JPH02198191A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回路層間の接続信頼性の高い多層プリント配
線板の構造に関するものである。

［従来の技術］ 近年、回路の高密度化に伴って多層プリント配線板の需
要が増大している。かかる配線板における回路層間の導
通接続は、第２図に示されるように、内壁面に金属めっ
きを施した導通孔によって行われることが多い。

第２図において、回路層１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ
、１０１ｄは絶縁層１０２を介して積層されており、外
層Ｉｏｔａと１０１ｄは配線板全体を貫通する導通孔１
０３ａ　（いわゆるスルーホール）で接続され、また、
内層１０１ｂ、ｌ０１ｃは導通孔１０３ｂ、１０３ｃ　
　（いわゆるパイヤホール）によって接続されている。

これらの導通孔は、−月りにドリリングやパンチングに
よって穿設（バイヤホールは積層前に形成）されており
、内壁面には機械加工にともなう数μｍ程度の凹凸が存
在していた。しかし、この凹凸は導通孔の穿設工程で、
副次的にできるものであって、めっき層を形成する前の
導通孔の内壁に積極的に凹凸を形成するということは、
従来性われていなかりた。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、プリント配線板は部品を実装する際の半田付
は工程等で熱衝撃を受けるとともに、使用時においても
回路や電子部品から発生するジュール熱によって配線板
の温度がかなり上昇する。

その際、回路層間を接続する導通孔内壁の金属メツキ層
と、回路層間の絶縁層（一般にガラスクロスなどの補強
材に樹脂を含浸したシートが複数積層されている）の厚
さ方向の熱膨張率が異なることにより、孔の軸方向に引
張応力が発生する。

特に、絶縁層を構成する樹脂のガラス転移点を越えて配
線板の温度が上昇すると、絶縁層の厚さ方向の熱膨張率
は急激に増加し、それに伴って大きな引張応力が働く。

即ち、第３図に示されるように、温度上昇時における絶
縁層の厚さ方向の伸びに銅やニッケルなどの金属めっき
層２０４の伸びが追いつかず、導通孔２０３の内部や開
口部においてめっき層２０４にクラック（導通孔２０３
内部のめっき層２０４に生じるクラックをバレルクラッ
ク２０５．開口部において回路層のランド部２０７と導
通孔２０３内部のめっき層２０４　との間に生じるクラ
ックをコーナークラック２０６　という）を生じる。

このようなりランクが導通孔に発生すると、製造直後の
検査で異常が発見されなくとも、使用に際して配線板の
温度上昇・下降が繰り返されるうちにクラックが拡大し
て回路層間が断線状態となる危険性が高い。特に高密度
多層プリント配線板では、孔径の小さい導通孔が多用さ
れる上、使用時の温度上昇も大きいので、導通孔におけ
るクランクの発生は接続信頼性の点から大きな問題とな
っていた。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バ
レルクランクやコーナクラックの発生を未然に防止し、
回路層間の接続信頼性の高いプリント配線板を提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、回路層間を導通接続する導通孔の内
壁面に、導通孔の周方向とほぼ一致する方向に沿って、
深さ１０〜１００μｍの凹部を設けたことによって、上
記の課題を達成している。

ここで、本発明における凹部は、導通孔の周方向とほぼ
一致する方向に沿って形成されておれば、その断面形状
は特に限定されず、矩形でも略■字形でも良い。また、
凹部は周方向と正確に一致する方向に設けられている必
要はなく、場合によっては緩やかな螺旋状に形成されて
いても良い。また、凹部の形成される位置は特に限定さ
れるものではなく、必ずしも連続して設けられる必要も
ないが、導通孔の軸方向中はどに導通孔内壁を−回りす
るように形成されることが好ましい。

［作用］ この発明では、導通孔の内壁面に周方向に沿って凹部を
設けているので、従来の導通孔に比べて実質的に導通孔
内のめつき層が孔の軸方向に長くなる。このため、孔の
軸方向のめつき層の単位長さ当りの熱応力が小さくなる
。また、凹部を設けたことによって、導通孔の熱変形が
起ぎやすくなり、絶縁層の厚さ方向の熱膨張によるめっ
ぎ層のコーナ一部（回路層との接続部分）への応力の集
中を防ぐことができる。

なお、本発明において、導通孔に設ける凹部の深さを１
０〜１００μｍの範囲としているのは、凹部の深さが１
０μｍ未満であったり、逆に１００μｍより大きかった
りすると、後述する実施例及び比較例に示されるように
、効果的に導通孔軸方向の熱応力を緩和することがで粗
ず、クラック防止の効果が低くなるからである。

本発明において導通孔内壁に凹部を形成する方法は、特
に限定されるものではなく、化学的処理、物理的処理の
何れによって行っても良い。化学的処理としては、例え
ばアルカリ、強酸、７８剤などによるケミカルエツチン
グがあり、物理的処理としてはプラズマなどによるドラ
イエツチングや研磨材によるホーニング加工がある。

また、四部形成後に行うめっき層の形成は、通常のめっ
き工程に従って行えばよく、銅、ニッケル、コバルトな
どの電気めっきによって所定の厚さとしても良いし、あ
るいは化学めっきだけてめっき層を形成しても良い。

なお、通常めっき工程の前には、基板表面及び孔内の清
浄化・活性化のために脱脂、酸洗などの前処理が行なわ
れる。この脱脂工程では水酸化ナトリウム水溶液などの
アルカリや塩素系有機溶剤などが用いられるので、処理
条件を適切に選択することにより脱脂工程において凹部
の形成を行うことができる。脱脂工程と凹部形成工程を
共通化すれば、新たに工程を増やす必要がなく、生産性
の点で好ましい。

［実施例］ 実施例：１ 第１図ａ　’−ａは、実施例におけるプリント配線板の
製造工程を示す断面図である。まず、図ａのようにポリ
イミド樹脂フィルムからなる絶縁層２ａの両面に、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ニトリルゴムなどからなる
接着性絶縁層２ｂを介して銅箔６を貼り合せた厚さ１２
０　μｍの銅張板にッカン工業株式会社製）を用意し、
この銅張板の所定の位置に、０．３ｍｍφのドリルを用
いて導通孔となる透孔を穿設した（図ｂ）。

続いて、４０ｇ／ｆｌ　（７０℃）ＮａＯＨ処理液を用
いて、ポリイミド樹脂からなる絶縁層２ａを選択的にエ
ツチングし、透孔内壁の軸方向中はどの位置に透孔の内
壁を一周する深さ約１２μｍの凹部５を形成した（図Ｃ
）。その後、通常のめつき工程において、透孔の内壁を
含む銅張板表面全体に厚さ２５μｍの電気銅めっき（日
木シェーリング株式会社製、カパラシドＧｓ）を施しく
めっき層４）、導通孔３を形成した（図ｄ）。

しかる後、銅張板の両面にエツチング法によって所定の
回路を形成し、表裏の回路層１ａ、ｌｂが導通孔３によ
って接続された両面フレキシブルプリント配線板を得た
（図ｅ）。

実施例：２ 第１図Ｃの工程で、４０ｇ／Ｊｌ（７９℃）ＮａＯＨの
処理液で形成する凹部の深さを約９３μｍとした以外は
、実施例１と同様にして、導通孔を形成し、両面フレキ
シブルプリント配線板を作製した。

実施例、３ 第１図Ｃの工程で、ＮａＯＨの処理液を用いずに、０２
プラズマ処理によって絶縁層２ａの部分に深さ約１４μ
ｍの凹部を形成した以外は、実施例１と同様にして導通
孔を形成し、両面フレキシブルプリント配線板を作製し
た。

実施例：４ ０２プラズマ処理によって形成する凹部の深さを９６μ
ｍとした以外は実施例３と同様にして両面フレキシブル
プリント配線板を作製した。

比較例：１ノ 導通孔の内壁に凹部を形成せず、他は実施例１と同様に
して両面フレキシブルプリント配線板を作製した。

比較例＝２ ＮａＯＨ液による処理で形成する凹部の深さを８μｍと
した以外は実施例１と同様にして、両面フレキシブルプ
リント配線板を作製した。

比較例＝３ ＮａＯＨ液による処理で形成する凹部の深さを１０６μ
ｍとした以外は実施例１と同様にして、両面フレキシブ
ルプリント配線板を作製した。

比較例：４ ０２プラズマ処理によって形成する凹部の深さを９μｍ
とした以外は実施例３と同様にして両面フレキシブルプ
リント配線板を作製した。

比較例・５ ０２プラズマ処理によって形成する凹部の深さを１１２
μｍとした以外は実施例３と同様にして両面フレキシブ
ルプリント配線板を作製した。

上記の実施例１〜４．及び比較例１〜５について、２６
０℃、１０ｓｅｃ〜２５℃、　ｔｏｓｅｃの温度サイク
ル試験を２００サイクル行った。その後、導通孔内に樹
脂を埋込んで低温で硬化させ１．導通孔を軸方向に切断
して、断面を研磨した後、コーナークラック及びバレル
クラックの発生状況を光学顕微鏡で観察した。この結果
を第１表に示す。

第１表 Ｏ：発生なし、×：発生有り 第１表のに示されるように、導通孔の内壁に１０〜１０
０μｍの凹部を形成した本発明によるプリント配線板で
は、凹部の形成方法によらず、過酷な温度サイクル試験
後においてもクラックの発生が認められなかった。これ
に対し、凹部を形成しなかった比較例１と、１０μｍ未
満もしくは１００μｍを越える深さの凹部を形成した比
較例２〜４では何れも導通孔内にクラックの発生があっ
た。

なお、上記の実施例及び比較例における凹部の深さは、
導通孔の断面観察時に実測した値であり、本発明におけ
る凹部の深さは１０−１００μｍの範囲内であれば、導
通孔間でばらつきがあても良いことは言うまでもない。

［発明の効果コ 本発明は、回路層間の接続を図る導通孔の内壁に、特定
の深さの凹部を導通孔の周方向とほぼ一致する方向に沿
って設けたことにより、導通孔内のめっき層にかかる孔
の軸方向の熱応力を緩和し、コーナークラックおよびバ
レルクラックの発生を未然に防ぐことができるという優
れた効果を有している。即ち、本発明のプリント配線板
は回路層間の温度上昇時における接続信頼性が高く、高
密度多層プリント配線板の実用にあたって非常に有益で
ある。

また、本発明における凹部は、例えば通常のめっき工程
の前処理として行われる脱脂工程を利用して形成するこ
ともでき、製造工程を繁雑にすることなくプリント配線
板の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の製造工程を示す断面図、第２図
は従来の多層プリント配線板の構造を示す断面図、第３
図は導通孔において発生するクランクを説明する断面図
である。 ［主要部分の符号の説明］ １ａ、１ｂ・・・回路層 ２ａ・・・絶縁層 ２ｂ・・・接着性絶縁層 ３・・・導通孔 ４・・・めっき層 ５・・・凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　絶縁層を介して複数の回路層が積層されるとともに、
   該複数の回路層の所定の回路層間が、内壁面に金属めっ
   き層を備えた導通孔によって導通接続されたプリント配
   線板において、前記導通孔の内壁面に、該導通孔の周方
   向とほぼ一致する方向に沿って深さ１０〜１００μｍの
   凹部が形成されたことを特徴とするプリント配線板。