JPH088541A - 多層プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】信頼性の高いビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板を得る。 【構成】ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配線
板における導電体層間に存在する絶縁層を、アルカリ溶
解性である異なった絶縁性樹脂にて２層以上形成すると
ともに、１層は感光性の絶縁性樹脂にて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビルドアップ法による多
層プリント配線板およびその製造方法に関するものであ
り、さらに詳しくはビルドアップ法によるＳＬＣ（Ｓｕ
ｒｆａｃｅＬａｍｉｎｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ；表層プリ
ント配線板）多層プリント配線板およびその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小形化および薄型化に
ともない多層プリント配線板も薄型化および小型化を図
るために、各導電体回路の層を電気的に接続するための
スルーホールの穴径の小径化が顕著である。この各導電
体回路の層間を電気的に接続するスルーホールは、大別
して貫通スルーホールと呼ばれている透孔（ＴＶＨ；Ｔ
ｈｏｕｇｈ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）と、非貫通スルーホー
ルと呼ばれている穿孔（ＩＶＨ；Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉ
ａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）の２種類がある。現在の多層
プリント配線板の製造方法の主流であるピンラミネーシ
ョン法またはマスラミネーション法によって作製する多
層プリント配線板は、スルーホールに透孔を多く用いて
いる。

【０００３】ピンラミネーション法またはマスラミネー
ション法による多層プリント配線板は、スルーホールを
小径化して配線密度を向上させると多層プリント配線板
の面積当たりの透孔数が増加し、多層プリント配線板の
製品価格を高騰させていた。その理由は、透孔はドリル
加工などの機械的手段によって順次形成しなければなら
ないために、多数の透孔を形成するには非常に多くの時
間を要するためである。よって、最近は多数のスルーホ
ールを化学的手段によって一括して形成することのでき
る穿孔を多く用いた、一般的にビルドアップ法によるＳ
ＬＣ多層プリント配線板と呼ばれている多層プリント配
線板が注目されている。

【０００４】ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント
配線板というのは、日本アイビーエム株式会社から実用
化が発表された製造方法を用いて作成した多層プリント
配線板のことである。このビルドアップ法によるＳＬＣ
多層プリント配線板の構造を、図４を用いて説明する。

【０００５】ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント
配線板１は、絶縁基板２として銅張積層板を用いるとと
もに、この銅張積層板の銅箔に回路を形成して第１の導
電体回路３１とする。この銅張積層板の表面上に、通常
は所定の厚さを有する感光性のエポキシ絶縁性樹脂から
なる絶縁層４を形成する。次に、形成した絶縁層４をフ
ォトレジスト法、すなわち紫外線露光、現像処理などの
化学的手段を用いて多数の穿孔５を一括して形成すると
ともに、ドリル加工などの機械的手段にて透孔６を順次
形成する。次に、絶縁層４の表面７を銅めっきしやすい
ように薬剤などにて粗面化する。

【０００６】次に、絶縁層４の表面７、穿孔５内および
透孔６内に銅めっきによる導電体層を形成する。なお、
銅めっきよる導電体層は、フォトレジスト法などにてエ
ッチングし、第２の導電体回路８１を形成する。形成し
た第２の導電体回路８１は、穿孔５内では第１の導電体
回路３１と電気的に接続している。また、透孔６内では
銅張積層板の同一面に形成した第１の導電体回路３１、
銅張積層板の他の面に形成した第１の導電体回路３１お
よび銅張積層板の他の面に形成した第２の導電体回路８
１と電気的な接続を行なっている。第２の導電体回路８
１の表面には、必要であれば図４に図示しない半田保護
膜を形成してもよい。このような構造を有するビルドア
ップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板１は、形成した
絶縁層４および第２の導電体回路８１の厚さが薄いため
に、多層プリント配線板の薄型化と第２の導電体回路８
１の細線化に有利である。

【０００７】上述したビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板１は、絶縁層４を介して積層した第１の
導電体回路３１と、第２の導電体回路８１の層間の電気
的接続を行なうためのスルーホールに穿孔５を用いてい
るために、透孔６の数を少なくすることができ、製造に
かかる時間が短い。以上のことからビルドアップ法を用
いると、多層プリント配線板が安価に製造できることが
分かる。

【０００８】しかも、このような構造を有するビルドア
ップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板１は、ピンラミ
ネーション法またはマスラミネーション法などによって
作製する多層プリント配線板よりも透孔６の数が少ない
ために、導電体回路の配線の自由度が向上して導電体回
路の配線の長さを短縮することができるという利点も有
する。さらには、このビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板１は、各導電体回路の層間の電気的な接
続を図るための穿孔５上に電子部品を実装することがで
き、さらなる導電体回路の配線密度の向上を図ることも
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のビルド
アップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板１は、感光性
のエポキシ絶縁性樹脂による絶縁層４にクラックが発生
しやすいという問題があり、電気的信頼性に乏しいもの
であった。さらには、感光性のエポキシ絶縁性樹脂によ
る絶縁層４は、銅めっきによる導電体層との接着力が弱
く、銅めっきによる導電体層が剥離しやすいという問題
があった。このために、耐クラック性に優れるとともに
表面に銅めっきによる導電体層が強固に形成できるよう
に、絶縁層４に用いる感光性のエポキシ絶縁性樹脂につ
いて種々の検討がなされてきた。

【００１０】しかし、例えば絶縁層４の粗化面への接着
力を強化するために、硬化させた時に硬度の高い感光性
のエポキシ絶縁性樹脂にて絶縁層４を形成すると、絶縁
層４の可撓性が弱まり絶縁層４にクラックが発生しやす
くなる。逆に、可撓性に優れる感光性のエポキシ絶縁性
樹脂にて絶縁層４を形成すると、絶縁層４の耐クラック
性は向上する。しかし、可撓性に優れる感光性のエポキ
シ絶縁性樹脂は軟らかいために、絶縁層４の第２の導電
体回路８１と接着する面の粗化が充分にできない。その
ために、第２の導電体回路８１と絶縁層４の接着力が弱
くなってしまう。このように、銅めっきなどによって形
成した導電体層８と絶縁層４の接着性の向上、および絶
縁層４の耐クラック性の向上という２つの課題を同時に
解決するには、解決するための手段が相反するために未
だに解決がなされていない。

【００１１】さらには近年、絶縁層４に使用するエポキ
シ絶縁性樹脂も環境対策として溶剤溶解型からアルカリ
溶解型に転換してきている。しかし、アルカリ溶解性の
感光性エポキシ絶縁性樹脂は溶剤溶解型の感光性のエポ
キシ絶縁性樹脂よりも可撓性および絶縁層４の表面を粗
面化するのに適さず、銅めっきなどによって形成する第
２の導電体回路８１との接着力が弱くなってしまうもの
であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は種々の実験と
検討を重ねた結果、絶縁層のクラックの発生を防止する
とともに、絶縁層と導電体層の接着力に優れた電気的信
頼性の高いビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配
線板の作製に成功した。

【００１３】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ
多層プリント配線板の特徴は、好ましくは銅張積層板の
表面と、銅めっきなどによって形成した導電体層の間に
存在する絶縁層を性質の異なった２種類以上の絶縁性樹
脂にて絶縁層を順次形成し、絶縁層を２層以上の構造と
したことにある。

【００１４】

【実施例】以下に、図１を用いて本発明に係るビルドア
ップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板の一実施例の構
造を示して説明する。

【００１５】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ
多層プリント配線板１Ａの絶縁基板２として、好ましく
は銅張積層板を用いる。本発明に係る銅張積層板の絶縁
基板２にはガラス基材を補強基材とし、絶縁性樹脂にエ
ポキシ樹脂を用いたものが好ましいが、プリント配線板
用基板であればすべて用いることは可能である。絶縁性
樹脂の具体的な例としてはＢＴ（ビスマレイド・トリア
ジン）樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シアネ
ートエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、
弗素樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂またはポリエーテルイミド樹脂などが挙げられる。本
発明に係る銅張積層板の補強基材としては、ガラスクロ
ス、ガラスマット、ガラスペーパーまたはクォーツファ
イバーなどのガラス基材、ポリエステル繊維またはアラ
ミド繊維などの合成樹脂繊維基材もしくはリンター紙ま
たはクラフト紙などの紙基材が挙げられる。また、本発
明に係る絶縁基板２としては、アルミニウムまたは鉄な
どの金属を基礎または芯とした金属芯積層板もしくはセ
ラミック基板を用いてもよい。

【００１６】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ
多層プリント配線板１Ａは、上述した銅張積層板の銅箔
に、回路の形成を行なって第１の導電体回路３１とす
る。第１の導電体回路３１を形成した銅張積層板の表面
に、耐クラック性および耐マイグレーション性に優れる
絶縁性樹脂によって絶縁層４ａを形成する。本発明に係
る絶縁層４ａを形成する絶縁性樹脂は、銅イオンの移動
による銅マイグレーションを防止するために架橋密度が
比較的高いものが好ましいとともに、同時にクラックの
発生防止のために可撓性にも優れた絶縁性樹脂を選択し
て用いるのが好ましい。

【００１７】環境問題への対策としてさらに好ましく
は、アルカリ溶解性の非感光性絶縁性樹脂にて非感光性
の絶縁層４ａを形成するのが好ましい。アルカリ溶解性
の非感光性絶縁性樹脂としては、アルカリ水溶液に溶解
する親水基を含有したエポキシ樹脂またはエポキシ変性
樹脂が好ましく、これらのアルカリ溶解性の非感光性絶
縁性樹脂を単独または混合して用いるのが好ましい。本
発明に係るエポキシ樹脂およびエポキシ変性樹脂などに
は架橋剤、硬化剤、可撓性付与剤または難然剤などを単
独もしくは混合して適宜添加してもよい。

【００１８】本発明に係る絶縁層４ａは、希釈剤などに
て適度な粘度に調整したアルカリ溶解性の非感光性絶縁
性樹脂にて形成するのが好ましい。本発明に係る絶縁層
４ａにおいて、後工程で行なう化学的手段による穿孔５
の形成時に絶縁層４ａのアンダーカット現象を防止する
ために、アルカリ溶解性の絶縁性樹脂に若干の感光性、
すなわち感光部分の非アルカリ溶解性を付与しても良
い。ただし、絶縁層４ａの可撓性を妨げない範囲とす
る。

【００１９】次に、絶縁層４ａの表面に、感光性の絶縁
層４ｂを形成する。本発明に係る感光性の絶縁層４ｂを
形成する感光性の絶縁性樹脂は、好ましくは後工程で形
成する第２の導電体回路８１との接着性に優れる感光性
の絶縁性樹脂を用いる。絶縁層４ａと感光性の絶縁層４
ｂとの接着性は、感光性の絶縁層４ｂと銅めっきなどに
よる第２の導電体回路８１との接着性よりも強固であ
る。さらには、絶縁層４ａと感光性の絶縁層４ｂは熱硬
化の際に完全に接着するために剥離などの問題は何ら発
生することはない。

【００２０】本発明に係る感光性の絶縁層４ｂにおい
て、環境対策としてさらに好ましくは、銅めっきなどに
よって形成した第２の導電体回路８１との接着性に優れ
るアルカリ溶解性の感光性絶縁性樹脂を用いて形成す
る。

【００２１】本発明に係る感光性の絶縁層４ｂの絶縁性
樹脂は、未感光部がアルカリ可溶性でありプリント配線
板構成材として適正な電気的特性、機械的特性、難燃
性、絶縁層４ａおよび第２の導電体回路８１との接着性
を有している絶縁性樹脂ならば、すべての絶縁性樹脂を
用いることができる。例えば、光架橋基としてアクリロ
イル基またはメタクリロイル基を有するエポキシアクリ
レート、エポキシの部分アクリレートまたはエポキシア
クリレートの変成物などが挙げられる。さらには、絶縁
層とした場合の特性面から、上述した絶縁性樹脂に加熱
硬化型のエポキシ絶縁性樹脂を組み合わせたものも使用
できる。これら本発明に係る感光性の絶縁層４ｂに用い
る絶縁性樹脂の原料としてのオリゴマーおよびモノマー
は、光重合開始剤、架橋剤、硬化剤、難燃剤およびフィ
ラーなどを適宜選択して混合し、必要であれば希釈剤で
粘度を調整して用いる。

【００２２】本発明においては、絶縁層４ａおよび感光
性の絶縁層４ｂとの間に両絶縁層間の接着性の向上、接
着作業性の向上および電気的信頼性の向上を目的として
接着剤など他の絶縁性樹脂などにて絶縁層を形成しても
良い。また、銅張積層板２と絶縁層４の間にも同様に接
着剤などの他の絶縁性樹脂、好ましくはアルカリ溶解性
の絶縁性樹脂などにて絶縁層を形成してもよい。

【００２３】本発明に係る第１の導電体回路３１および
第２の導電体回路８１の層間に存在する絶縁層の合計し
た厚さは、すべての絶縁層を形成し、硬化した後に３０
μｍ〜１００μｍの範囲の厚みを有しているのが好まし
い。本発明に係る絶縁層４ａの厚みは、感光性の絶縁層
４ｂの厚みと比較して同等以上の厚みを有していること
が絶縁層のクラック、ピンホールおよびマイグレーショ
ンなどを防止するために好ましい。さらには、感光性の
絶縁層４ｂの厚みは銅めっきなどによって形成した導電
体層への接着性に関係ないために、絶縁層のクラック発
生を防ぐことから極力薄くするのが良い。したがって、
絶縁層４ａの厚さは２０μｍ〜８０μｍの範囲が好まし
く、また、感光性の絶縁層４ｂの厚さは１０μｍ〜４０
μｍの範囲であることが好ましい。

【００２４】次に、フォトレジスト法、すなわち紫外線
露光、現像処理などの化学的手段を利用して絶縁層４ａ
および感光性の絶縁層４ｂに多数の穿孔５を形成する。
さらには、必要に応じてドリル加工またはプレス加工な
どの機械的手段にて透孔６を形成している。次に、感光
性の絶縁層４ｂの表面７を銅めっきが接着しやすいよう
に薬剤などにて粗面化している。アルカリ溶解性の感光
性の絶縁層４ｂの表面７に、好ましくは銅めっきによる
第２の導電体回路８１を形成している。形成した第２の
導電体回路８１は、穿孔５内では第１の導電体回路３１
と電気的に接続している。また、透孔６内では銅張積層
板の同一面に形成した第１の導電体回路３１、銅張積層
板の他の面に形成した第１の導電体回路３１および銅張
積層板の他の面に形成した第２の導電体回路８１と電気
的な接続を行なっている。本発明に係る第２の導電体回
路８１は銅めっきにて導電体層を形成した後に、この導
電体層をエッチングして回路形成するのが好ましい。ま
た、銅ペースト、金ペースト、カーボンペーストおよび
銀ペーストなどの公知の導電性ペーストまたは金めっき
などにて形成してもよい。

【００２５】上述の本発明に係るビルドアップ法による
ＳＬＣ多層プリント配線板１Ａは、さらなる多層化を行
なってもよい。なお、片面銅張積層板を用いて本発明に
係るビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板を
作製する場合には、透孔を用いない場合もある。さらに
は、図示しないが必要であれば半田保護膜およびシンボ
ルマークなどを表面に形成してもよい。

【００２６】次に、図２（ａ）〜（ｄ）および図３
（ａ）〜（ｃ）に本発明に係るビルドアップ法によるＳ
ＬＣ多層プリント配線板の製造工程の一実施例を示して
説明する。本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ多
層プリント配線板１Ａの絶縁基板２は、好ましくは図２
（ａ）に示す銅張積層板を用いる。この銅張積層板の銅
箔３２を図２（ｂ）に示すように、エッチングなどによ
って第１の導電体回路３１とする。この銅張積層板の表
面上に、好ましくはアルカリ溶解性のエポキシ絶縁性樹
脂をスクリーン印刷などにて所定の厚みに均一に塗布
し、その後塗布した絶縁性樹脂を乾燥硬化させて図２
（ｃ）に示す絶縁層４ａを形成する。

【００２７】次に、乾燥硬化させた絶縁層４ａの表面に
好ましくはアルカリ溶解性である感光性のエポキシ絶縁
性樹脂をスクリーン印刷などにて均一に塗布し、乾燥硬
化させて図２（ｄ）に示す感光性の絶縁層４ｂを形成す
る。

【００２８】絶縁層４ａおよび感光性の絶縁層４ｂを含
む本発明に係る絶縁層の形成方法は、現在のプリント配
線板の絶縁層の形成に用いられている液状の絶縁性樹脂
による絶縁層形成方法のほとんどが採用できる。すなわ
ち本発明に係る絶縁層４ａおよび絶縁層４ｂはカーテン
コート法、噴霧塗布法、スクリーン印刷法およびロール
コート法などによって形成することが可能である。さら
には、カーテンコート法および噴霧塗布法が上述した絶
縁層形成方法のなかでも均一に絶縁層を形成するのに有
利であり、スクリーン印刷法は工業的に容易に絶縁層を
形成できる。

【００２９】次に、図３（ａ）に示す穿孔５を形成す
る。穿孔５は、化学的手段を用いて形成するのが好まし
い。さらに詳しくは、感光性の絶縁層４ｂをフォトレジ
スト法、すなわち紫外線露光およびアルカリ性水溶液に
よる現像処理を行なう際に、絶縁層４ａも同時に、アル
カリ性水溶液で溶解して形成するのが好ましい。続い
て、絶縁層４ａおよび感光性の絶縁層４ｂの熱硬化性樹
脂成分を加熱硬化させることで耐熱性、耐薬性および電
気的特性などのプリント配線板構成材として必要な特性
を得る。さらには、必要に応じて絶縁層４ａおよび感光
性の絶縁層４ｂの熱硬化性樹脂成分を加熱硬化させる前
または加熱硬化させた後に、透孔６を形成する。透孔６
は、ドリル加工またはプレス加工などの機械的手段にて
形成する。

【００３０】次に、図３（ｂ）に示すように導電体層８
２を形成する。すなわち、絶縁層４ｂの表面７を銅めっ
きなどの導電体層８２が接着しやすいように薬剤または
機械的手段などにて粗面化し、粗面化した絶縁層４ｂの
表面７に好ましくは公知の銅めっき法により導電体層を
形成するとともに、穿孔５および透孔６の孔内にも形成
する。次に、図３（ｃ）に示すように導電体層８２にフ
ォトレジスト法などの公知の手段にて回路の形成を行な
い、第２の導電体回路８１とする。図３（ｃ）の工程
後、必要であれば図示しない半田保護膜およびシンボル
マークなどを形成してもよい。これらの製造工程を行な
うことによって、本発明に係るビルドアップ法によるＳ
ＬＣ多層プリント配線板を作製する。

【００３１】

【発明の効果】本発明においては、銅張積層板の表面に
形成する絶縁層４ａに用いる絶縁性樹脂は、感光性の絶
縁性樹脂でなくともよいために、絶縁層の可撓性を向上
させることが容易である。

【００３２】以上説明したように、本発明では絶縁層を
２層以上としたことにより従来の１層から成る絶縁層と
比較して優れた電気的信頼性と、銅めっきへの接着性を
有していることが分かる。さらには、感光性の絶縁層が
薄くなるために紫外線露光時の適正露光量の範囲が広が
り、ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板を
作製するときの歩留りを向上する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板の主たる構造を示す断面図。

【図２】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板の主たる製造工程を示す断面図。

【図３】本発明に係るビルドアップ法によるＳＬＣ多層
プリント配線板の主たる製造工程を示す断面図。

【図４】従来のビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリン
ト配線板の主たる構造を示す断面図。

【符合の説明】

１ ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板 １Ａ ビルドアップ法によるＳＬＣ多層プリント配線板 ２ 絶縁基板 ３１ 第１の導電体回路 ３２ 銅箔 ４ 絶縁層 ４ａ 絶縁層 ４ｂ 感光性の絶縁層 ５ 穿孔 ６ 透孔 ７ 絶縁層の表面 ８１ 第２の導電体回路 ８２ 導電体層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の導電体回路を表面に形成した絶縁基
   板と、絶縁基板の表面に形成した絶縁層と、絶縁層の表
   面に形成した第２の導電体回路とからなり、第１の導電
   体回路と第２の導電体回路とは絶縁層に形成した穿孔の
   孔内にも形成した第２の導電体回路を介して接続したプ
   リント配線板において、絶縁層は異なる絶縁性樹脂によ
   る２層以上の構造とし、そのうちの少なくとも１層を感
   光性の絶縁性樹脂にて形成したことを特徴とする多層プ
   リント配線板。
2. 【請求項２】第１の導電体回路を表面に形成した絶縁基
   板と、絶縁基板の表面に形成した絶縁層と、絶縁層の表
   面に形成した第２の導電体回路とからなり、第１の導電
   体回路と第２の導電体回路とは絶縁層に形成した穿孔の
   孔内にも形成した第２の導電体回路を介して接続したプ
   リント配線板において、絶縁層はアルカリ溶解性の感光
   性絶縁性樹脂と、アルカリ溶解性の非感光性絶縁性樹脂
   の２層構造としたことを特徴とする多層プリント配線
   板。
3. 【請求項３】少なくとも絶縁基板に第１の導電体回路を
   形成する工程と、絶縁基板および第１の導電体回路の表
   面に絶縁層を形成する工程と、絶縁層の表面に感光性の
   絶縁層を形成する工程と、絶縁層および感光性の絶縁層
   に穿孔を形成する工程と、感光性の絶縁層の表面に導電
   体層を形成するとともに、穿孔にも導電体層を形成して
   第１の導電体回路と感光性の絶縁層の表面に形成した導
   電体層とを接続させる工程と、導電体層に回路の形成を
   行なって第２の導電体回路を形成する工程とからなる多
   層プリント配線板の製造方法。