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JP3388192B2 - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

プリント配線板およびその製造方法

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Publication number
JP3388192B2
JP3388192B2 JP34161398A JP34161398A JP3388192B2 JP 3388192 B2 JP3388192 B2 JP 3388192B2 JP 34161398 A JP34161398 A JP 34161398A JP 34161398 A JP34161398 A JP 34161398A JP 3388192 B2 JP3388192 B2 JP 3388192B2
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JP
Japan
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wiring board
resin
printed wiring
layer
solder resist
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JP34161398A
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義範 脇原
俊彦 横幕
賢治 清水
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
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Publication of JP2000158787A publication Critical patent/JP2000158787A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3388192B2 publication Critical patent/JP3388192B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ソルダーレジス
ト上に製造番号等の文字印刷がなされたプリント配線板
とその製造方法を提案する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板には、製品を識別するた
めの製造番号等が文字印刷されている。この文字印刷
は、ソルダーレジスト層の表面に、印刷用インクをスク
リーン印刷することにより一般的に形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記印
刷の際に、文字印字用のインクが、ソルダーレジスト層
に形成された半田バンプを汚染し、ICチップなどの外
部電子部品の電気的接続を取れなくすることがあった。
【0004】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、半田バ
ンプを汚染することなく、形成される文字が滲んだり、
かすれることのないプリント配線板とその製造方法を提
案することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究し
た結果、文字印刷に関して次のような事実を知見した。
文字印字用インクの粘度が低いと、印字される文字が、
所望の厚みになるが、文字がにじむことがある。また、
文字の乾燥、硬化時に、インクが飛散したり、流れ出
し、ソルダーレジスト層、基板、半田バンプに付着して
文字、外観を損なう。更に、半田バンプにインクが付着
し汚染すると、ICチップなどの外部電子部品との電気
的接続に支障をきたす。
【0006】逆に、文字印字用インクの粘度が高いと、
印字された文字が、所望の厚みにならなかったり、かす
れたりする。それにより、工程認識において精度が低下
し、後工程の検査、実装が行えなかったりする。また、
インク中に気泡が残留した状態で文字印刷の上にアンダ
ーフィルが配設された際には、該気泡からクラックを発
生して信頼性を低下させることがある。
【0007】よって、文字印字用インクには、前述の2
つの問題点を解決できる濃度範囲があることを知見し
た。このため、インク粘度について再度検討した結果、
文字印字用インクの粘度を、30000から70000
cpsの範囲に調整すれば良いことが判明した。特に粘
度を40000から60000cpsの範囲に調整する
ことが望ましい。この範囲内であれば、半田バンプの汚
染することなく、かつ、所望の厚みの文字をソルダーレ
ジスト上に、滲ませることも、霞ませることもなく形成
することができる。
【0008】ここで、文字印字用インクの粘度が300
00cps未満のとき、ソルダーレジスト上に、所望の
厚みの文字は形成できるが、文字がにじむことがある。
また、文字印字後の乾燥、硬化、あるいは、印字した文
字中の気泡を抜くための脱泡処理の際、インクが飛散し
たり、流れたりしてソルダーレジスト、基板、半田バン
プ上を汚染したりする。特に、半田バンプを汚染した場
合は、ICチップなどの外部電子部品と電気接続が取れ
なくなる。
【0009】一方、文字印字用インクの粘度が7000
0cpsを超えたとき、所望の厚みの文字が形成できな
かったり、文字がかすれたりする。文字印字で形成され
た文字がアライメントターゲット、バーコードなどの工
程認識用である場合は、実装工程、検査工程にて位置認
識、製品判定などが行えなくなる。また、印字された文
字中に気泡が残留したりする。気泡は、インク粘度が7
0000cps以下のときは、脱泡、乾燥、硬化を経る
間に、除去、低減される。ここで、印字文字上に、アン
ダーフィルなどの封止樹脂で覆う場合には、上述したよ
うに文字内の気泡により信頼試験が低下することがあ
る。
【0010】使用する文字印字用のインクは、エポキシ
系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂などの熱
硬化性樹脂であればなんでもよい。当該熱硬化性樹脂
は、ガラス転移点温度が100〜180℃の範囲である
ことが望ましい。これは、ソルダーレジスト層のガラス
転移点温度に近いために、熱履歴によ剥離、欠落など
を防止できるからである。
【0011】本発明の文字印字で形成される文字は、製
品認識文字、製造認識文字、工程認識文字から選ばれる
少なくとも1種類以上である。
【0012】ここで、製品認識文字とは、ひらがな、カ
タカナ、漢字、数字、アルファベット、トレードマーク
などによって、会社名、製品名、製品特性などを判定、
区別することができる文字を指す。
【0013】製造認識文字とは、製造日、管理番号、ロ
ットナンバー、(文字印字前までの工程)検査結果など
による製造に関するデータ、結果を判定、区別すること
ができる文字を意味する。
【0014】工程認識文字とは、ターゲットマーク、バ
ーコードなどによって、実装、検査工程の製品認識、ア
ライメント用ターゲットなどの工程に関わる認識用の文
字である。
【0015】ソルダーレジスト上に形成される文字の位
置は、半田バンプが形成されたところから3mm以上離
れた位置に形成するのがよい。特に5mm以上離して形
成するのが望ましい。3mm未満の近傍の位置に形成す
ると、半田バンプを汚染し易いからである。また、文字
印字の際、半田バンプを破壊、キズ付けたりすることが
あるためである。
【0016】形成される文字は、10から100μmの
厚みで形成されるのがよい。特に、15から60μmの
厚みで形成される文字は、印字性、作業性などがよく、
はっきりした印字文字になる。工程認識文字を前述の厚
みに形成することにより、認識用の画像検出カメラで明
瞭に読み込むことができる。
【0017】10μm未満の厚みの文字は、文字厚みが
薄くなり、工程認識の際に認識されないことがある。一
方、100μmを超える厚みの文字は、半田バンプの高
さより高くなるため、ICチップなどの外部電子部品を
実装する際に干渉することがある。
【0018】印字方法としては、スクリーン印刷、ポッ
ティングなどの通常行われる方法を全て用いることがで
きる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明のプリント配線基板
を製造する方法について説明する。以下の方法は、セミ
アディティブ法によるものであるが、フルアディティブ
法を採用してもよい。
【0020】まず、基板の表面に導体回路を形成した配
線基板を作成する。基板としては、ガラスエポキシ基
板、ポリイミド基板、ビスマレイミド−トリアジン樹脂
基板等の樹脂絶縁基板、銅張り積層板、セラミック基
板、金属基板等を用いることができる。この基板に無電
解めっき用接着剤層を形成し、この接着剤層表面を粗化
して粗化面とし、この粗化面全体に薄付けの無電解めっ
きを施す。引き続き、めっきレジストを形成し、めっき
レジスト非形成部分に厚付けの電解めっきを施した後、
めっきレジストを除去し、エッチング処理して、電解め
っき膜と無電解めっき膜とからなる導体回路を形成する
方法により行う。導体回路は、いずれも銅パタ−ンがよ
い。
【0021】導体回路を形成した基板には、導体回路あ
るいはスルーホールにより、凹部が形成される。その凹
部を埋め平滑化するため、樹脂充填剤を塗布し、乾燥し
た後、不要な樹脂充填剤を研磨により研削して、導体回
路を露出させたのち、樹脂充填剤を本硬化させる。
【0022】次いで、露出した導体回路に粗化層を設け
る。形成される粗化層は、エッチング処理、研磨処理、
酸化処理、酸化還元処理により形成された銅の粗化面ま
たはめっき皮膜により形成された粗化面が望ましい。
【0023】本発明で使用される無電解めっき用接着剤
は、硬化処理された酸あるいは酸化剤に可溶性の耐熱性
樹脂粒子が、酸あるいは酸化剤に難溶性の未硬化の耐熱
性樹脂中に分散されてなるものが最適である。酸、酸化
剤で処理することにより、耐熱性樹脂粒子が溶解除去さ
れて、表面に蛸つぼ状のアンカーからなる粗化面を形成
できる。
【0024】上記無電解めっき用接着剤において、特に
硬化処理された前記耐熱性樹脂粒子としては、平均粒
径が10μm以下の耐熱性樹脂粉末、平均粒径が2μm
以下の耐熱性樹脂粉末を凝集させた凝集粒子、平均粒
径が2〜10μmの耐熱性粉末樹脂粉末と平均粒径が2μ
m以下の耐熱性樹脂粉末との混合物、平均粒径が2〜
10μmの耐熱性樹脂粉末の表面に平均粒径が2μm以下
の耐熱性樹脂粉末または無機粉末のいずれか少なくとも
1種を付着させてなる疑似粒子、平均粒径が0.1〜
0.8μmの耐熱性粉末樹脂粉末と平均粒径が0.8μ
mを越え、2μm未満の耐熱性樹脂粉末との混合物、
平均粒径が0.1〜1.0μmの耐熱性粉末樹脂粉末を
用いることが望ましい。これらは、より複雑なアンカー
を形成できるからである。
【0025】前記酸あるいは、酸化剤に難溶性の耐熱性
樹脂としては、「熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂から
なる樹脂複合体」又は「感光性樹脂および熱可塑性樹脂
からなる樹脂複合体」からなることが望ましい。前者に
ついては耐熱性が高く、後者についてはバイアホール用
の開口をフォトリソグラフィーにより形成できるからで
ある。
【0026】前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを使用でき
る。また、感光化する場合は、メタクリル酸やアクリル
酸などと熱硬化基をアクリル化反応させる。特にエポキ
シ樹脂のアクリレートが最適である。
【0027】エポキシ樹脂としては、フェノールノボラ
ック型、クレゾールノボラック型などのノボラック型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変成した脂環式エポ
キシ樹脂などを使用することができる。熱可塑性樹脂と
しては、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリスル
ホォン(PSF)、ポリフェニレンスルフォン(PP
S)、ポリフェニレンサルファイド(PPES),ポリ
フェニルエーテル(PPE)、ポリエーテルイミド(P
I)などを使用できる。
【0028】熱硬化性樹脂(感光性樹脂)と熱可塑性樹
脂の混合割合は、熱硬化性樹脂(感光性樹脂)/熱可塑
性樹脂=95/5〜50/50がよい。耐熱性を損なう
ことなく、高い靱性値を確保できる。前記耐熱性樹脂粒
子の混合比は、耐熱性樹脂マトリックスの固形分に対し
て5〜50重量%、望ましくは10〜40重量%がよ
い。耐熱性粒子は、アミノ樹脂(メラミン樹脂、尿素樹
脂、グアナミン樹脂)、エポキシ樹脂などがよい。な
お、接着剤は、組成の異なる2層により構成してもよ
い。
【0029】次に、層間絶縁樹脂層を硬化する一方で、
その層間樹脂樹脂層にはバイアホール形成用の開口を設
ける。
【0030】層間絶縁樹脂層の硬化処理は、無電解めっ
き用接着剤の樹脂マトリックスが熱硬化樹脂である場合
は、レ−ザ−光や酸素プラズマ等を用いて穿孔し、感光
性樹脂である場合は露光現像処理にて穿孔する。なお、
露光現像処理は、バイアホール形成のための円パタ−ン
が描画されたフォトマスク(ガラス基板がよい)を、円
パタ−ン側を感光性の層間樹脂絶縁層の上に密着させて
載置した後、露光、現像処理する。
【0031】次に、バイアホール形成用開口を設けた層
間樹脂絶縁層(無電解めっき用接着剤層)の表面を粗化
する。特に本発明では、無電解めっき用接着剤層の表面
に存在する耐熱性樹脂粒子を酸又は酸化剤で溶解除去す
ることにより、接着剤層表面を粗化処理する。このと
き、層間絶縁樹脂層に粗化層が形成される。
【0032】前記酸処理としては、リン酸、塩酸、硫
酸、又は蟻酸や酢酸等の有機酸を用いることができる。
特に有機酸を用いるのが望ましい。粗化処理した場合
に、バイアホールから露出する金属導体層を腐食させに
くいからである。前記酸化処理は、クロム酸、過マンガ
ン酸塩(過マンガン酸カリウム等)を用いることが望ま
しい。
【0033】前記粗化層は、最大粗度Rmax0.1〜
20μmがよい。厚すぎると粗化層自体が損傷、剥離し
やすく、薄すぎると密着性が低下するからである。特に
セミアディティブ法では、0.1〜5μmがよい。密着
性を確保しつつ、無電解めっき膜を除去できるからであ
る。
【0034】次に、粗化し触媒核を付与した層間絶縁樹
脂上の全面に薄付けの無電解めっき膜を形成する。この
無電解めっき膜は、無電解銅めっきがよく、その厚み
は、1〜5μm,より望ましくは2〜3μmとする。な
お、無電解銅めっき液としては、常法で採用される液組
成のものを使用でき、例えば、硫酸銅:29g/l、炭酸
ナトリウム:25g/l、EDTA:140 g/l、水酸化
ナトリウム:40g/l、37%ホールムアルデヒド: 150
ml、(PH=11.5)からなる液組成のものがよい。
【0035】次に、このように形成した無電解めっき膜
上に感光性樹脂フィルム(ドライフィルム)をラミネ−
トし、この感光性樹脂フィルム上に、めっきレジストパ
タ−ンが描画されたフォトマスク(ガラス基板がよい)
を密着させて載置し、露光し、現像処理することによ
り、めっきレジストパタ−ンを配設した非導体部分を形
成する。
【0036】次に、無電解銅めっき膜上の非導体部分以
外に電解めっき膜を形成し、導体回路とバイアホールと
なる導体部を設ける。電解めっきとしては、電解銅めっ
きを用いることが望ましく、その厚みは、10〜20μmが
よい。
【0037】次に、非導体回路部分のめっきレジストを
除去した後、さらに、硫酸と過酸化水素の混合液や過硫
酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄、塩化
第二銅等のエッチング液にて無電解めっき膜を除去し、
無電解めっき膜と電解めっき膜の2層からなる独立した
導体回路とバイアホールを得る。なお、非導体部分に露
出した粗化面上のパラジウム触媒核は、クロム酸、硫酸
過水等により溶解除去する。
【0038】次いで、表層の導体回路に粗化層を形成す
る。形成される粗化層は、エッチング処理、研磨処理、
酸化処理、酸化還元処理により形成された銅の粗化面又
もしくはめっき被膜により形成された粗化面であること
が望ましい。
【0039】次いで、前記導体回路上にソルダ−レジス
ト層を形成する。本願発明におけるソルダーレジスト層
の厚さは、5〜40μmがよい。薄すぎるとソルダーダ
ムとして機能せず、厚すぎると開口しにくくなる上、半
田体と接触し半田体に生じるクラックの原因となるから
である。
【0040】ソルダーレジスト層としては、種々の樹脂
を使用でき、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂のアクリレート、
ノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂
のアクリレートをアミン系硬化剤やイミダゾール硬化剤
などで硬化させた樹脂を使用できる。特に、ソルダーレ
ジスト層に開口を設けて半田バンプを形成する場合に
は、「ノボラック型エポキシ樹脂もしくはノボラック型
エポキシ樹脂のアクリレート」からなり、「イミダゾー
ル硬化剤」を硬化剤として含むものが好ましい。
【0041】このような構成のソルダーレジスト層は、
鉛のマイグレーション(鉛イオンがソルダーレジスト層
内を拡散する現象)が少ないという利点を持つ。しか
も、このソルダーレジスト層は、ノボラック型エポキシ
樹脂のアクリレートをイミダゾール硬化剤で硬化した樹
脂層であり、耐熱性、耐アルカリ性に優れ、はんだが溶
融する温度(200 ℃前後)でも劣化しないし、ニッケル
めっきや金めっきのような強塩基性のめっき液で分解す
ることもない。
【0042】しかしながら、このようなソルダーレジス
ト層は、剛直骨格を持つ樹脂で構成されるので剥離が生
じやすい。本発明に係る粗化層は、このような剥離を防
止できるため有利である。
【0043】ここで、上記ノボラック型エポキシ樹脂の
アクリレートとしては、フェノールノボラックやクレゾ
ールノボラックのグリシジルエーテルを、アクリル酸や
メタクリル酸などと反応させたエポキシ樹脂などを用い
ることができる。上記イミダゾール硬化剤は、25℃で液
状であることが望ましい。液状であれば均一混合できる
からである。
【0044】このような液状イミダゾール硬化剤として
は、1-ベンジル−2-メチルイミダゾール(品名:1B2MZ
)、1-シアノエチル−2-エチル−4-メチルイミダゾー
ル(品名:2E4MZ-CN)、4-メチル−2-エチルイミダゾー
ル(品名:2E4MZ )を用いることができる。
【0045】このイミダゾール硬化剤の添加量は、上記
ソルダーレジスト組成物の総固形分に対して1〜10重量
%とすることが望ましい。この理由は、添加量がこの範
囲内にあれば均一混合がしやすいからである。上記ソル
ダーレジストの硬化前組成物は、溶媒としてグリコール
エーテル系の溶剤を使用することが望ましい。このよう
な組成物を用いたソルダーレジスト層は、遊離酸素が発
生せず、銅パッド表面を酸化させない。また、人体に対
する有害性も少ない。
【0046】このようなグリコールエーテル系溶媒とし
ては、下記構造式のもの、特に望ましくは、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル(DMDG)およびトリエ
チレングリコールジメチルエーテル(DMTG)から選
ばれるいずれか少なくとも1種を用いる。これらの溶剤
は、30〜50℃程度の加温により反応開始剤であるベンゾ
フェノンやミヒラーケトンを完全に溶解させることがで
きるからである。 CHO-(CHCHO) −CH(n=1〜5) このグリコールエーテル系の溶媒は、ソルダーレジスト
組成物の全重量に対して10〜40wt%がよい。
【0047】以上説明したようなソルダーレジスト組成
物には、その他に、各種消泡剤やレベリング剤、耐熱性
や耐塩基性の改善と可撓性付与のために熱硬化性樹脂、
解像度改善のために感光性モノマーなどを添加すること
ができる。
【0048】例えば、レベリング剤としてはアクリル酸
エステルの重合体からなるものがよい。また、開始剤と
しては、チバガイギー製のイルガキュアI907、光増
感剤としては日本化薬製のDETX−Sがよい。さら
に、ソルダーレジスト組成物には、色素や顔料を添加し
てもよい。配線パターンを隠蔽できるからである。この
色素としてはフタロシアニングリーンを用いることが望
ましい。
【0049】添加成分としての上記熱硬化性樹脂として
は、ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることができ
る。このビスフェノール型エポキシ樹脂には、ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ
樹脂があり、耐塩基性を重視する場合には前者が、低粘
度化が要求される場合(塗布性を重視する場合)には後
者がよい。
【0050】添加成分としての上記感光性モノマーとし
ては、多価アクリル系モノマーを用いることができる。
多価アクリル系モノマーは、解像度を向上させることが
できるからである。例えば、日本化薬製DPE−6A又
は共栄社化学製R−604のような構造の多価アクリル
系モノマーが望ましい。
【0051】また、これらのソルダーレジスト組成物
は、25℃で0.5〜10Pa・s、より望ましくは1
〜10Pa・sがよい。ロールコータで塗布しやすい粘
度だからである。ソルダ−レジスト形成後、開口部を形
成する。その開口は、露光、現像処理により形成する。
【0052】その後、ソルダ−レジスト層形成後に開口
部に無電解めっきにてニッケルめっき層を形成させる。
ニッケルめっき液の組成の例として硫酸ニッケル4.5
g/l、次亜リン酸ナトリウム25g/l、クエン酸ナ
トリウム40g/l、ホウ酸12g/l、チオ尿素0.
1g/l(PH=11)がある。脱脂液により、ソルダ
−レジスト層開口部、表面を洗浄し、パラジウムなどの
触媒を開口部に露出した導体部分に付与し、活性化させ
た後、めっき液に浸漬し、ニッケルめっき層を形成させ
た。
【0053】ニッケルめっき層の厚みは、0.5〜20
μmで、特に3〜10μmの厚みが望ましい。ここで、
0.5μm未満では、半田バンプとニッケルめっき層と
の接続が取り難い。他方、20μmを超えると、開口部
に形成した半田バンプが収まりきれず、剥がれたりす
る。
【0054】ニッケルめっき層形成後、金めっきにて金
めっき層を形成させる。厚みは、0.03μmである。
【0055】開口部に金属層を施した後、開口部内に半
田バンプを印刷により、形成させる。その後、温度25
0℃にした窒素リフローを通し、半田バンプを開口部内
に固定させる。
【0056】次いで、ソルダーレジスト層上に、文字印
字を行う。文字印刷用インクの粘度は30000から7
0000cpsの範囲であることが望ましい。そのイン
クにより、厚さ10から100μmの製品認識文字、製
造認識文字、工程認識文字などを形成させる。その文字
を形成させる位置は、半田バンプが形成した部分より3
mm以上離れて形成することで、文字印字用インクによ
る基板、ソルダレジスト、半田バンプへの汚染を防止で
きる。また、形成の際に半田バンプをキズ付け、破損す
ることを防止できる。
【0057】印字は、マスク印刷、スクリーン印刷、ポ
ッティングなどの方法により行う。これにより、ソルダ
レジスト層上に文字又はバーコード等の記号を印字す
る。
【0058】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。先ず、本発明の第1実施例に係る多層プリン
ト配線板10の構成について、図7〜図9を参照して説
明する。図7は、該多層プリント配線板10の断面図
を、図8(A)は、図7に示す多層プリント配線板10
の平面図を、図9は、図7に示す多層プリント配線板1
0にICチップ90を取り付け、ドータボード94へ載
置した状態を示している。ここで、図8(A)中のA−
A断面が、図7の断面図に相当する。図7に示すよう
に、多層プリント配線板10では、コア基板30の表面
及び裏面に導体回路34、34が形成され、更に、該導
体回路34、34の上にビルドアップ配線層80A、8
0Bが形成されている。該ビルトアップ層80A、80
Bは、バイアホール60及び導体回路58の形成された
層間樹脂絶縁層50と、バイアホール160及び導体回
路158の形成された層間樹脂絶縁層150とからな
る。該バイアホール160及び導体回路158の上層に
はソルダーレジスト70が形成されており、該ソルダー
レジスト70の開口部71を介して、バイアホール16
0及び導体回路158にバンプ76U、76Dが形成さ
れている。
【0059】図9中に示すように、多層プリント配線板
10の上面側の半田バンプ76Uは、ICチップ90の
ランド92へ接続される。一方、下側の半田バンプ76
Dは、ドーターボード94のランド96へ接続されてい
る。
【0060】該多層プリント配線板10の平面図である
図8(A)に示すように、半田バンプ76Uは、プリン
ト配線板の中央部に配設されている。該半田バンプ76
Uの外周には、該半田バンプ76UにICチップ90を
載置する際の基準位置を示す十字状のターゲットマーク
96Aが印刷により形成されている。同様に、該ソルダ
ーレジスト70上に、ドータボード94への取り付け時
の基準位置を示す円状のターゲットマーク96B、三角
のターゲットマーク96Cが印刷されている。更に、該
ソルダーレジスト70上には、ICチップを多層プリン
ト配線板10に取り付ける取り付け装置にて製品を自動
認識するためのバーコード98a、製品名(製品認識文
字:218AHM)及びロットナンバー(製造認識文
字:3156)からなる文字情報98bが印刷されてい
る。該文字情報98bは、図8(B)に拡大して示すよ
うに線幅0.3mmに形成されている。
【0061】上述した十字状のターゲットマーク96A
は、半田バンプ76Uから5mm離して印刷されている。
また、文字情報98bは、半田バンプ76Uから8mm離
して印刷されている。即ち、半田バンプ76Uから離し
て印刷することで、印刷の際に半田バンプ76U側へイ
ンクが飛散しないようにされている。一方、図に示す
ように文字情報98bの厚み(t2)は、30μmに形
成されている。これは、半田バンプ76Uの高さ(t
1)が100μmであるため、100μmを越えるとI
Cチップ90を載置する際に、該文字情報98bとIC
チップ90とが干渉することを避けるためである。
【0062】後述するように本実施例では、上述したタ
ーゲットマーク96A、96B、96C、バーコード9
8a、文字情報98bを印刷するための文字印刷用イン
クの粘度を50000cpsに調整することで、半田バ
ンプ76Uをインクで汚染することを避けると共に、
霞、滲みが生じることなく印刷を行っている。
【0063】引き続き、多層プリント配線板10の製造
方法について説明する。ここでは、先ず、第1実施例の
多層プリント配線板の製造方法に用いるA.無電解めっ
き用接着剤、B.層間樹脂絶縁剤、C.樹脂充填剤、
D.ソルダーレジストの原料組成物の組成について説明
する。
【0064】A.無電解めっき用接着剤調製用の原料組
成物(上層用接着剤) 〔樹脂組成物〕クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt
%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感
光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )3.15
重量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5 重量部、
NMP 3.6重量部を攪拌混合して得た。 〔樹脂組成物〕ポリエーテルスルフォン(PES)12
重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポー
ル)の平均粒径 1.0μmのものを 7.2重量部、平均粒径
0.5μmのものを3.09重量部、を混合した後、さらにN
MP30重量部を添加し、ビーズミルで攪拌混合して得
た。 〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤(四国化成製、
2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イル
ガキュア I−907 )2重量部、光増感剤(日本化薬
製、DETX-S)0.2 重量部、NMP 1.5重量部を攪拌混合
して得た。
【0065】B.層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成物
(下層用接着剤) 〔樹脂組成物〕クレゾールノボラック型エポキシ樹脂
(日本化薬製、分子量2500)の25%アクリル化物を80wt
%の濃度でDMDGに溶解させた樹脂液を35重量部、感
光性モノマー(東亜合成製、アロニックスM315 )4重
量部、消泡剤(サンノプコ製、S−65)0.5 重量部、N
MP 3.6重量部を攪拌混合して得た。 〔樹脂組成物〕ポリエーテルスルフォン(PES)12
重量部、エポキシ樹脂粒子(三洋化成製、ポリマーポー
ル)の平均粒径 0.5μmのものを 14.49重量部、を混合
した後、さらにNMP30重量部を添加し、ビーズミルで
攪拌混合して得た。 〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤(四国化成製、
2E4MZ-CN)2重量部、光開始剤(チバガイギー製、イル
ガキュア I−907 )2重量部、光増感剤(日本化薬
製、DETX-S)0.2 重量部、NMP1.5 重量部を攪拌混合
して得た。
【0066】C.樹脂充填剤調製用の原料組成物 〔樹脂組成物〕ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル製、分子量310 、YL983U)100重量部、表
面にシランカップリング剤がコーティングされた平均粒
径 1.6μmのSiO球状粒子(アドマテック製、CRS
1101−CE、ここで、最大粒子の大きさは後述する内層銅
パターンの厚み(15μm)以下とする) 170重量部、レ
ベリング剤(サンノプコ製、ペレノールS4)1.5 重量
部を攪拌混合することにより、その混合物の粘度を23±
1℃で45,000〜49,000cps に調整して得た。 〔硬化剤組成物〕イミダゾール硬化剤(四国化成製、
2E4MZ-CN)6.5 重量部。
【0067】D.ソルダーレジストの原料組成物 DMDGに溶解させた60重量%のクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂(日本化薬製)のエポキシ基50%をアク
リル化した感光性付与のオリゴマー(分子量4000)を 4
6.67g、メチルエチルケトンに溶解させた80重量%のビ
スフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル製、エピコ
ート1001)15.0g、イミダゾール硬化剤(四国化成製、
2E4MZ-CN)1.6 g、感光性モノマーである多価アクリル
モノマー(日本化薬製、R604 )3g、同じく多価アク
リルモノマー(共栄社化学製、DPE6A ) 1.5g、分散系
消泡剤(サンノプコ社製、S−65)0.71gを混合し、さ
らにこの混合物に対して光開始剤としてのベンゾフェノ
ン(関東化学製)を2g、光増感剤としてのミヒラーケ
トン(関東化学製)を 0.2g加えて、粘度を25℃で2.0P
a・sに調整したソルダーレジスト組成物を得た。な
お、粘度測定は、B型粘度計(東京計器、 DVL-B型)で
60rpmの場合はローターNo.4、6rpm の場合はローター
No.3によった。
【0068】プリント配線板の製造 (1) 厚さ1mmのガラスエポキシ樹脂またはBT(ビスマ
レイミドトリアジン)樹脂からなる基板30の両面に18
μmの銅箔32がラミネートされている銅張積層板30
Aを出発材料とした(図1の工程(A))。まず、この
銅張積層板をドリル削孔し、無電解めっき処理を施し、
パターン状にエッチングすることにより、基板の両面に
内層銅パターン34とスルーホール36を形成した(工
程(B))。
【0069】(2) 内層銅パターン34およびスルーホー
ル36を形成した基板30を水洗いし、乾燥した後、酸
化浴(黒化浴)として、NaOH(10g/l),NaClO
(40g/l), NaPO(6g/l)、還元浴とし
て、NaOH(10g/l),NaBH(6g/l)を用いた酸
化−還元処理により、内層銅パターン34およびスルー
ホール36の表面に粗化層38を設けた(工程
(C))。
【0070】(3) Cの樹脂充填剤調製用の原料組成物を
混合混練して樹脂充填剤を得た。
【0071】(4) 前記(3) で得た樹脂充填剤を、調製後
24時間以内に導体回路間あるいはスルーホール36内に
塗布、充填した。塗布方法として、スキ−ジを用いた印
刷法で行った。1回目の印刷塗布は、主にスルーホール
36内を充填して、乾燥炉内の温度100 ℃,20分間乾
燥させた。また、2回目の印刷塗布は、主に導体回路
(内層銅パターン)34の形成で生じた凹部を充填し
て、導体回路34と導体回路34との間およびスルーホ
ール36内を樹脂充填剤40で充填させたあと、前述の
乾燥条件で乾燥させた(工程(D))。
【0072】(5) 前記(4) の処理を終えた基板30の片
面を、#600 のベルト研磨紙(三共理化学製)を用いた
ベルトサンダー研磨により、内層銅パターン34の表面
やスルーホール36のランド36a表面に樹脂充填剤が
残らないように研磨し、次いで、前記ベルトサンダー研
磨による傷を取り除くためのバフ研磨を行った。このよ
うな一連の研磨を基板の他方の面についても同様に行っ
た(図2の工程(E))。次いで、100 ℃で1時間、 1
50℃で1時間、の加熱処理を行って樹脂充填剤40を硬
化した。
【0073】このようにして、スルーホール36等に充
填された樹脂充填剤40の表層部および内層導体回路3
4上面の粗化層38を除去して基板両面を平滑化し、樹
脂充填剤40と内層導体回路34の側面とが粗化層38
を介して強固に密着し、またスルーホール36の内壁面
と樹脂充填剤40とが粗化層38を介して強固に密着し
た配線基板を得た。即ち、この工程により、樹脂充填剤
40の表面と内層銅パターン34の表面が同一平面とな
る。
【0074】(6) 導体回路34を形成した基板30にア
ルカリ脱脂してソフトエッチングして、次いで、塩化パ
ラジウウムと有機酸からなる触媒溶液で処理して、Pd
触媒を付与し、この触媒を活性化した後、硫酸銅3.9
×10−2mol/l、硫酸ニッケル3.8×10−3
mol/l、クエン酸ナトリウム7.8×10−3mo
l/l、次亜りん酸ナトリウム2.3×10−1mol
/l、界面活性剤(日信化学工業製、サーフィール46
5)1.1×10−4mol/l、PH=9からなる無
電解めっき液に浸積し、浸漬1分後に、4秒当たり1回
に割合で縦、および、横振動させて、導体回路およびス
ルーホールのランドの表面にCu−Ni−Pからなる針
状合金の被覆層及び粗化層42を設けた(工程
(F))。さらに、ホウフっ化スズ0.1mol/l、
チオ尿素1.0mol/l、温度35℃、PH=1.2
の条件でCu−Sn置換反応させ、粗化層の表面に厚さ
0.3μmSn層(図示せず)を設けた。
【0075】(7) Bの層間樹脂絶縁剤調製用の原料組成
物を攪拌混合し、粘度1.5 Pa・sに調整して層間樹脂絶
縁剤(下層用)を得た。次いで、Aの無電解めっき用接
着剤調製用の原料組成物を攪拌混合し、粘度7Pa・sに
調整して無電解めっき用接着剤溶液(上層用)を得た。
【0076】(8) 前記(6) の基板30の両面に、前記
(7) で得られた粘度 1.5Pa・sの層間樹脂絶縁剤(下層
用)44を調製後24時間以内にロールコータで塗布し、
水平状態で20分間放置してから、60℃で30分の乾燥(プ
リベーク)を行い、次いで、前記(7) で得られた粘度7
Pa・sの感光性の接着剤溶液(上層用)46を調製後24
時間以内に塗布し、水平状態で20分間放置してから、60
℃で30分の乾燥(プリベーク)を行い、厚さ35μmの接
着剤層50αを形成した(工程(G))。
【0077】(9) 前記(8) で接着剤層を形成した基板3
0の両面に、85μmφの黒円51aが印刷されたフォト
マスクフィルム51を密着させ、超高圧水銀灯により 5
00mJ/cmで露光した(工程(H))。これをDMT
G溶液でスプレー現像し、さらに、当該基板を超高圧水
銀灯により3000mJ/cmで露光し、100 ℃で1時間、
120 ℃で1時間、その後 150℃で3時間の加熱処理(ポ
ストベーク)をすることにより、フォトマスクフィルム
に相当する寸法精度に優れた85μmφの開口(バイアホ
ール形成用開口)48を有する厚さ35μmの層間樹脂絶
縁層(2層構造)50を形成した(図3の工程
(I))。なお、バイアホールとなる開口48には、ス
ズめっき層(図示せず)を部分的に露出させた。
【0078】(10)開口48が形成された基板30を、ク
ロム酸に19分間浸漬し、層間樹脂絶縁層の表面に存在す
るエポキシ樹脂粒子を溶解除去することにより、当該層
間樹脂絶縁層2の表面を粗化とし、その後、中和溶液
(シプレイ社製)に浸漬してから水洗いした(工程
(J))。さらに、粗面化処理(粗化深さ6μm)した
該基板の表面に、パラジウム触媒(アトテック製)を付
与することにより、層間樹脂絶縁層50の表面およびバ
イアホール用開口48の内壁面に触媒核を付けた。
【0079】(11)以下に示す組成の無電解銅めっき水溶
液中に基板を浸漬して、粗面全体に厚さ0.6 〜1.2 μm
の無電解銅めっき膜52を形成した(工程(K))。 〔無電解めっき水溶液〕 EDTA 0.08 mol /l 硫酸銅 0.03 mol /l HCHO 0.05 mol /l NaOH 0.05 mol /l α、α’−ビピリジル 80 mg/l PEG 0.10 g/l 〔無電解めっき条件〕65℃の液温度で20分
【0080】(12)前記(11)で形成した無電解銅めっき膜
52上に市販の感光性ドライフィルムを張り付け、マス
クを載置して、100 mJ/cmで露光、0.8 %炭酸ナト
リウムで現像処理し、厚さ15μmのめっきレジスト54
を設けた(工程(L))。
【0081】(13)ついで、レジスト非形成部分に以下の
条件で電解銅めっきを施し、厚さ15μmの電解銅めっき
膜56を形成した(図4の工程(M))。 〔電解めっき水溶液〕 硫酸 2.24 mol /l 硫酸銅 0.26 mol /l 添加剤(アトテックジャパン製、カパラシドHL) 19.5 ml/l 〔電解めっき条件〕 電流密度 1 A/dm 時間 65 分 温度 22±2 ℃
【0082】(14)めっきレジスト54を5%KOH で剥離
除去した後、硫酸と過酸化水素混合液でエッチングし、
めっきレジスト下の無電解めっき膜52を溶解除去し、
無電解めっき52及び電解銅めっき膜56からなる厚さ
18μm(10〜30μm)の導体回路58及びバイア
ホール60を得た(工程(N))。
【0083】更に、70℃で80g/Lのクロム酸に3分間
浸漬して、導体回路58間の無電解めっき用接着剤層5
0の表面を1μmエッチング処理し、表面のパラジウム
触媒を除去した。
【0084】(15)(6)と同様の処理を行い、導体回路5
8及びバイアホール60の表面にCu-Ni-P からなる粗化
面62を形成し、さらにその表面にSn置換を行った(工
程(O))。
【0085】(16)(7)〜(14)の工程を繰り返すことによ
り、さらに上層の層間樹脂絶縁層160とバイアホール
160及び導体回路158を形成する。さらに、バイア
ホール160及び該導体回路158の表面に粗化層16
2を形成し、多層プリント配線板を完成する(工程
(P))。なお、この上層の導体回路を形成する工程に
おいては、Sn置換は行わなかった。
【0086】(17)そして、上述した多層プリント配線板
にはんだバンプを形成する。前記(16)で得られた基板3
0両面に、上記D.にて説明したソルダーレジスト組成
物70αを20μmの厚さで塗布した(図5の工程
(Q))。次いで、70℃で20分間、70℃で30分間の乾燥
処理を行った後、円パターン(マスクパターン)が描画
された厚さ5mmのフォトマスクフィルム(図示せず)を
密着させて載置し、1000mJ/cm の紫外線で露光し、
DMTG現像処理した。そしてさらに、80℃で1時間、 100
℃で1時間、 120℃で1時間、 150℃で3時間の条件で
加熱処理し、はんだパッド部分(バイアホールとそのラ
ンド部分を含む)の開口71(開口径 200μm)を有す
るソルダーレジスト層(厚み20μm)70を形成した
(工程(R))。
【0087】(18)その後、塩化ニッケル2.3 ×10−1
ol/l、次亜リン酸ナトリウム2.8×10−1mol/
l、クエン酸ナトリウム1.6 ×10−1mol/l、から
なるpH=4.5の無電解ニッケルめっき液に、20分間
浸漬して、開口部71に厚さ5μmのニッケルめっき層
72を形成した。さらに、その基板を、シアン化金カリ
ウム7.6 ×10−3mol/l、塩化アンモニウム1.9 ×
10−1mol/l、クエン酸ナトリウム1.2 ×10−1
ol/l、次亜リン酸ナトリウム1.7 ×10−1mol/
lからなる無電解金めっき液に80℃の条件で7.5分間
浸漬して、ニッケルめっき層72上に厚さ0.03μmの金
めっき層74を形成した(図6の工程(S))。
【0088】(19)そして、ソルダーレジスト層70の開
口部71に、半田ペーストを印刷して200℃でリフロー
することにより、半田バンプ(半田体)76U、76D
を形成した(工程(T))。
【0089】(20)ソルダーレジスト上に文字印字を行っ
た。熱硬化性樹脂の文字印字用インクの粘度は5000
0cpsで、図8(A)を参照して上述したように厚さ
30μmに、十字状のターゲットマーク96A、円状の
ターゲットマーク96B、三角のターゲットマーク96
C、バーコード98a、文字情報98bをスクリーン印
刷した。印刷は、半田バンプから5mm以上離して行っ
た。該印刷後、減圧室にてインク中の気泡を抜いてから
(脱泡処理)、インクを乾燥させ(乾燥処理)、加熱炉
中で加熱して熱硬化性樹脂からなる文字印刷用のインク
を硬化させた(硬化処理)。
【0090】その後、該多層プリント配線板10のター
ゲットマーク96Aを画像検出用カメラで光学的に読み
出し、多層プリント配線板側の半田バンプ76UとIC
チップ90のランド92とを位置合わせし、リフロする
ことで、該半田バンプ76Uとランド92とを接合させ
る(図9参照)。ここで、多層プリント配線板10への
ICチップ90の取り付けは、取り付け装置により自動
的に行うが、該取り付け装置は、多品種の多層プリント
配線板へそれぞれ対応する品種のICチップを載置す
る。この際、図8(A)中に示すバーコード98aによ
り、多層プリント配線板10の種類を自動的に識別し、
対応するICチップを取り付ける。その後、該ICチッ
プ90と多層プリント配線板10との間にアンダーフィ
ル88を充填する。なお、この実施例では、アンダーフ
ィルにて、文字情報98bを覆わないが、アンダーフィ
ルにて文字情報を覆う際には、該文字情報98b中に気
泡が残ると、該気泡を起点としてクラックが発生してI
Cチップの剥離等の原因となる。このため、本実施例の
ように文字情報中に気泡が残らないようにインクの粘度
調整を行うことが必須となる。
【0091】引き続き、ドータボードへの取り付け装置
により、該多層プリント配線板10のターゲットマーク
96B、96Cにより位置及びアライメント等を調整
し、プリント配線板の半田バンプ76Dを、ドータボー
ド94側のパッド96へ接続する。その後、該多層プリ
ント配線板10とドータボード94との間にアンダーフ
ィル88を充填する。
【0092】引き続き、本実施例の多層プリント配線板
に対する性能比較のため構成した比較例に係る多層プリ
ント配線板について説明する。 (比較例1) 比較例1の多層プリント配線板は、基本的に実施例と同
様であるが、文字印字用の粘度を25000cpsで、
ソルダーレジスト上の文字印字行った。
【0093】(比較例2)比較例2の多層プリント配線
板は、基本的に実施例と同様であるが、文字印字用の粘
度を80000cpsで、ソルダーレジスト上の文字印
字行った。
【0094】以上、実施例および比較例1,2で製造さ
れたプリント配線板について、文字印字のにじみ、かす
れの有無、文字の厚み、半田バンプへの汚染の有無、画
像認識の判定結果および、導通試験の計5項目について
評価した結果を図10中に示す。実施例では、文字印字
のにじみ、かすれはなく、厚みも適正値であり、半田バ
ンプへの汚染もなく、導通不良も起きなかった。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように本発明の多層プリン
ト配線板及びその製造方法によれば、文字印字のにじ
み、かすれはなく、また、半田バンプへの汚染による導
通不良を生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図3】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図4】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図5】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図6】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の製造工程図である。
【図7】本発明の第1実施例に係る多層プリント配線板
の断面図である。
【図8】図8(A)は、図7に示す多層プリント配線板
10の平面図であり、図8(B)は、図8(A)中の文
字情報を拡大して示す説明図である。
【図9】図7に示す多層プリント配線板にICチップを
取り付け、ドータボードに載置した状態を示す断面図で
ある。
【図10】第1実施例と、比較例1及び比較例2に係る
多層プリント配線板を試験した結果を示す図表である。
【符号の説明】
30 コア基板 34 導体回路 36 スルーホール 50 層間樹脂絶縁層 58 導体回路 60 バイアホール 70 ソルダーレジスト 71 開口部 80A、80B ビルドアップ配線層 96A、96B、96D ターゲットマーク 98a バーコード 98b 文字情報 150 層間樹脂絶縁層 158 導体回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−175288(JP,A) 特開 平7−247456(JP,A) 特開 平7−126314(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41M 1/12 H05K 1/02 H05K 3/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体回路を施した基板上に、開口部を有
    するソルダーレジスト層を形成し、前記ソルダーレジス
    層に導体回路を開口する開口部を設け、当該開口部を
    介して該導体回路に半田バンプを形成するプリント配線
    板の製造方法において前記ソルダーレジスト層 上に粘度30000〜7000
    0cpsの範囲、かつ、ガラス転移点温度が100〜1
    80℃の熱硬化性樹脂の文字印字用インクで文字印字を
    行うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記文字印字の文字は、製品認識文字、
    製造認識文字、工程認識文字の中から選ばれる少なくと
    も1つであることを特徴とする請求項1に記載のプリン
    ト配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記文字印字を、ソルダーレジスト層の
    開口部より3mm以上離れた位置に形成することを特徴と
    する請求項1または請求項2に記載のプリント配線板の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記文字印字の厚みを、10〜100μ
    mに形成することを特徴とする請求項1からのいずれ
    か1に記載のプリント配線板の製造方法。
  5. 【請求項5】 導体回路を施した基板上に、開口部を有
    するソルダーレジスト層を形成し、前記ソルダーレジス
    層に導体回路を開口する開口部を設け、当該開口部を
    介して該導体回路に半田バンプを形成し、前記ソルダー
    レジスト層上に文字印字を行なったプリント配線板にお
    いて、前記文字印字用インクの粘度を30000〜70
    000cpsの範囲で、かつ、ガラス転移点温度が10
    0〜180℃の熱硬化性樹脂で文字印字を行ったことを
    特徴とするプリント配線板。
  6. 【請求項6】 前記ソルダーレジスト上に前記熱硬化
    性樹脂で前記バーコードを印刷したことを特徴とする
    求項5に記載のプリント配線板。
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