特開 2022-91223 プリント配線板の製造方法およびプリント配線板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022091223

(43)【公開日】2022-06-21

(54)【発明の名称】プリント配線板の製造方法およびプリント配線板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/42 20060101AFI20220614BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20220614BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20220614BHJP

【ＦＩ】

H05K3/42 610C

H05K1/11 H

H05K3/46 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020203913

(22)【出願日】2020-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001542

【氏名又は名称】特許業務法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 貴秀

(72)【発明者】

【氏名】川合 悟

【テーマコード（参考）】

5E316

5E317

【Ｆターム（参考）】

5E316AA02

5E316AA12

5E316AA32

5E316AA43

5E316CC08

5E316CC32

5E316DD25

5E316DD32

5E316DD33

5E316FF01

5E316FF15

5E316GG15

5E316GG16

5E316GG17

5E316GG22

5E316HH40

5E317AA11

5E317AA24

5E317BB02

5E317BB12

5E317CC32

5E317CC33

5E317CD01

5E317CD27

5E317CD31

5E317GG20

(57)【要約】

【課題】貫通孔上に、良好な導体回路を得る。
【解決手段】絶縁基板１とその両表面に形成された第１銅箔２－１と第２銅箔２－２とからなる両面銅貼積層板３を準備し、両面銅貼積層板に貫通孔４を形成し、貫通孔の側壁に筒状のスルーホール導体５－３を形成するとともに、第１銅箔２－１上に第１めっき膜５－１と、第２銅箔２－２上に第２めっき膜５－２とを、それぞれ形成し、貫通孔に充填樹脂６を充填し、第１銅箔と第１めっき膜、第２銅箔と第２めっき膜および貫通孔から突出した充填樹脂を除去し、絶縁基板の表面と充填樹脂の表面とを面一とするとともに、スルーホール導体の両端部を、凸形状で絶縁基板と充填樹脂とを面一とした表面より貫通孔に入り込む形状とし、面一とした絶縁基板の表面および充填樹脂の表面に、第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２を形成し、第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２から絶縁基板の両表面に第１導体回路８－１および第２表面回路８－２を形成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１面上に積層されている第１銅箔と、前記２面上に積層されている第２銅箔で形成されている両面銅貼積層板を準備することと、
前記両面銅貼積層板を貫通する貫通孔を前記両面銅貼積層板に形成することと、
前記貫通孔から露出する前記絶縁基板上に筒状のスルーホール導体を形成することと、
前記第１銅箔上に第１めっき膜を形成することと、
前記第２銅箔上に第２めっき膜を形成することと、
前記スルーホール導体内に充填樹脂を充填することと、
前記第１めっき膜と前記第１銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することで、前記第１面側に前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂で形成される第１平面を形成することと、
前記第２めっき膜と前記第２銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することで、前記第２面側に前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂で形成される第２平面を形成することと、
前記第１面から露出する前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂上に第３めっき膜を形成することと、
前記第２面から露出する前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂上に第４めっき膜を形成すること、
前記第３めっき膜から第１導体回路を形成することと、
前記第４めっき膜から第２導体回路を形成することと、を含むプリント配線板の製造方法であって、
前記第１面から露出するスルーホール導体が凸形状で、前記第１面より貫通孔に入り込む形状であり、
前記第２面から露出するスルーホール導体が凸形状で、前記第２面より貫通孔に入り込む形状である。

【請求項2】

請求項１のプリント配線板の製造方法であって、前記スルーホール導体を形成することと前記第１めっき膜を形成することと前記第２めっき膜を形成することは同時に行われ、前記第３めっき膜を形成することと前記第４めっき膜を形成することは同時に行われる。

【請求項3】

請求項１または２のプリント配線板の製造方法であって、前記第１めっき膜と前記第１銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することおよび前記第２めっき膜と前記第２銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することは、研磨およびエッチングで行われる。

【請求項4】

請求項１または２のプリント配線板の製造方法であって、前記第３めっき膜から前記第１導体回路を形成することおよび前記第４めっき膜から前記第２導体回路を形成することは、サブトラクティブ工法またはセミアディティブ工法により行う。

【請求項5】

第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板を貫通するよう形成された貫通孔と、
前記貫通孔から露出する前記絶縁基板上に形成された筒状のスルーホール導体と、
前記スルーホール導体内に充填された充填樹脂と、
前記絶縁基板の前記第１面上に形成された第１導体回路と、
前記絶縁基板の前記第２面上に形成された第２導体回路と、を含むプリント配線板であって、
前記絶縁基板上の導体厚みと前記充填樹脂上の導体厚みとが同一であり、
前記絶縁基板の表面と前記充填樹脂の表面とが面一であり、
前記絶縁基板の前記第１面上には、前記第１導体回路のみが形成されており、
前記絶縁基板の前記第２面上には、前記第２導体回路のみが形成されており、
前記第１導体回路および前記第２導体回路は、前記絶縁基板の表面より深い位置で前記スルーホール導体と接触しており、
前記スルーホール導体の両端部が凸形状である。

【請求項6】

請求項５のプリント配線板であって、同一である前記絶縁基板上の導体厚みと前記充填樹脂上の導体厚みとが２０μｍ以上４０μｍ以下である。

【請求項7】

請求項５のプリント配線であって、前記絶縁基板の表面のＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。

【請求項8】

請求項５のプリント配線板であって、前記第１面から露出する前記スルーホール導体と前記第１導体回路との接触位置および前記第２面から露出する前記スルーホール導体と前記第２導体回路との接触位置は、前記絶縁基板の表面より５μｍ以上深い位置である。

【請求項9】

請求項５のプリント配線板であって、前記絶縁基板の表面のＲａと前記充填樹脂の表面のＲａとが略同一である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スルーホールを形成したプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、スルーホールを形成したプリント配線板が使用されている（例えば、特許文献１参照）。図４（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、従来のスルーホールを形成したプリント配線板の製造方法の一実施形態を示す図である。

【0003】

プリント配線板の製造は以下の工程により行われる。まず、絶縁基板５１とその両表面に形成された銅箔５２とからなる両面銅貼積層板５３にドリルで貫通孔５４を形成し、露出する絶縁基板５１上に筒状のスルーホール導体５５と、銅箔５２上にめっき膜５９とを形成する（図４（ａ））。次に、スルーホール導体５５内に充填樹脂５６を充填し、充填樹脂５６をスルーホール導体５５とめっき膜５９と面一になるように研磨する（図４（ｂ））。次に、充填樹脂５６とスルーホール導体５５とめっき膜５９とが面一となる両表面に、めっき膜５７を形成する（図４（ｃ））。さらに、めっき膜５７に対し、例えばサブトラクティブ工法を適用して、導体回路５８を形成している（図４（ｄ））。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－１６３４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した製造方法で製造したプリント配線板においては、絶縁基板５１の表面から、銅箔５２の厚さ＋スルーホール導体５５の厚さ分だけ、充填樹脂５６が突出する。そのため、図４（ｃ）の状態において、充填樹脂５６上の導体厚みが、絶縁基板５１上の導体厚みより、銅箔５２の厚さ＋スルーホール導体５５の厚さ分だけ薄くなる。この時、充填樹脂５６の突出部付近で応力が大きくなり、めっき膜５７の剥離等が生じ易くなる。充填樹脂５６上の導体厚みが薄いため、その上に形成されたビルドアップ層をレーザ加工する際、導体を貫通する恐れがある。両面銅貼積層板５３の絶縁基板５１と銅箔５２との界面の算術平均粗さＲａが大きいため、絶縁基板５１の伝送損失が大きくなり、高周波用基板として不利となる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るプリント配線板の製造方法は、第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、前記絶縁基板の前記第１面上に積層されている第１銅箔と、前記２面上に積層されている第２銅箔で形成されている両面銅貼積層板を準備することと、前記両面銅貼積層板を貫通する貫通孔を前記両面銅貼積層板に形成することと、前記貫通孔から露出する前記絶縁基板上に筒状のスルーホール導体を形成することと、前記第１銅箔上に第１めっき膜を形成することと、前記第２銅箔上に第２めっき膜を形成することと、前記スルーホール導体内に充填樹脂を充填することと、前記第１めっき膜と前記第１銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することで、前記第１面側に前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂で形成される第１平面を形成することと、前記第２めっき膜と前記第２銅箔と前記スルーホール導体の一部と前記充填樹脂の一部を除去することで、前記第２面側に前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂で形成される第２平面を形成することと、前記第１面から露出する前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂上に第３めっき膜を形成することと、前記第２面から露出する前記絶縁基板と前記スルーホール導体と前記充填樹脂上に第４めっき膜を形成すること、前記第３めっき膜から第１導体回路を形成することと、前記第４めっき膜から第２導体回路を形成することと、を含むプリント配線板の製造方法であって、前記第１面から露出するスルーホール導体が凸形状で、前記第１面より貫通孔に入り込む形状であり、前記第２面から露出するスルーホール導体が凸形状で、前記第２面より貫通孔に入り込む形状である。

【0007】

本発明に係るプリント配線板は、第１面と、前記第１面と反対側の第２面を有する絶縁基板と、前記絶縁基板を貫通するよう形成された貫通孔と、前記貫通孔から露出する前記絶縁基板上に形成された筒状のスルーホール導体と、前記スルーホール導体内に充填された充填樹脂と、前記絶縁基板の前記第１面上に形成された第１導体回路と、前記絶縁基板の前記第２面上に形成された第２導体回路と、を含むプリント配線板であって、前記絶縁基板上の導体厚みと前記充填樹脂上の導体厚みとが同一であり、前記絶縁基板の表面と前記充填樹脂の表面とが面一であり、前記絶縁基板の前記第１面上には、前記第１導体回路のみが形成されており、前記絶縁基板の前記第２面上には、前記第２導体回路のみが形成されており、前記第１導体回路および前記第２導体回路は、前記絶縁基板の表面より深い位置で前記スルーホール導体と接触しており、前記スルーホール導体の両端部が凸形状である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（ａ）～（ｅ）は、それぞれ、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を説明するための図である。

【図2】（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、第１導体回路および第２導体回路を形成するサブトラクティブ工法を説明するための図である。

【図3】（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、第１導体回路および第２導体回路を形成するセミアディティブ工法を説明するための図である。

【図4】（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、従来のプリント配線板の製造方法の一実施形態における各工程を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態が、図面を参照して説明される。なお、図１（ａ）～（ｅ）に示す例において、各部材の寸法、特に高さ方向の寸法については、本発明の特徴をより良く理解できるようにするために、実際の寸法とは異なる寸法で記載している。以下、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施形態を、図１（ａ）～（ｅ）を参照して説明する。

【0010】

まず、図１（ａ）に示すように、従来と同様の方法を用いて、絶縁基板１とその両表面に形成された第１銅箔２－１および第２銅箔２－２とからなる両面銅貼積層板３を準備し、両面銅貼積層板３に貫通孔４を形成し、第１銅箔２－１上に第１めっき膜５－１と、第２銅箔２－２上に第２めっき膜５－２と、貫通孔４から露出する絶縁基板１上に筒状のスルーホール導体５－３とを形成する。

【0011】

ここで、両面銅貼積層板３としては、市販の両面銅貼積層板（ＣＣＬ）を用いることができる。貫通孔４の形成は、両面銅貼積層板３に、従来から知られている方法、例えば、ドリル加工やレーザ（ＣＯ_２、ＵＶ－ＹＡＧ、エキシマなど）加工を施すことで行うことができる。また、貫通孔４の形成後、スルーホール導体５－３の形成前に、絶縁基板１の表面および貫通孔４の側面の貫通孔形成で発生した残渣を、例えば、過マンガン酸＋水酸化ナトリウムを用いるデスミア処理やＣＦ_４を用いたプラズマを用いるデスミア処理で除去することが好ましい。さらに、第１めっき膜５－１および第２めっき膜５－２、スルーホール導体５－３は、無電解銅めっきとその後の電解銅めっきにより形成される。

【0012】

次に、図１（ｂ）に示すように、スルーホール導体５－３内に充填樹脂６を充填する。ここで、充填樹脂６は、従来から知られているように、例えば熱硬化型のエポキシ樹脂組成物を用いることができる。また、充填樹脂６の充填は、従来から知られているように、印刷法や真空印刷法などを用いることができる。

【0013】

次に、図１（ｃ）に示すように、両面銅貼積層板３の両表面に対し、研磨およびエッチングを行うことで、第１めっき膜５－１と第１銅箔２－１、第２めっき膜５－２と第２銅箔２－２、スルーホール導体５－３の一部、および、充填樹脂６の一部を除去する。研磨およびその後のエッチングにより、絶縁基板１の表面と充填樹脂６の表面とが面一となる。同時に、貫通孔４の側壁のスルーホール導体５－３の両端部が、凸形状で絶縁基板１と充填樹脂６とを面一とした表面より貫通孔４に入り込む形状となる。

【0014】

ここで、両面銅貼積層板３の両表面の研磨方法としては、従来から知られているように、バフ研磨、ベルト研磨、平面研磨などの方法を用いることができ、製品の仕様により研磨方法を使い分ける。また、研磨後の絶縁基板１の両表面およびスルーホール導体５－３の両端部のエッチングは、従来から知られているように、エッチング液を用いるいずれのエッチング処理をも用いることができる。このとき、エッチング後、絶縁基板１の表面のＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。

【0015】

次に、図１（ｄ）に示すように、絶縁基板１の表面と充填樹脂６の表面とを面一とした両表面、および、両端部が凸形状のスルーホール導体５－３に、第３のめっき膜７－１および第４めっき膜７－２を形成する。第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２は、スルーホール導体５－３の形成と同様に、無電解銅めっきとその後の電解銅めっきにより形成することができる。このとき、同一である絶縁基板１上の導体（第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２）の厚みと充填樹脂６上の導体（第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２）の厚みとが２０μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。

【0016】

最後に、図１（ｅ）に示すように、第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２を加工して、絶縁基板１の表面に第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する。第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２から第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成するには、従来から知られているサブトラクティブ工法またはセミアディティブ工法を用いることができる。このとき、スルーホール導体５－３の両端部と第１導体回路８－１および第２導体回路８－２との接触位置は、絶縁基板１の表面より５μｍ以上深い位置であることが好ましい。

【0017】

以下、第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２から第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する際使用する加工方法として、サブトラクティブ工法およびセミアディティブ工法を、それぞれ、図２（ａ）～（ｄ）および図３（ａ）～（ｄ）を参照して説明する。図２（ａ）～（ｄ）および図３（ａ）～（ｃ）に示す例において、図１（ａ）～（ｅ）に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0018】

図２（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、サブトラクティブ工法に従って第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する一実施形態の工程を示す図である。まず、図２（ａ）に示す第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２を形成した状態の両面銅貼積層板３（図１（ｄ）に対応）に対し、図２（ｂ）に示すように、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成すべき位置にレジスト９を形成する。その後、レジスト９を形成した両面銅貼積層板３に対しエッチングを行い、図２（ｃ）に示すように、レジスト９以外の第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２を除去して、絶縁基板１を露出させる。最後に、レジスト９を除去して、図２（ｄ）に示すように、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する。なお、レジスト９の形成、エッチング、レジスト９の除去は、いずれも公知の方法をとることができる。

【0019】

図３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、セミアディティブ工法に従って第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する一実施形態の工程を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、図１（ｃ）に示す状態の絶縁基板１の表面上において、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成しない位置にレジスト９を形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト９の存在しない絶縁基板１上に第３めっき膜７－１および第４めっき膜７－２を形成する。最後に、レジスト９を除去して、図３（ｃ）に示すように、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を形成する。本例においても、レジスト９の形成、エッチング、レジスト９の除去は、いずれも公知の方法をとることができる。セミアディディブ工法は、サブトラクティブ工法と比較して、狭ピッチの導体パターンの形成に向いている。

【0020】

次に、図１（ｅ）を参照して、本発明に係る製造方法に従って製造したプリント配線板の一実施形態を説明する。

【0021】

図１（ｅ）に示す実施形態において、絶縁基板１上の第１導体回路８－１および第２導体回路８－２の厚みと充填樹脂６上の第１導体回路８－１および第２導体回路８－２の厚みとが同一となり、好ましくは導体厚みが２０μｍ以上４０μｍ以下である。絶縁基板１の表面と充填樹脂６の表面とが面一となる。絶縁基板１の表面の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。絶縁基板１の表面のＲａと充填樹脂６の表面のＲａとが略同一である。絶縁基板１の第１面上には、第１銅箔２－１および第１銅箔２－１上の第１めっき膜５－１が存在せず、第１導体回路８－１のみが形成されている。絶縁基板１の第２面上には、第２銅箔２－２および第２銅箔２－２上の第２めっき膜５－２が存在せず、第２導体回路８－２のみが形成されている。第１導体回路８－１および第２導体回路８－２は、絶縁基板１の表面より深い位置でスルーホール導体５－３と接触しており、スルーホール導体５－３の両端部が凸形状である。好ましくは、絶縁基板１の第１面から露出するスルーホール導体５－３と第１導体回路８－１との接触位置、および、絶縁基板１の第２面から露出するスルーホール導体５－３と第２導体回路８－２との接触位置は、絶縁基板１の第１表面および第２表面よりそれぞれ５μｍ以上深い位置である。

【0022】

図１（ｅ）に示す本発明のプリント配線板によれば、絶縁基板１上の第１導体回路８－１および第２導体回路８－２の厚みと充填樹脂６上の第１導体回路８－１および第２導体回路８－２の厚みとが同一となるため、充填樹脂６が絶縁基板１より突出することはなく、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２にかかる応力を均一にすることができる。また、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２の厚みを、好ましくは２０μｍ以上４０μｍ以下と厚くできるため、上層をレーザ加工しても第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を貫通する恐れを少なくすることができる。

【0023】

また、絶縁基板１および充填樹脂６の表面を研磨およびエッチングしているため、表面を好ましくはＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下と小さくすることができ、伝送損失を小さくでき、高周波用のプリント配線板として有利となる。さらに、スルーホール導体５－３の両端部が、凸形状であるとともにスルーホール内に、好ましくは表面より５μｍ以上深い位置まで入り込む構造であるため、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２が絶縁基板１および充填樹脂６から剥がれにくくなり、第１導体回路８－１および第２導体回路８－２を強固に形成することができる。

【符号の説明】

【0024】

１ 絶縁基板
２－１ 第１銅箔
２－２ 第２銅箔
３ 両面銅貼積層板
４ 貫通孔
５－１ 第１めっき膜
５－２ 第２めっき膜
５－３ スルーホール導体
６ 充填樹脂
７－１ 第３めっき膜
７－２ 第４めっき膜
８－１ 第１導体回路
８－２ 第２導体回路
９ レジスト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】