JP2014154577A - プリント配線板の認識マークおよびプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、導電性ペーストを充填されたインナーバイアホールと導体回路との位置ズレ量が低減可能であるプリント配線板を実現し、プリント配線板の製造工程の歩留まりを向上させるプリント配線板の露光用アライメントマークおよびプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】プリプレグシート１に加工した貫通孔に導電性ペースト７を充填してなる露光アライメントのための位置認識用インナーバイアホール６を形成し、プリプレグシート１の外側に粗化処理済銅箔８を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成し、加熱加圧された導電性ペーストを充填してなる露光アライメント位置認識用インナーバイアホール６を基準に位置合わせして導体回路を形成する工程にて、粗化処理された銅箔８の表面光沢違いを有した位置認識用マーク１８を位置認識として使用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器等に使用されるプリント配線板の認識マークおよびプリント配線板の製造方法に関するものである。

近年の電子機器製品は多機能かつ、軽薄短小化へと進んでいる。プリント配線板に実装される電子部品の表面実装化に伴い、プリント配線板においても高密度な配線を形成する技術が要求される。従来、プリント配線板の層間接続には超硬ドリルを用いたＮＣ制御加工によって貫通穴を設け、その穴壁面に銅めっきを施すことで層間の接続を実現する貫通スルーホール法により行われていた。しかし、プリント配線板の回路構成が高密度になるにつれて、層間接続を必要とされる任意の層にのみ層間接続ができるようにインナーバイアホールを設け、その穴壁面に銅めっきしたりインナーバイアホールに導電性ペーストを充填したりするインナーバイアホール法により層間接続を行い、高密度な回路構成を実現している。

以下に従来の層間接続に導電性ペーストを用いた４層プリント配線板の製造方法について説明する。

図４は従来のプリント配線板の製造方法を示す工程断面図であり、図５は従来のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図である。

（１）まず図４（ａ）に示すように、基材に樹脂を含浸した所定サイズのプリプレグ３０にレーザー加工等の方法によって必要な位置に穴加工を行い、導電性ペーストを充填したインナーバイアホール３１とＸ線認識用インナーバイアホール３２、３３を形成した層間絶縁用接着シート４０を形成し、準備する。

（２）次に図４（ｂ）に示すように、層間絶縁用接着シート４０の両側に銅箔３４を積層し、熱プレス機によって加熱加圧し、銅箔３４と層間絶縁用接着シート４０とを接着し、両面の銅張積層板を形成する。

（３）次に図４（ｃ）に示すように、両面銅張積層板のＸ線認識用インナーバイアホール３２の形成領域より広い範囲でＸ線認識装置を備えた穴加工機でアライメント穴３５を加工する。なお、Ｘ線認識用インナーバイアホール３２とアライメント穴３５の形成領域の関係は図５に示す通りであり、アライメント穴３５を点線で示す。

その後、この両面銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５を基準に、インナーバイアホール３１に露光用マスクフィルムまたは直接描画法による露光機における内層導体回路形成の位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、内層導体回路３６及び位置決めパターン３７を形成して図４（ｄ）に示すような内層基板４１を準備する。

（４）次に図４（ｅ）に示すように、（１）で形成した層間絶縁用接着シート４０と同様の方法でインナーバイアホール３１と端部の所定位置にレーザー加工等の方法によって穴加工を行い、位置決め穴３９を形成した層間絶縁用接着シート４０ａを２枚準備する。

（５）次に図４（ｆ）に示すように、内層基板４１の位置決めパターン３７と層間絶縁用接着シート４０ａの位置決め穴３９を基準マークとしてＣＣＤカメラ等の認識及び位置合わせのアライメント方式により位置決めを行い、内層基板４１の外層両側に層間絶縁用接着シート４０ａを配置し、さらにその両外側に銅箔３４を載置カシメにより仮止めする。それを熱圧着等の方法で仮圧着を行った後、熱プレス機によって加熱加圧して内層導体回路３６を有する４層の銅張積層板を形成する。

（６）次に、層間絶縁用接着シート４０ａに形成されたＸ線認識用インナーバイアホール３３の位置にＸ線穴加工機で図４（ｇ）に示すようなアライメント穴３５ａを加工形成する。

（７）この４層の銅張積層板上に感光性エッチングレジストを形成し、上記のアライメント穴３５ａを基準に露光用マスクフィルムの位置決めを行い、露光・現像にてエッチングレジストを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、外層導体回路３７ａを形成し、図４（ｈ）に示すような４層のプリント配線板を形成し、ソルダレジストや部品配置図及び外形加工を施しプリント配線板を完成する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１、２が知られている。

特開２０００−２３２２６７号公報 特開２００１−２２０９８号公報

しかしながら、従来実施されている露光工程における上記アライメント方式では、Ｘ線穴加工機による露光認識穴３５の形成が必要である。ワーク内に存在するＸ線穴加工機による露光認識穴３５の寸法を測定し、その結果を露光工程に用いるフィルムマスクへ反映させている。この際、課題となるのがインナーバイアホール３１とフィルムマスクとの位置合わせ精度である。位置合わせ精度へ影響を与える要因は、Ｘ線穴加工機のＸ線認識、穴加工機の加工位置、加工形状が挙げられ、この影響を極力抑える必要がある。影響が大きくなると、基板間のずれ量やゆがみの影響を補正吸収できず、図４（ａ）の層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６との合わせ精度が低くなるという問題点を有している。

また内層基板４１の１ワーク毎にアライメントを取ることで、層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６および外層導体回路３７ａとの高い合致精度を実現する直接描画法による露光方式において、従来のプリント配線板ではインナーバイアホール３１が導体下に隠れているため、画像認識による露光アライメントが不可能、もしくはＸ線認識用インナーバイアホール３３を露出させるために事前のプリエッチング等の加工が必要であったため、工程が複雑となっていることも課題となっている。

さらに、上記従来のアライメントの方式ではＸ線穴加工機による露光アライメント穴３５の形成が必要であるため、Ｘ線認識用インナーバイアホール３２に対してＸ線穴加工を行う際に穴加工ずれ、穴加工仕上がり形状のばらつきが生じ、その結果層間絶縁用接着シート４０内に加工されたインナーバイアホール３１と内層導体回路３６または外層導体回路３７ａとの合わせ精度が低くなるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、導電性ペーストを充填されたインナーバイアホールと導体回路との位置ズレ量が低減可能であるプリント配線板を実現し、プリント配線板の製造工程の歩留まりを向上させるプリント配線板の露光用アライメントマークおよびプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のプリント配線板の認識マークは、貫通孔に導電性ペーストを充填したプリプレグの少なくとも一方の面に銅箔を配置し、加熱加圧することによって得られるプリント配線板の認識マークであって、前記導電性ペーストが充填された前記貫通孔の直上部分とそれ以外の部分の前記銅箔表面の光沢違いにより構成されたことを特徴とするプリント配線板の認識マークであるので、導電性ペーストが充填されたインナーバイアホールと形成したい導体回路との位置合わせを行う際にこの認識マークを用いて導体回路形成を行う。

また本発明のプリント配線板の認識マークおよびプリント配線板の製造方法は、プリプレグに貫通孔及び認識マーク用貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔及び認識マーク用貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記プリプレグの少なくとも一方の面に銅箔を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成すると共に、前記認識マーク用貫通孔の直上部分とそれ以外の部分の銅箔表面の光沢違いにより構成された認識マークを形成する工程と前記認識マークを基準に位置合わせすることにより前記銅張積層板に対して導体回路を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法で、複雑な工程を削減することを可能にするものである。

本発明のプリント配線板の認識マークにより、直接描画露光装置を使用すると、基板毎に認識マークを基準に位置合わせすることが可能になるので、導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと導体回路との位置ズレ量を低減し、基板間・生産ロット間の寸法のばらつきを解消することによりプリント配線板の製造工程における歩留まりとプリント配線板の品質を向上させることができる。

また本発明の製造方法によって、露光ガイド穴加工を行う必要がなくなり、直接描画法による露光アライメントの際に、プリエッチング等により位置認識用インナーバイアホールの露出を行う必要もなくなるため、製造工程を簡略化できる。

さらに、Ｘ線穴加工機による露光認識穴の形成が必要で、ワーク内に存在するＸ線穴加工機による露光認識穴の寸法を測定し、その結果を露光工程に用いるフィルムマスクへ反映させている従来に比べ、インナーバイアホールとの位置合わせ精度へ影響を与える要因の、Ｘ線穴加工機のＸ線認識、穴加工機の加工位置、加工形状の影響を排除することができ、位置合わせ精度が向上する。

つまり、銅箔表面の光沢違いを直接認識するため、インナーバイアホールに対するＸ線穴加工を必要とせず、Ｘ線穴加工を行う際に生じる穴加工ずれがインナーバイアホールと導体回路との位置合わせに影響することはないので当該合わせ精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態におけるプリント配線板の露光用アライメントマークを示す図 本発明の実施の形態におけるプリント配線板の露光用アライメントマークを示す図 本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図 従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図 従来のプリント配線板のＸ線認識用インナーバイアホールとアライメント穴との位置関係を示す図

本発明の具体的な事例を以下に説明する。

図１および図２は本発明の実施の形態におけるプリント配線板の露光用アライメントマークを示す図である。なお、図１に多層プリント配線板１７の全体の平面図を示し、図２(Ｂ)に図１に記載された４隅の表面光沢違いを有した位置認識用マーク１８の拡大平面図、図２(Ｃ)にその断面図を示す。

また、図１、図２において示された表面光沢違いを有した位置認識用マーク１８は、後述する図３の製造工程で示す多層の銅張積層板における位置認識用インナーバイアホール６の平面図を示したものであり、導体回路形成前の２層銅張積層板１３および４層銅張積層板１６における位置認識用インナーバイアホール６を上下面および正面から見た図である。

ここで、本発明の一実施の形態である貫通孔に導電性ペーストを充填したプリプレグの少なくとも一方の面に銅箔を配置し、加熱加圧することによって得られるプリント配線板の認識マークであって、前記導電性ペーストが充填された前記貫通孔の直上部分とそれ以外の部分の前記銅箔表面の光沢違いにより構成されたことを特徴とするプリント配線板の認識マークが形成される過程としてのプリント配線板の製造工程について、以下に説明する。

プリント配線板の製造工程は少なくとも以下の図３(Ａ)〜(Ｈ)の工程を備えたものである。

まず従来技術と同様、図３(Ａ）の工程に示すようにプリプレグシート１の両面に離型性フィルム２をラミネートし、図３（Ｂ）の工程に示すようにレーザー加工等の方法を用いて所定の貫通孔の加工位置データに基づいて、導通用インナーバイアホール貫通孔３と、プリプレグシート１の４隅に位置認識用インナーバイアホール貫通孔４を多点打ちし、形成する。ここでの多点打ちは、位置認識用インナーバイアホール貫通孔４の形状を安定させるために行うものである。なお、多点打ちを行った位置認識用インナーバイアホール６の形状は、図２（Ａ）に示すような実施例が考えられる。

次に図３（Ｃ）に示すように導通用インナーバイアホール貫通孔３および位置認識用インナーバイアホール貫通孔４に導電性ペースト７を充填し、離型性フィルム２を両面から剥離した後、インナーバイアホール５および位置認識用インナーバイアホール６を備えた層間接着シート１２を作製する。

次に図３（Ｄ）に示すように、層間接着シート１２の両側に粗化処理された銅箔８を積層する。この粗化処理された銅箔８とは、銅箔の両側に粗化処理を実施した銅箔である。この時、図３（Ｄ）の上下銅箔の外側にＳＵＳ板を配置し、熱プレス機によって加熱加圧し、粗化処理された銅箔８と層間接着シート１２とを接着して、基板４隅に多点打ちした位置認識用インナーバイアホール６上の銅箔部分とそれ以外の部分にかかる圧力差により、多点打ちした位置認識用インナーバイアホール６上の粗化処理された銅箔８に周囲と光沢違い部分を有する。そして、図２（Ｂ）のような構造をした位置認識用インナーバイアホール６を持つ２層銅張積層板１３を形成する。

実施例では銅箔に両側に粗化処理したものを用いたが、一方に粗化処理のない光沢性を有する銅箔を用いても、両側に粗化処理した銅箔と同様に位置認識用インナーバイアホール６上と周辺の銅箔表面とに光沢差が得られる。

次に、この２層銅張積層板１３上に感光性エッチングレジストを形成し、上記の多点打ちした位置認識用インナーバイアホール６上の光沢違いを有した銅箔表面を基準に、ＣＣＤカメラによる画像認識により露光用マスクフィルムまたは直接描画法の露光機における導体回路形成の位置決めを行う。

その後、露光・現像にて形成したい導体回路パターンのエッチングレジストマスクを形成し、塩化第２銅などの薬液を用いてエッチングを施し、図３（Ｅ）に示すような導体回路９および位置決めパターン１０を形成する。

以上が本発明の一実施形態であり、従来の層間絶縁用接着シートに導電性ペーストを充填したインナーバイアホールと回路パターンとの位置ズレ量は従来の方法と比較し品質を安定させることができる。

本発明にかかるプリント配線板の認識マークおよびプリント配線板の製造方法は、インナーバイアホールと導体回路との位置合わせ精度を向上することが可能になるので、電子機器等に使用されるプリント配線板等として有用である。

１ プリプレグシート
２ 離型性フィルム
３ 導通用インナーバイアホール貫通孔
４ 位置認識用インナーバイアホール貫通孔
５ インナーバイアホール
６ 位置認識用インナーバイアホール
７ 導電性ペースト
８ 銅箔
９ 導体回路
１０ 位置決めパターン
１１ 位置決め穴
１２ 層間接着シート
１３ ２層銅張積層板
１４ ２層内層基板
１５ 層間接着シート
１６ ４層銅張積層板
１７ 多層プリント配線板
１８ 位置認識用マーク

Claims (6)

1. 貫通孔に導電性ペーストを充填したプリプレグの少なくとも一方の面に銅箔を配置し、加熱加圧することによって得られるプリント配線板の認識マークであって、前記導電性ペーストが充填された前記貫通孔の直上部分とそれ以外の部分の前記銅箔表面の光沢違いにより構成されたことを特徴とするプリント配線板の認識マーク。
2. 銅箔は表面が粗化された銅箔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認識マーク。
3. 銅箔の光沢違いは、表面粗さの違いによって現れることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の認識マーク。
4. プリプレグに貫通孔及び認識マーク用貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔及び認識マーク用貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、前記プリプレグの少なくとも一方の面に銅箔を重ね合わせて加熱加圧して銅張積層板を形成すると共に、前記認識マーク用貫通孔の直上部分とそれ以外の部分の銅箔表面の光沢違いにより構成された認識マークを形成する工程と前記認識マークを基準に位置合わせすることにより前記銅張積層板に対して導体回路を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. 銅箔の外側にＳＵＳ板を配置して加熱加圧す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。
6. ＳＵＳ板と銅箔外側界面に接触する、貫通孔に導電性ペーストを充填した直上部分とそれ以外の部分で、それぞれに加わる圧力差を利用することにより銅箔表面の光沢の違いを形成す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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