JPH06302954A

JPH06302954A - 回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPH06302954A
Application number: JP8436193A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Okamoto; 朋己岡本; Toshiji Shimamoto; 敏次島本
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【構成】基板に設けられたスルーホール用貫通孔に硬
化性導電物質を基板表面より突出する状態で充填し、次
いで該硬化性導電物質を硬化した後、該スルーホールに
対応する箇所に該硬化体の突出部を包むような凹部を有
する支持台で該基板を固定化し、非支持台面の該基板上
の該突出部を研磨除去することを特徴とする回路基板の
製造方法。【効果】本発明の方法によれば、スルーホール内部に
メッキ層を形成すること無く、導通スルーホールを形成
することができる。また、上記基板の製造工程中、基板
表面の研磨の際に、特定の位置に凹みを有する支持台上
に基板を固定化することにより、均一で、且つ平滑な研
磨が可能になるため、信頼性の高い導通スルーホールが
得られる。また、基板の板厚が薄い場合や、フレキシブ
ル基板等を用いた場合のように、基板自身の強度が実質
的に不足するような場合においても、容易に導通スルー
ホールが形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の新規な製造
方法に関する。詳しくは、スルーホール内部へのメッキ
を行うこと無く、周囲の配線パターンと該スルーホール
との接続を確実に行うことが可能な回路基板の製造方法
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、回路基板の導通スルーホールの形
成は、種々の方法が知られている。例えば、両面に導電
層を有する絶縁基板（以下、単に『基板』という。）に
貫通孔を形成し、該貫通孔に銅ペースト・銀ペーストに
代表される硬化性導電物質を基板表面より突出する状態
で充填、硬化した後、該突出部を研磨除去して導通スル
ーホールを形成する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記突出部の硬化体の
研磨除去には、一般にベルトサンダー、スラリー研磨、
バフ研磨、スクラブ研磨等の通常の導電層の研磨に用い
られる研磨方法が好適に用いられる。該基板が比較的厚
い場合は、良好な基板を製造できるが、基板厚みが薄い
場合、例えば１ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下の場合に
おいて、上記の研磨の際、スルーホール上端が欠けた
り、スルーホール内壁と硬化性導電物質との界面におけ
るクラック等が発生し、スルーホール接続信頼性が低下
するという問題があることがわかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基板に設けられ
たスルーホール用貫通孔に硬化性導電物質を基板表面よ
り突出する状態で充填し、次いで硬化した後、該硬化体
と基板表面よりなる面を平滑に研磨する際、基板厚みが
薄い場合は基板表面の突出部が研磨作業中に上下の揺れ
を誘導し、そのためにクラックの発生原因となっている
事を確認した。そのために、本発明にあっては、スルー
ホールに対応する箇所に該突出部を包むような凹部を有
する支持台で、該基板を固定化し、非支持台面の該基板
上の突出部を研磨除去することを提供する。本発明にあ
っては、スルーホール上端の欠け、スルーホール内壁と
硬化性導電物質との界面におけるクラック等の発生が効
果的に抑制され、信頼性の高い導通スルーホールを歩留
まり良く形成できる。

【０００５】即ち、本発明は、基板に設けられたスルー
ホール用貫通孔に硬化性導電物質を基板表面より突出す
る状態で充填し、次いで該硬化性導電物質を硬化した
後、該スルーホールに対応する箇所に該硬化体の突出部
を包むような凹部を有する支持台で該基板を固定化し、
非支持台面の該基板上の該突出部を研磨除去することを
特徴とする回路基板の製造方法である。

【０００６】本発明において、基板は、種々の公知の材
質、構造を有する絶縁板の両面に、銅、ニッケル等の導
電層を有するものが特に制限無く使用される。代表的な
ものを例示すれば、紙基材−フェノール樹脂積層基板、
紙基材−エポキシ樹脂積層基板、紙基材−ポリエステル
樹脂積層基板、ガラス基材−エポキシ樹脂積層基板、紙
基材−テフロン樹脂積層基板、ガラス基材−ポリイミド
樹脂積層基板、ガラス基材−ＢＴ（ビスマレイミド−ト
リアジン）レジン樹脂積層基板、コンポジット樹脂基板
等の合成樹脂基板や、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹
脂等のフレキシブル基板や、アルミニウム、鉄、ステン
レス等の金属をエポキシ樹脂等で覆って絶縁処理した金
属系絶縁基板、あるいはセラミックス基板等が挙げられ
る。また、上記導電層の厚みについては特に制限されな
いが、一般には５〜７０μｍが適当である。

【０００７】本発明で用いる基板の厚みは、特に制限さ
れず、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍから選択すれば良い。特
に本発明が効果的なのは、基板の厚みが１ｍｍ以下、好
ましくは０．５ｍｍ以下のものである。

【０００８】上記の基板には、先ずスルーホール用の貫
通孔が設けられる。上記貫通孔の径は、特に制限される
のものではなく、任意に設定することができる。特に、
本発明にあって、上記貫通孔の径は、硬化性導電物質を
充填することが可能な程度の孔径以上、通常０．３ｍｍ
以上、好ましくは、０．３〜２ｍｍより選択する事がで
きる。上記貫通孔の形成方法としては、ドリリング加
工、パンチング加工、レーザー加工等の通常の回路基板
の製造と同様の公知の手段が特に限定されずに用いられ
る。

【０００９】本発明において、上記貫通孔には、導電性
を有する硬化体を与える硬化性導電物質を充填して硬化
させる。該硬化性導電物質は、金、銀、銅、ニッケル、
鉛、カーボン等の導電材料とエポキシ樹脂、フェノール
樹脂等の架橋性の熱硬化性樹脂とを必要により有機溶剤
と共に混合してペースト状とした公知の硬化性導電物質
を限定なく使用することができる。これらの硬化性導電
物質の中では、エッチングに使用するエッチング液、例
えば、塩化第二鉄エッチング液、塩化第二銅エッチング
液、過硫酸アンモニウムエッチング液、過硫酸ナトリウ
ムエッチング液、過硫酸カリウムエッチング液、過酸化
水素／硫酸エッチング液、硫酸アンモニウム錯イオンを
主成分とするアルカリ性エッチング液等のエッチング液
により実質的に溶解されない硬化体を与えるものが好適
に使用される。

【００１０】また、上記硬化性導電物質は、良好なスル
ーホール抵抗を得るために、硬化後の電気抵抗が、１×
１０^-2Ω・ｃｍ以下となるように、導電材料の選択、及
び使用量を調節することが好ましい。

【００１１】上記硬化性導電物質の、基板の貫通孔への
充填は、該硬化性導電物質が貫通孔の全空間を満たし、
且つ導電層の両表面より若干、具体的には、０．１ｍｍ
以上、好ましくは、０．１〜２ｍｍ突出する程度に充填
する方法であれば特に制限されない。硬化性導電物質の
代表的な充填法を例示すれば、印刷法によって１回或い
は複数回の塗布を行う方法、基板の表裏両面側から表裏
一対のスキージで圧入する方法、ロールコーター或いは
カーテンコーターによって充填し、余分の塗料をスキー
ジで掻き取る方法等の手段が好適に用いられる。

【００１２】また、貫通孔に充填された硬化性導電物質
の硬化は、熱風炉、赤外線炉、遠赤外線炉、紫外線硬化
炉、電子線硬化炉等の公知の硬化方法より、硬化性導電
物質の硬化に適するものを適宜選んで硬化させれば良
い。

【００１３】次いで、本発明においては上記突出部を研
磨除去する。該研磨除去の態様は、突出部のみを研磨除
去してもよく、基板及び硬化性導電物質の硬化体の両者
を研磨除去し表面を平滑にしてもよい。研磨除去する方
法は、特に制限されず、公知の研磨方法が使用できる。
例えば、ベルトサンダー、スラリー研磨、バフ研磨、ス
クラブ研磨等の方法が好適に用いられる。

【００１４】本発明は、上記研磨を行う際、基板のスル
ーホールに対応する箇所に該硬化体の突出部を包むよう
な凹部を有する支持台上で上記基板を固定化し、非支持
台面の該基板上の該突出部を研磨除去することが特に重
要である。

【００１５】硬化性導電物質を所定の貫通孔に充填、硬
化した後の基板には、前記したように、両表面のスルー
ホールに対応する部分に０．１ｍｍ以上の突出部を有す
る。また、上記研磨を行うための装置は、ベルト、或い
はロールにより基板を搬送する方式が一般的である。従
って、上記支持台を使用しない場合には、該基板上面を
研磨する際、基板下面の突出部に起因して、下記の問題
を生じる。即ち、ベルトによる搬送方式における研磨で
は、基板下面とベルトの間に空隙が存在し、研磨の際、
基板は下面の突出部によってのみ支持されるため、研磨
時に基板上面から圧力が加えられると、スルーホール近
傍の基板部分に曲げ応力が加わり、スルーホール内壁付
近に欠陥を生じ易くなる。一方、ロールによる搬送方式
では、基板下面の突出部がロールを通過する際、基板が
持ち上げられるため、研磨時の圧力が変動することによ
り研磨ムラが発生し易くなる。また、上記の問題は、基
板厚みが薄い場合、或いはフレキシブル基板等を用いた
場合のように、基板自身の強度が実質的に不足する場合
において特に顕著である。

【００１６】これに対し、本発明は支持台を使用し、該
支持台上に基板を固定化して研磨を行うことにより、研
磨の際に発生するスルーホール近傍の基板へのストレス
を緩和するとともに、基板の板厚が薄い場合や、フレキ
シブル基板等を用いた場合のように、基板自身の強度が
実質的に不足するような場合においても、スルーホール
上端での欠け、スルーホール内壁と硬化性導電物質との
界面におけるクラックの発生等を効果的に抑制でき、均
一で、且つ平滑な研磨が可能になる。

【００１７】本発明における支持台に設けられた凹部
は、基板のスルーホールに対応する箇所に設けられる。
また、凹部の形状、及び大きさは、基板両表面に存在す
る突起を完全に収納できる体積以上であれば特に制限さ
れず、凹みでも貫通孔でも良い。

【００１８】本発明において、上記支持台の厚み、及び
材質等は、各種の研磨方法に応じて、研磨時のストレス
に実質的に耐え得るものであれば特に制限されない。例
えば、板厚１．０ｍｍ以上のガラス基材−エポキシ樹脂
積層板、板厚０．５ｍｍ以上の鉄板等が好適に使用でき
る。

【００１９】スルーホール部分を含む基板の平滑化され
た面上には、必要に応じメッキ層を形成しても良い。該
メッキ層の形成方法は、無電解メッキ及び／叉は電解メ
ッキにより、スルーホール部分を含む基板表面の全面に
メッキ層を形成するのが一般的である。ここで用いられ
る無電解メッキ層或いは電解メッキ層の材質は、公知の
導電性金属が特に制限されずに用いられるが、一般に
は、前記導電性を有する硬化体を与える硬化性導電物質
の材質として使用される銅等の導電性金属と同じ材質を
選択するのが好ましい。該メッキ層の厚みは、特に制限
はないが、メッキによるスルーホールの信頼性が向上
し、且つメッキ層の厚みむらが生じない程度の厚みが好
ましい。具体的に例示すれば、１００μｍ以下、またス
ルーホールの信頼性の向上を考慮すると、５μｍ以上が
好ましい。特に好ましくは、５〜５０μｍである。

【００２０】また、スルーホール部分を含む基板表面に
は、配線パターンが形成される。該配線パターンの形成
は、硬化性導電物質の充填、硬化の工程の前、後のどち
らでも良い。該配線パターンの形成方法は、エッチング
レジストによりエッチングパターンを形成し、エッチン
グを行う方法が一般的である。ここで用いられるエッチ
ングレジストはドライフィルム、レジストインク等が特
に制限なく使用され、パターンのファイン度によって適
宜選択して使用すれば良い。また、エッチングレジスト
パターンはエッチング法によってポジパターン或いはネ
ガパターンを適宜採用すれば良い。例えば、テンティン
グ法に代表されるエッチング法ではポジパターンを、半
田剥離法、ＳＥＳ法に代表されるエッチング法ではネガ
パターンを採用すれば良い。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、スルーホール内
部にメッキ層を形成すること無く、導通スルーホールを
形成することができる。また、上記基板の製造工程中、
基板表面の研磨の際に、特定の位置に凹みを有する支持
台上に基板を固定化することにより、均一で、且つ平滑
な研磨が可能になるため、信頼性の高い導通スルーホー
ルが得られる。また、基板の板厚が薄い場合や、フレキ
シブル基板等を用いた場合のように、基板自身の強度が
実質的に不足するような場合においても、容易に導通ス
ルーホールが形成できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００２３】実施例１以下の方法により、導電性を有する硬化体を与える硬化
性導電物質を調製し、回路基板の製造を実施した。即
ち、平均粒径６．８μｍ、タップ密度２．９９ｇ／ｃｍ
³、比表面積４２００ｃｍ²／ｇの樹枝状電解銅粉に、リ
ノール酸を銅粉表面に対し、０．２５×１０^-5ｍｍｏｌ
／ｃｍ²の割合で配合し、窒素雰囲気下で１５分間、乳
鉢により予備混合した。このようにして得た前処理銅粉
を、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル（エ
ポキシ当量＝１５０）／ノボラック型フェノール樹脂
（ヒドロキシ当量＝１０５）＝７４／２６（重量比）の
バインダー１００重量部に対し、４５６重量部添加し、
更に、２−エチル−４−メチルイミダゾールを、バイン
ダー１００重量部に対し、２．８重量部添加した後、３
本ロールミルで３０分間混練して銅ペーストとした。

【００２４】次に、図１に示す工程に従って回路基板の
製造を実施した。即ち、（ａ）基板１として、３００×
３４０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのガラス基材エポキシ樹脂
銅張積層板を使用して、（ｂ）直径,０．４ｍｍ、基板
１枚あたり１１５０穴の貫通孔２を、ドリル加工により
作成した。（ｃ）該貫通孔２に硬化性導電物質３とし
て、上記の方法で調製した銅ペーストをスクリーン印刷
法により充填した。該銅ペーストを熱風炉にて５０℃９
０分、１８０℃１００分の条件で硬化した。硬化後の銅
ペーストは、基板表面から１５０〜３５０μｍ突出して
いた。（ｄ−１）次に、該基板のスルーホールに対応す
る箇所に２．０ｍｍφの貫通孔を有する３００×３４０
ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのガラス基材エポキシ樹脂銅張積
層板よりなる支持台４の上に上記基板を固定化し、バフ
研磨機を使用して３２０番及び６００番のバフを順次使
用して、非支持台面の該基板上の銅ペースト硬化体の突
出部を研磨し、該硬化体を含む基板表面を平滑化した
（ｄ−３）。（ｅ）次いで平滑化された基板表面に、厚
さ１５μｍの電解銅メッキ５を施した。（ｆ）次に、電
解銅メッキ面にエッチングレジスト６としてドライフィ
ルム（ハーキュレス（株）社製「アクアマーＣＦ」１．
５mil）をラミネートし、露光、現像してスルーホール
部に接続するエッチングポジパターンを形成した。
（ｇ）その後、塩化第２銅エッチング液でエッチングを
行い、（ｈ）エッチングレジストを剥離する事によって
配線パターンを形成した。形成されたスルーホールの抵
抗値を、該スルーホールに表裏で接続する配線パターン
間で、４端子法により測定した。その結果、３４５０穴
の測定を行い、平均で２０．３ｍΩ／穴、標準偏差が２
８．３ｍΩ／穴、２００ｍΩ／穴以上の不良スルーホー
ルは０穴であった。

【００２５】実施例２図１に示す工程中、基板表面より突出した硬化体の研磨
に用いる支持台を、上記基板のスルーホールに対応する
箇所に直径２．０ｍｍ、深さ１．０ｍｍの凹部を有する
厚さ２．０ｍｍのステンレス板よりなる支持台（ｄ−
２）とした他は、全て実施例１と同様にして配線パター
ンを形成した。形成されたスルーホールの抵抗値は、３
４５０穴の平均で２８．６ｍΩ／穴、標準偏差が１３．
３ｍΩ／穴、２００ｍΩ／穴以上の不良スルーホールは
０穴であった。

【００２６】比較例１図１に示す工程中、基板表面より突出した硬化体の研磨
に用いる支持台を用いずに、バフ研磨機を使用して３２
０番及び６００番のバフを順次使用して研磨した他は、
全て実施例１と同様にして配線パターンを形成した。形
成されたスルーホールの抵抗値は、３４５０穴の平均で
５０．０ｍΩ／穴、標準偏差が１０６．２ｍΩ／穴であ
り、２００ｍΩ／穴を越える不良スルーホールが５７穴
存在した。この不良スルーホールについて断面観察を行
い、不良原因を解析したところ、全てのスルーホールに
おいて、スルーホール上端の欠け、或いはスルーホール
内壁と硬化性導電物質との界面におけるクラックの発生
のいずれかが観察された。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法の代表的な態様を示す
工程図である。

【符号の説明】

１基板２貫通孔３硬化性導電物質４本発明における支持台５メッキ層６エッチングレジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に設けられたスルーホール用貫通孔
に硬化性導電物質を基板表面より突出する状態で充填
し、次いで該硬化性導電物質を硬化した後、該スルーホ
ールに対応する箇所に該硬化体の突出部を包むような凹
部を有する支持台で該基板を固定化し、非支持台面の該
基板上の該突出部を研磨除去することを特徴とする回路
基板の製造方法。