JP2004207568A

JP2004207568A - 多層プリント配線板およびその製造方法

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Publication number: JP2004207568A
Application number: JP2002376159A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Harada; 博司原田; Kazuhito Sakurada; 一仁櫻田
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】貫通バイアホールの影響による伝送信号ロスを抑制すると共に、貫通バイアホールによる配線障害をなくして配線密度を高めた多層プリント配線板と、この多層プリント配線板を低コストで製作することのできる製造方法を提供すること。
【解決手段】分断箇所にフッ素樹脂絶縁板２３が露出した上部バイアホール２８aと下部バイアホール２８bとからなるセパレートバイアホール２８を備えているので、上記露出したフッ素樹脂絶縁板２３には無電解めっき用触媒が付着しないので、簡単な構成でセパレートバイアホールを２８形成することができ、セパレートバイアホール２８の上部または下部バイアホール２８ａ、２８ｂのそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層プリント配線板の製造方法に係り、特にスルーホールあるいは貫通バイアホールによる伝送信号ロスを抑制し得ると共に、配線密度を向上させることができる多層プリント配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータや通信ネットワークの高性能化、高機能化に伴い、ＣＳＰやＢＧＡなどのパッケージが高密度化され、これらのパッケージを実装する多層プリント配線板も高密度化が要求されている。多層プリント配線板において高密度実装を可能にするには、配線層の高多層化と配線間の狭ピッチ化によるが、多層化に積層工法を用いた場合には、各層の配線を接続するために機械ドリルによる貫通バイアホールを形成している。しかし、この方法では層間接続が不要な層にまで貫通バイアホールが形成されてしまうため、配線の障害になる。
【０００３】
このような問題点を解決する方法として、レーザまたはドリルによって多層板にブラインド・バイアホールを片面ずつ穿設し、その内壁に無電解めっきで導体層を形成することも行われているが、片面ずつ穴を穿設するために非能率的であった。
【０００４】
このような問題点を解決し、貫通バイアホールおよびブラインド・バイアホール機能を備えたバイアホールを同一製造工程で同時に形成することができて、生産性および配線収容性が著しく向上した高密度多層印刷配線が可能な多層プリント配線板が提案されている。この多層プリント配線板は第３図に示すごとく、無電解銅めっきに対して触媒となる金属パラジューム等を均一に分散含有した触媒有り多層板１、２および触媒有りプリプレグ層３ａ、３ｂが、触媒無し絶縁板４により上下に分離され、バイアホールとなる貫通孔６内にリング状に分離した導体層８ａ、８ｂを有するものである。
【０００５】
そしてこの多層プリント配線板は次のように製作される。まず、表裏両面に公知の印刷、エッチング法により所望する回路パターン１ａ、１ｂおよび２ａ、２ｂが形成され無電解銅めっきに対して触媒となる金属パラジューム等を均一に分散含有した触媒有り多層板１および２を最も外側に配し、その内側に触媒有りプリプレグ層３ａ、３ｂを配し、さらにその内側に多層板の部品挿入用の孔５が穿設されるべき位置に孔５の直径より大きい同心円にくり抜いた孔４ａを設けた触媒無し絶縁板４を組合わせ、加熱・加圧して一体化形成される。
【０００６】
次に、部品挿入用のスルーホール５および内層接続するバイアホール６をドリルにより穿設し、全面に無電解銅めっきを施すことによって、露出した導体層上並びにスルーホール５およびバイアホール６の内壁に銅めっき導体層７および８が形成され、特にバイアホール６では触媒無し絶縁板４により銅めっき導体層８が１−２層を接続する導体層８ａと、３−４層を接続する導体層８ｂに離間した多層板が得られる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特公平５−４２１５７号公報（第２−３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一方、貫通バイアホールによる各層の配線接続では、図４に示すごとく多層板１１の内層に形成された配線パターン１２を介して貫通バイアホール１３から貫通バイアホール１４に図中矢印の如く高周波信号を伝送させると、この伝送回路を構成しない貫通バイアホールの部分即ち貫通バイアホール１３の下方部分１３ｂおよび貫通バイアホール１４の上方部分１４ａが電気容量を持つため、伝送ロスが生じるという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、貫通バイアホールの影響による伝送信号ロスを抑制すると共に、貫通バイアホールによる配線障害をなくして配線密度を高めた多層プリント配線板と、この多層プリント配線板を低コストで製作することのでき製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明になる多層プリント配線板は請求項１に示すように、軸方向の所定位置において導体層が上部導体層と下部導体層に分断されたセパレートバイアホールを有し、この分断箇所にフッ素樹脂絶縁板が露出していることを特徴としている。
請求項１によれば、上記露出したフッ素樹脂絶縁板には無電解めっき用触媒が付着しないので、簡単な構成で形成されたセパレートバイアホールの上部または下部導体層のそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
【００１０】
また、請求項２に示す多層プリント配線板は、上記セパレートバイアホールと異なる位置で分断されたセパレートバイアホールを更に設け、前記一方のセパレートバイアホールの上部または下部導体層と前記他方のセパレートバイアホールの下部または上部導体層とを電気的に接続する配線パターンとを備えたことを特徴としている。
請求項２によれば、一対のセパレートバイアホールの伝送路を形成する上部または下部導体層以外の下部または上部導体層とは接続されていないため、電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した上部または下部導体層のそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
【００１１】
本発明になる多層プリント配線板の製造方法は請求項３に示すように、フッ素樹脂絶縁板のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設し、このフッ素樹脂絶縁板の両面にプリプレグを介して少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面を対向させて配置し、これらを加熱下で加圧して前記フッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させて積層し積層体を得る工程と、この積層体の少なくとも前記フッ素樹脂絶縁板の穴内および該フッ素樹脂絶縁板の所定箇所を貫通する貫通孔を穿設する工程と、これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を付着させて無電解めっきを行なう工程と、前記無電解めっき上に電気めっきを行なう工程とを有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３によれば、セパレートバイアホールの無電解めっき時に付与する触媒がフッ素樹脂絶縁板の壁面に付着することが無く、無電解めっき用触媒を含有しない一般的な積層材を用いて、多層板を導電層が連続して貫通する貫通バイアホールと、導電層が途中で分断されたセパレートバイアホールを、同一製造工程で形成することができ、この種の多層プリント配線板を低コストで製作することができる。
【００１３】
本発明になる他の多層プリント配線板の製造方法は請求項４に示すように、少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面を対向させて配置し、これらのプリント配線板間に所定のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設した第１のフッ素樹脂絶縁板と、前記第１のフッ素樹脂絶縁板の穴に対応する領域外の所定のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設した第２のフッ素樹脂絶縁板を対向させて配置し、前記第１のフッ素樹脂絶縁板と前記第２のフッ素樹脂絶縁板間に前記第１のフッ素樹脂絶縁板の穴領域と前記第２のフッ素樹脂絶縁板の穴領域間に延在する導体パターンを形成したプリント配線板を配置し、これらのプリント配線板および前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板間にプリプレグをそれぞれ配置してこれらを加熱下で加圧して前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させて積層した積層体を得る工程と、この積層体の前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板の穴内を各々通り該積層体を貫通する第１および第２の貫通孔を穿設する工程と、これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を付着させて無電解めっきを行なう工程と、前記無電解めっき上に電気めっきを行ない前記第１および第２の貫通孔内に前記第１のフッ素樹脂絶縁板と前記第２のフッ素樹脂絶縁板の露出壁によって分断された第１および第２のセパレートスルーホールを得る工程とを有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４によれば、セパレートバイアホールの無電解めっき時に付与する触媒がフッ素樹脂絶縁板の壁面に付着することが無いので、この壁面部分には無電解めっきがされずバイアホールのめっきが分断された、セパレートバイアホールが得られる。一対のセパレートバイアホールの伝送路を形成する上部または下部導体層以外の下部または上部導体層とは接続されていないため、電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した上部または下部導体層のそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明に係る多層プリント配線板およびこの多層プリント配線板の製造方法の実施形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は本発明になる多層プリント配線板の一実施形態を示す断面図である。図中２１および２２は外面に所定の導体パターンを有するプリント配線板であり、２３は貫通バイアホールを設ける領域に該貫通バイアホールよりも大径の穴２４を穿設した４フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂絶縁板であり、プリント配線板２１、２２とフッ素樹脂絶縁板２３はプリプレグ２５にて接着されている。２６はフッ素樹脂絶縁板２３を貫通する貫通孔、２７はフッ素樹脂絶縁板２３の穴２４内を貫通する貫通孔であって、貫通孔２６内にはフッ素樹脂絶縁板２３を挟んで上下に分断された導体層２８a、２８bを有するセパレートバイアホール２８が形成され、貫通孔２７内には連続した導体層を有する貫通バイアホール２９が形成されている。
【００１６】
このような構造を有する多層プリント配線板の製造方法について説明する。まず、フッ素樹脂絶縁板２３の貫通バイアホールホール２９を形成する領域に該バイアホール２９の径よりも大径の穴２４を穿設し、このフッ素樹脂絶縁板２３の両面にプリプレグ２５（２５aおよび２５b）を介して、少なくとも外面に所定のパターン３０a、３０bを形成したプリント配線板２１および少なくとも外面に所定のパターン３１a、３１bを形成したプリント配線板２２の夫々の他方の面を対向させて配置し、これらを加熱下で加圧して前記フッ素樹脂絶縁板２３の穴２４にプリプレグ２５を充填させて積層する。
【００１７】
その後、この積層体２０のパターン３０aと３１aおよびパターン３０bと３１bをそれぞれ貫通する貫通孔２６および２７を穿設し、これらの貫通孔２６、２７内にパラジューム等の無電解めっき用触媒を付与する。このとき無電解めっき用触媒はプリント配線板２１、２２およびプリプレグ２５には付着するが、フッ素樹脂絶縁板２３は摩擦係数が非常に低いために触媒が付着しない。従って貫通孔２６、２７内に無電解めっき用触媒を付与して無電解めっきを行い、更にこの無電解めっき上に電気めっきを行なうと、貫通孔２７内には連続しためっき被膜を有する貫通バイアホール２９が得られ、貫通孔２６内にはフッ素樹脂絶縁板２３の露出壁面で分断されためっき被膜２８a、２８bからなるセパレートバイアホール２８が得られる。
【００１８】
本実施の形態によれば、無電解めっき用触媒を含有しない例えばＦＲ−４等の一般的な積層材を用いて、多層板を導電層が連続して貫通する貫通バイアホール２９と、導電層が途中で分断されたセパレートバイアホール２８を、同一製造工程で形成することができ、この種の多層プリント配線板を低コストで製作することができる。
【００１９】
次に本発明の第２の実施形態に付いて図２を用いて説明する。図２は本発明になる多層プリント配線板を示す断面図である。なお図１と同一もしくは同等部分には同一参照番号を付して詳細な説明を省略する。
図２において、４１および４２は両面に所定の導体パターンを有するプリント配線板であり、４３は所定の貫通バイアホールを設ける領域に該貫通バイアホールよりも大径の穴４４を穿設した第１のフッ素樹脂絶縁板、４６は第１のフッ素樹脂絶縁板４３の穴４４に対応する領域外の所定の貫通バイアホール形成領域に該貫通バイアホールよりも大径の穴４７を穿設した第２のフッ素樹脂絶縁板である。
【００２０】
５１は前記第１のフッ素樹脂絶縁板４３と前記第２のフッ素樹脂絶縁板４６間に第１のフッ素樹脂絶縁板４３の穴４４の領域と第２のフッ素樹脂絶縁板４６の穴４７の領域間に延在する導体パターン５２を形成したプリント配線板であり、これらのプリント配線板４１、４２、５１およびフッ素樹脂絶縁板４３、４６がこれらの間に介在させたプリプレグ５３〜５６で接着され、第１のフッ素樹脂絶縁板４３の穴４４内を貫通し第２のフッ素樹脂絶縁板４６の露出壁面４８で分断されたセパレートバイアホール５７および第２のフッ素樹脂絶縁板４６の穴４７内を貫通し第１のフッ素樹脂絶縁板４３の露出壁面４５で分断されたセパレートバイアホール５８を備えている。
【００２１】
本発明の第２の実施形態における多層プリント配線板は、軸方向の互いに異なる所定位置において導体層が上部導体層と下部導体層に分断された一対のセパレートバイアホール５７、５８と、このセパレートバイアホール５７の上部バイアホール５７aと他方のセパレートバイアホール５８の下部バイアホール５８bとを配線パターン５２で電気的に接続したので、セパレートバイアホール５７、５８の伝送路を形成する上部バイアホール５７aおよび下部バイアホール５８b以外の下部バイアホール５７bおよび上部バイアホール５８aは電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した下部バイアホール５７bおよび上部バイアホール５８aのそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
【００２２】
このような構造を有する多層プリント配線板の製造方法について説明する。まず、両面に所定の回路パターン４１aおよび４１bを形成した両面プリント配線板４１、同様に両面に所定の回路パターン４２aおよび４２bを形成した両面プリント配線板４２およびセパレートバイアホール５７と５８を電気的に接続するための配線パターン５２を形成したプリント配線板５１を製作すると共に、セパレートバイアホール５７を設ける領域に該セパレートバイアホール５７よりも大径の穴４４を穿設した第１のフッ素樹脂絶縁板４３および第１のフッ素樹脂絶縁板４３の穴４４に対応する領域外の所定のセパレートバイアホール５８の形成領域に該セパレートバイアホール５８よりも大径の穴４７を穿設した第２のフッ素樹脂絶縁板４６を準備する。
【００２３】
そしてこれらのプリント配線板４１、４２、５１および第1および第２フッ素樹脂絶縁板４３、４６間にプリプレグ５３〜５６をそれぞれ配置して、これらを加熱下で加圧して前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板４３，４６の穴４４、４７にプリプレグを充填させて積層する。次いで、この積層体６０のパターン４１a、５２、４２bおよび４２aをそれぞれ貫通する貫通孔６１およびパターン４１a、４１b、５２、および４２aをそれぞれ貫通する貫通孔６２をドリル等で穿設し、これらの貫通孔６１、６２内にパラジューム等の無電解めっき用触媒を付与する。
【００２４】
このとき無電解めっき用触媒はプリント配線板４１、４２および５２並びにプリプレグ５３〜５６には付着するが、フッ素樹脂絶縁板４３、４６には付着しない。従って貫通孔６１、６２内に無電解めっき用触媒を付与して無電解めっきを行い、更にこの無電解めっき上に電気めっきを行なうと、貫通孔６１内にはフッ素樹脂絶縁板４６の露出壁面４８で分断されためっき被膜５７aと５７bからなるセパレートバイアホール５７が得られ、貫通孔６２内にはフッ素樹脂絶縁板４３の露出壁面４５で分断されためっき被膜４１aと４１bからなるセパレートバイアホール５８が得られる。
【００２５】
この多層プリント配線板の製造方法によれば、貫通孔６１および６２の無電解めっき時に付与する触媒がフッ素樹脂絶縁板の壁面４５および４８に付着することが無いので、これらの壁面部分には無電解めっきがされず貫通孔６１および６２内のめっきが分断された、セパレートバイアホール５７，５８が得られる。一対のセパレートバイアホール５７、５８の伝送路を形成する上部または下部バイアホール以外の下部または上部バイアホールは接続されていないため、電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した上部または下部バイアホールのそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる。
本実施の形態によれば、無電解めっき用触媒を含有しない一般的な積層材を用いて、多層板を導電層が連続して貫通する貫通バイアホールと、導電層が途中で分断されたセパレートバイアホールを、同一製造工程で形成することができ、この種の多層プリント配線板を低コストで製作することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明に係る多層プリント配線板は、分断箇所にフッ素樹脂絶縁板が露出した上部バイアホールと下部バイアホールとからなるセパレートバイアホールを備えているので、上記露出したフッ素樹脂絶縁板には無電解めっき用触媒が付着しないので、簡単な構成でセパレートバイアホールを形成することができ、セパレートバイアホールの上部または下部バイアホールのそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる（請求項１）。
【００２７】
また、上記のセパレートバイアホールと異なる位置で分断されたセパレートバイアホールを更に設け、互いの上部と下部バイアホールまたは下部と上部バイアホールを配線パターンで接続したので、伝送路を形成しない上部または下部バイアホールは電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した上部または下部バイアホールのそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる（請求項２）。
【００２８】
また、本発明になる多層プリント配線板の製造方法は、貫通バイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設したフッ素樹脂絶縁板の両面にプリプレグを介して少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面を対向させて配置し、これらを積層してフッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させ、フッ素樹脂絶縁板の上記穴内とフッ素樹脂絶縁板を貫通する貫通孔をそれぞれ穿設して、これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を被着させて無電解めっきおよび電解めっきを行なうので、無電解めっき用触媒がフッ素樹脂絶縁板の壁面に付着することが無く、無電解めっき用触媒を含有しない一般的な積層材を用いて、貫通バイアホールとセパレートバイアホールを同一製造工程で同時に形成することができ、この種の多層プリント配線板を低コストで製作することができる（請求項３）。
【００２９】
更に、少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面間に、互いに異なるセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設した第１および第２フッ素樹脂絶縁板と、この両絶縁板間に配置した上記絶縁板の穴領域間に延在する導体パターンを形成したプリント配線板を配置し、これらをプリプレグを介在させて積層してそれぞれのフッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させ、フッ素樹脂絶縁板の上記穴内を貫通する貫通孔をそれぞれ穿設して、これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を被着させて無電解めっきおよび電解めっきを行なうので、一対のセパレートバイアホールの伝送路を形成する上部または下部導体層以外の下部または上部導体層とは接続されないため、電気容量を持たず、伝送路に高周波信号を印加した際に伝送ロスが生じない。また、分断した上部または下部導体層のそれぞれで異なる信号を伝送することができ、配線密度を高めることができる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の１実施の形態であるセパレートバイアホールを有する多層プリント配線板を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の他の実施の形態であるセパレートバイアホールを有する多層プリント配線板を示す断面図である。
【図３】図３は従来のセパレートバイアホールを有する多層プリント配線板を示す断面図である。
【図４】図４は従来の貫通バイアホールによる信号伝送路を有する多層プリント配線板を示す断面図である。
【符号の説明】
２１、２２、４１、４２、５１プリント配線板
２３、４３、４６フッ素樹脂絶縁板
２４、４４、４７穴
２５、５３、５４、５５、５６プリプレグ
２６、２７、６１、６２貫通孔
２８、５７、５８セパレートバイアホール
２９貫通バイアホール

Claims

軸方向の所定位置において導体層が上部導体層と下部導体層に分断されたセパレートバイアホールを有し、この分断箇所にフッ素樹脂絶縁板が露出していることを特徴とする多層プリント配線板。
請求項１記載の多層プリント配線板において、前記セパレートバイアホールの分断箇所と異なる位置で分断されたセパレートバイアホールを更に設け、前記一方のセパレートバイアホールの上部または下部導体層と前記他方のセパレートバイアホールの下部または上部導体層とを電気的に接続する配線パターンとを備えたことを特徴とする多層プリント配線板。
フッ素樹脂絶縁板のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設し、このフッ素樹脂絶縁板の両面にプリプレグを介して少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面を対向させて配置し、これらを加熱下で加圧して前記フッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させて積層し積層体を得る工程と、
この積層体の少なくとも前記フッ素樹脂絶縁板の穴内および該フッ素樹脂絶縁板の所定箇所を貫通する貫通孔を穿設する工程と、
これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を付着させて無電解めっきを行なう工程と、
前記無電解めっき上に電気めっきを行なう工程とを有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
少なくとも一方の面に所定のパターンを形成した一対のプリント配線板の他方の面を対向させて配置し、これらのプリント配線板間に所定のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設した第１のフッ素樹脂絶縁板と、前記第１のフッ素樹脂絶縁板の穴に対応する領域外の所定のセパレートバイアホール形成領域に該バイアホール径よりも大径の穴を穿設した第２のフッ素樹脂絶縁板を対向させて配置し、前記第１のフッ素樹脂絶縁板と前記第２のフッ素樹脂絶縁板間に前記第１のフッ素樹脂絶縁板の穴領域と前記第２のフッ素樹脂絶縁板の穴領域間に延在する導体パターンを形成したプリント配線板を配置し、これらのプリント配線板および前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板間にプリプレグをそれぞれ配置してこれらを加熱下で加圧して前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板の穴にプリプレグを充填させて積層した積層体を得る工程と、
この積層体の前記第１および第２のフッ素樹脂絶縁板の穴内を各々通り該積層体を貫通する第１および第２の貫通孔を穿設する工程と、
これらの貫通孔内に無電解めっき用触媒を付着させて無電解めっきを行なう工程と、
前記無電解めっき上に電気めっきを行ない前記第１および第２の貫通孔内に前記第１のフッ素樹脂絶縁板と前記第２のフッ素樹脂絶縁板の露出壁によって分断された第１および第２のセパレートバイアホールを得る工程とを有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。