部と、該第１のめっき部の両端から前記絶縁基板に沿って延出し、前記導体層に接続される第２のめっき部とを備え、該スルーホールを穴埋めし、その表裏両面に凹部が形成された樹脂層と、該樹脂層の表裏両面に形成され、前記第１のめっき部または前記第２のめっき部の少なくともいずれかに接続される第３のめっき部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、前記スルーホールを穴埋めする樹脂層の表裏両面に凹部が形成されているので、該凹部に収容されるように前記第３のめっき部を備えることができ、これにより、導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みの増大を抑制することができ、また、パターン形成を容易に行うことが可能となる。そして、前記第３のめっき部が前記第１のめっき部または前記第２のめっき部の少なくともいずれかに接続されるので、スルーホールの内壁に施された第１のめっき部と、表裏両面に形成された導体パターン間の接続信頼性を確保することができる。

本発明の請求項２に係るプリント配線板は、請求項１に記載のものであって、前記第３のめっき部は、その表裏両面を前記導体層および前記第２のめっき部と面一になるように形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、前記第３のめっき部が、前記導体層および前記第２のめっき部に対して突出することを防止できるので、前記プリント配線板の厚さ増大を抑制することができる。また、面一にすることで、後工程を行う際の利便性が高まる。

本発明の請求項３に係るプリント配線板は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のものであって、前記樹脂層は、導電性樹脂により形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、前記第３のめっき部を形成する場合に、前記導体層に給電した電力を前記樹脂層に伝達することができるため、前記樹脂層の表裏両面へのめっきの析出が容易となり、前記第３のめっき部の形成を容易に行うことができる。

本発明の請求項４に係るプリント配線板の製造方法は、スルーホールを有する銅張り積層板の表裏両面に、前記スルーホールの開口周縁部を残してめっきレジスト層を形成するマスク工程と、前記スルーホールの開口周縁部に露出する銅箔をその厚み方向にエッチングするエッチング工程と、前記スルーホールの内壁及び前記エッチングにより露出した前記積層板の表裏両面にめっき層を析出させる第１のめっき工程と、前記第１のめっき工程により形成されためっきスルーホールの内空部を、樹脂により穴埋めする穴埋め工程と、前記樹脂の表裏両面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記めっきレジスト層下の銅箔を給電部として電気めっきにより前記樹脂の表裏両面にめっき層を析出させる第２のめっき工程を備えることを特徴とする。

この発明によれば、パターン形成時にエッチングされる導体層の厚みが、銅張り積層板に元々積層されていた銅箔の厚みになるから、導体パターンの形成が容易になると共に、その細線化及び高密度化も容易に実現することができる。また、前記樹脂の表裏両面に凹部を形成することで、該凹部に収容されるように前記第３のめっき部を備えることができ、これにより、導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みの増大を抑制することができ、また、パターン形成を容易に行うことが可能となる。

本発明の請求項５に係るプリント配線板の製造方法は、請求項４に記載のものであって、前記第２のめっき工程により形成されためっき層を、前記銅箔および前記第１のめっき工程により形成されためっき層と、表裏両面で面一になるように研磨する研磨工程を備えることを特徴とする。
この発明によれば、前記第２のめっき工程により形成されためっき層が、前記銅箔および前記第１の工程により形成されためっき層に対して突出することを防止できるので、前記プリント配線板の厚さ増大を抑制することができる。また、面一にすることで、後工程を行う際の利便性が高まる。

本発明のプリント配線板によれば、導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みの増大を抑制することができ、また、パターン形成を容易に行うことが可能となる。そして、スルーホールの内壁に施された第１のめっき部と、表裏両面に形成された導体パターン間の接続信頼性を確保することができる。

本発明のプリント配線板の製造方法によれば、導体パターンの形成が容易になると共に、その細線化及び高密度化も容易に実現することができる。導体パターン形成のための導体層（銅箔とめっき層）の厚みの増大を抑制することができ、また、パターン形成を容易に行うことが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
まず、プリント配線板の一実施例について、図１０を参照しながら説明する。
このプリント配線板Ｐにおいて、絶縁基板１の表裏両面１Ａ，１Ｂには、例えば銅張り積層板の銅箔（導体層）から切り出された導体パターン（導体層）２が一層設けられている。この導体パターン２のうち、穴埋めされたスルーホール３の開口部周縁に形成された導体パターン２ａは、めっきスルーホール４の面方向めっき部（第２のめっき部）４２と面一になるように構成されている。そして、導体パターン２ａと、面方向めっき部４２とが、それぞれ厚さ方向に対して接触している。

めっきスルーホール４は、スルーホール３の内壁に形成された円筒状の貫通方向めっき部（第１のめっき部）４１と、この貫通方向めっき部４１の軸方向両端から絶縁基板１に沿って延びる（はみ出す）リング状の面方向めっき部４２とから構成されており、貫通方向めっき部４１に包囲された内空部は、例えばポリアセチレンのような導電性樹脂からなる穴埋め部５で穴埋めされている。
導体パターン２，２ａの厚みは、銅張り積層板に予め積層されている銅箔の厚みと同じかそれよりも若干薄く、例えば、１２μｍかそれ以下に設定されている。また、面方向めっき部４２の厚みＴは、導体パターン２，２ａの厚みと同様であり、面方向めっき部４２の面方向の張出寸法Ｌは、例えば、Ｌ＝０．１〜０．２ｍｍに設定されている。

また、穴埋め部５の表裏両面には、周縁部から中心部に対して湾曲してなる凹部５ａがそれぞれ形成されている。そして、穴埋め部５上には、前記凹部５ａに収容されるように、蓋めっき部（第３のめっき部）４３が形成されている。
さらに、蓋めっき部４３は、その表裏両面を導体パターン２ａとめっきスルーホール４とに対して面一に形成されている。

以上説明したように、本実施例のプリント配線板Ｐによれば、前記穴埋め部５上に形成された蓋めっき部４３が、貫通方向めっき部４１と面方向めっき部４２とに接続されるので、スルーホール３の内壁に施されためっきスルーホール４と、絶縁基板１の表裏両面に形成された導体パターン２間の接続信頼性を確保することができる。ゆえに、導体パターン２が微細化及び高密度化に対しても、層間接続の信頼性が高い。

次に、このプリント配線板Ｐの製造方法の一実施例について、図１〜図９を参照しながら説明する。
まず、絶縁基板１の表裏両面に導体パターン２を形成するための銅箔１２が貼着されてなる銅張り積層板Ｑを用意し（図１）、その一方の面から他方の面にかけて、絶縁基板１の表裏両面に形成される導体パターン２を適所で層間接続させるためのスルーホール３を形成する（図２）。
次いで、製面及びデスミアを行い、無電解銅めっきの付着性を向上させるための触媒、例えばパラジウム（Ｐｄ）を銅箔１２の表面及びスルーホール３の内壁に吸着させる。

次に、スルーホール３の開口周縁部を残して（外して）、つまり、スルーホール３の開口周縁部においては銅箔１２が露出するようにめっきレジスト層１３を形成する（図３、マスク工程）。そして、この開口周縁部に露出する銅箔１２ａをその厚み方向にエッチングする（図４、エッチング工程）。

このエッチングにより除去される銅箔１２ａの厚みは、例えば銅箔１２の初期厚さ１２μｍと同一に設定される。なお、エッチングの際には、エッチング液としてアルカリタイプのものを使用することにより、前工程で吸着させたＰｄ触媒を銅箔１２の表面及びスルーホール３の内壁に残存させつつ、銅箔１２ａのみを選択的にエッチングする。

次いで、エッチングされた結果、めっきレジスト層１３の直下における銅箔１２よりも内周側の絶縁基板露出面２１と、スルーホール３の内壁とに無電解銅めっきを施して銅めっきを析出させる。
すると、スルーホール３の内壁にはその貫通方向に延びる円筒状の貫通方向めっき部４１が析出し、絶縁基板１の面方向にはみ出す、言い換えれば、スルーホール３の径方向外方に沿ってはみ出すリング状の面方向めっき部４２が析出する（図５、第１のめっき工程）。

これら貫通方向めっき部４１と面方向めっき部４２とは一体をなして析出するので、スルーホール３は後工程で絶縁基板１の両面に形成される導体パターン２，２間を電気的に層間接続するめっきスルーホール４となる。
次に、めっきスルーホール４の内空部１４を、導電性樹脂を充填して穴埋めする穴埋め処理を行う（図６、穴埋め工程）。

そして、穴埋め処理により形成した穴埋め部５の表裏両面に凹部５ａを形成する処理を行う（図７、凹部形成工程）。この凹部を形成する処理としては、例えば、アニール処理を行って収縮させることで凹部５ａを形成すると、穴埋め部５の剛性を高めつつ凹部５ａを形成することができる点で好ましい。

次いで、めっきレジスト層１３の直下にある銅箔１２を給電部として用いて電気銅めっきを行い、穴埋め部５の表裏両面にめっき銅を析出させて蓋めっき部４３を形成する（図８、第２のめっき工程）。この蓋めっき部４３は、銅箔１２の外表面１２Ａから膨出するまで形成される。本実施の形態では、穴埋め部５を導電性樹脂により形成しているので、銅箔１２に給電した電力を穴埋め部５に伝達することができるため、穴埋め部５の表裏両面へのめっきの析出が容易となり、前記第３のめっき部の形成を容易に行うことができる。

次いで、めっきレジスト層１３を除去し、さらに、銅張り積層板Ｑの表裏両面を研磨する。研磨に際しては、穴埋め部１５の膨出部だけを研磨するのではなく、銅箔１２がその外表面から０．１〜０．２μｍ研磨される程度の研磨しろを設定しておいて、銅箔１２と、めっきスルーホール４の面方向めっき部４２と、蓋めっき部４３とが面一となるように外表面を研磨する（図９）。
このとき、めっきスルーホール４には、研磨方向すなわち絶縁基板１に沿う方向に外力が作用するが、めっきスルーホール４が穴埋めされているので、面方向めっき部４２が研磨方向に引きずられることはなく、仮に引きずられることがあったとしても、面方向めっき部４２と、銅箔１２との接触状態はそのまま維持されるので、層間接続は確保される。

しかる後、銅箔１２をサブトラクティブ法により所定のパターンでエッチングすると、絶縁基板１の表裏両面１Ａ，１Ｂに導体パターン（回路パターン）２が形成されると共に、これら導体パターン２同士がめっきスルーホール４を介して電気的に層間接続されたプリント配線板Ｐが形成される（図８）。
このとき、エッチングされる導体層の厚みは、銅張り積層板Ｑに元々積層されていた銅箔１２から前記研磨しろを差し引いた厚みであるから、導体パターン２の形成が容易になると共に、その細線化及び高密度化も容易に実現することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、穴埋め部５の材料として導電性樹脂を用いたが、これに限らずエポキシ樹脂等の非導電性樹脂を用いてもよい。

本発明の一実施例によるプリント配線板の製造に用いられる銅張積層板を示す断面図である。 図１に示す銅張り積層板にスルーホールを形成した状態を示す断面図である。 図２に続いて、スルーホールの開口周縁部を残して銅箔上にめっきレジスト層を形成した状態を示す断面図である。 図３に続いて、開口周縁部に露出する銅箔をエッチングを施した状態を示す断面図である。 図４に続いて、スルーホールの内壁とエッチングされた銅箔部分に無電解めっきを施した状態を示す断面図である。 図５に続いて、スルーホール内を導電性樹脂で穴埋めした状態を示す断面図である。 図６に続いて、導電性樹脂の表裏両面に凹部を形成した状態を示す断面図である。 図７に続いて、めっきレジスト層下の銅箔を給電部として、導電性樹脂の表裏両面に凹部を形成した状態を示す断面図である。 図８に続いて、めっきレジスト層を除去した後、基板表面を研磨して穴埋め部分と銅箔とを面一にした状態を示す断面図である。 図９に続いて、銅箔を所定の導体パターンにエッチングしてプリント配線板とした状態を示す断面図である。

符号の説明

１…絶縁基板
１Ａ、１Ｂ…表裏両面
２…導体パターン（導体層）
３…スルーホール
５…穴埋め部
５ａ…凹部
１２…銅箔（導体層）
１３…めっきレジスト層
１４…内空部
４１…貫通方向めっき部（第１のめっき部）
４２…面方向めっき部（第２のめっき部）
４３…蓋めっき部（第３のめっき部）
Ｐ…プリント配線板
Ｑ…銅張り積層板

Claims (5)

1. 絶縁基板と、
   該絶縁基板の表裏両面に設けられた導体層と、
   該絶縁基板に形成されたスルーホールと、
   該スルーホールの内壁に析出してなる第１のめっき部と、
   該第１のめっき部の両端から前記絶縁基板に沿って延出し、前記導体層に接続される第２のめっき部と、
   該スルーホールを穴埋めし、その表裏両面に凹部が形成された樹脂層と、
   該樹脂層の表裏両面に形成され、前記第１のめっき部または前記第２のめっき部の少なくともいずれかに接続される第３のめっき部と、を備えることを特徴とするプリント配線板。
2. 前記第３のめっき部は、その表裏両面を前記導体層および前記第２のめっき部と面一になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記樹脂層は、導電性樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のプリント配線板。
4. スルーホールを有する銅張り積層板の表裏両面に、前記スルーホールの開口周縁部を残してめっきレジスト層を形成するマスク工程と、
   前記スルーホールの開口周縁部に露出する銅箔をその厚み方向にエッチングするエッチング工程と、
   前記スルーホールの内壁及び前記エッチングにより露出した前記積層板の表裏両面にめっき層を析出させる第１のめっき工程と、
   前記第１のめっき工程により形成されためっきスルーホールの内空部を、樹脂により穴埋めする穴埋め工程と、
   前記樹脂の表裏両面に凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記めっきレジスト層下の銅箔を給電部として電気めっきにより前記樹脂の表裏両面にめっき層を析出させる第２のめっき工程を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. 前記第２のめっき工程により形成されためっき層を、前記銅箔および前記第１のめっき工程により形成されためっき層と、表裏両面で面一になるように研磨する研磨工程を備えることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板の製造方法。
   

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