JPH09246729A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

プリント配線板およびその製造方法

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JPH09246729A
JPH09246729A JP5147796A JP5147796A JPH09246729A JP H09246729 A JPH09246729 A JP H09246729A JP 5147796 A JP5147796 A JP 5147796A JP 5147796 A JP5147796 A JP 5147796A JP H09246729 A JPH09246729 A JP H09246729A
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wiring board
printed wiring
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insulating
circuit
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JP5147796A
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Satoshi Isoda
聡 磯田
Tokisada Takeda
時定 竹田
Hiroyoshi Yokoyama
博義 横山
Kenshirou Fukusato
健志郎 福里
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Lincstech Circuit Co Ltd
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Hitachi AIC Inc
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/425Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern
    • H05K3/426Plated through-holes or plated via connections characterised by the sequence of steps for plating the through-holes or via connections in relation to the conductive pattern initial plating of through-holes in substrates without metal
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • H05K3/4673Application methods or materials of intermediate insulating layers not specially adapted to any one of the previous methods of adding a circuit layer
    • H05K3/4676Single layer compositions

Landscapes

  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一配線板上の個々の領域で大きく異なる特
性インピーダンスに整合させることができるとともに、
短時間で所望の特性インピーダンスを有するプリント配
線板を設計し、試作・製造することができるプリント配
線板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 内層回路2が形成されたガラスエポキシ
銅張り積層板1の各領域ごとに、電気特性(誘電率)の
異なる絶縁樹脂3,4をスクリーン印刷法により形成す
る。次にこれら絶縁樹脂3,4の上に接着剤層5を設
け、穴6を形成した後、無電解銅めっきによりスルーホ
ール8と表面回路9,10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板お
よびその製造方法に関し、特に異なる誘電率の領域を有
する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】通常、高速のパルス信号を扱うデジタル
回路では、パルス信号がプリント配線板上の配線パター
ンを伝搬する場合に、反射、波形歪み、クロストーク、
あるいは伝搬遅延などの現象が発生する。したがって、
これら現象による回路動作への悪影響を低減するために
は、プリント配線板に形成された配線パターンを伝送路
の1つと見なし、その特性インピーダンスを整合させる
必要があり、特に僅かな厚さの絶縁層を挟んで導体層が
多数形成される多層のプリント配線板では、この特性イ
ンピーダンスの整合がより重要となる。
【0003】一般に、このような高速パルス信号を扱う
デジタル回路を構成する多層プリント配線板は、回路付
き内層基材、プリプレグおよび銅箔を重ねて積層プレス
を行うことによって多層化するプレス法、あるいは回路
付き内層基材の上に、カーテンコート、スクリーン印
刷、ラミネートなどによる絶縁層形成および導体形成を
繰り返すことによって多層化するビルトアップ法のいず
れかの方法により製造されている。
【0004】しかし、このような方法により製造される
多層プリント配線板では、絶縁層が均一な組成および厚
さで構成されていることから、多層プリント配線板のど
の領域においても同一の電気的特性を有するものとな
る。したがって、従来、個々の配線パターンの特性イン
ピーダンスを整合させる場合には、各配線パターンの
幅、厚さ、間隔、長さあるいは形状などを調整すること
により行うものとなっていた。
【0005】例えば、図2に示すような、絶縁体23を
介して接地パターン面22に平行に配設された配線パタ
ーン21からなるマイクロストリップ線路では、配線パ
ターン21の幅をω、厚さをt、絶縁体23の厚さを
h、その誘電率(比誘電率)をεr 、空気抵抗を除いた
実行誘電率(比誘電率)をεreとした場合、配線パター
ン21の特性インピーダンスZ0 および伝搬時間Td
は、
【0006】
【数1】
【0007】となる。したがって、従来では、このよう
な特性を利用して、各配線パターンの幅、厚さ、間隔、
長さあるいは形状などを調整することにより、各配線パ
ターンの特性インピーダンスを整合させるものとなって
いた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のプリント配線板およびその製造方法では、絶縁層が
均一な組成および厚さで構成されていることから、限ら
れた大きさのプリント配線板上で、各配線パターンの
幅、厚さ、間隔、長さあるいは形状などを調整するには
限界があり、同一のプリント配線板上の各領域で大きく
異なる特性インピーダンスを整合させることは実質的に
困難であった。
【0009】また、各配線パターンの幅、厚さ、間隔、
長さあるいは形状などを調整するため、配線パターンを
設計するのにかなりの時間を要するとともに、理論値と
実製品との差が大きく、試作後の特性評価の結果に応じ
て配線パターンの設計を繰り返し実施しなければならな
いことから、所望のプリント配線板を得るまでに膨大な
時間と労力を必要とし、試作あるいは製造コストが上昇
するという問題点があった。
【0010】本発明はこのような課題を解決するための
ものであり、同一配線板上の個々の領域で大きく異なる
特性インピーダンスに整合させることができるととも
に、短時間で所望の特性インピーダンスを有するプリン
ト配線板を設計し、試作・製造することができるプリン
ト配線板およびその製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるプリント配線板は、絶縁層によ
り絶縁された複数の導体層を有し、これら導体層により
所望の回路を形成するプリント配線板において、絶縁層
が、回路の所定部分が形成される領域に所定の誘電率を
有する絶縁層からなるものである。また絶縁層が、回路
の各部が形成される所定領域ごとに異なる誘電率を有す
る絶縁層からなるものである。したがって、回路の所定
部分が形成される領域に対応する絶縁層が、所定の誘電
率を有する絶縁層から構成される。
【0012】また本発明によるプリント配線板の製造方
法は、回路の所定部分が形成される領域の絶縁層とし
て、所定の誘電率を有する絶縁部材を形成するようにし
たものである。また、回路の各部が形成される所定領域
ごとの絶縁層として、それぞれ異なる誘電率を有する絶
縁部材を形成するようにしたものである。さらに、スク
リーン印刷により誘電率の異なる絶縁部材を所望の領域
に形成するようにしたものである。したがって、回路の
所定部分が形成される領域の絶縁層が、所定の誘電率を
有する絶縁部材により形成される。また、これら所定の
誘電率を有する絶縁部材が、スクリーン印刷により所望
の領域に形成される。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態であるプリ
ント配線板の製造方法を示す説明図であり、同図におい
て、(a)〜(c)は同一のプリント配線板上に設けら
れたそれぞれ領域で異なる所定の電気特性(誘電率)を
有する絶縁樹脂により絶縁層を形成する場合の製造方法
を示している。
【0014】1はガラスエポキシ銅張り積層板(例え
ば、日立化成社製:MCL−E−168など)、2は内
層回路(導電層)、3,4はそれぞれ異なる所定の電気
特性(誘電率)を有する絶縁樹脂(絶縁層)、5は接着
剤層(例えば、日立化成ポリマ社製:HA−21な
ど)、6はスルーホール8を形成するための穴、7はメ
ッキレジスト(例えば、日立化成社製:SR−3000
など)、9,10はそれぞれ異なる所定の電気特性を有
する絶縁樹脂3,4上に形成された表面回路(導電層)
である。
【0015】まず、図1(a)に示すように、ガラスエ
ポキシ銅張り積層板1をエッチングすることにより、所
望の内層回路2を形成する。すなわち、表面を洗浄した
ガラスエポキシ銅張り積層板1の表面にフォトレジスト
をコーティングし、各パターンフィルムを重ねて露光す
る。この後、所定のエッチング条件にて塩化第二銅液な
や塩化第二鉄液どのエッチング液によりエッチングし、
清浄(レジスト除去)および乾燥を行う。
【0016】次に、図1(b)に示すように、プリント
配線板の各領域ごとにそれぞれ異なる所定の電気特性
(誘電率)を有する絶縁樹脂3,4をスクリーン印刷法
を用いて形成する。この場合、絶縁樹脂の材料として
は、エポキシ樹脂、マイカ、アミン系硬化剤、Eガラス
粉末などが用いられ、特に無機充填材の量により絶縁樹
脂の誘電率が制御される。
【0017】例えば、エポキシ樹脂40%(比誘電率=
3.5)、Eガラス粉末60%(比誘電率=4.5)か
らなる積層板の比誘電率は4.9程度であるが、エポキ
シ樹脂=70%、マイカ=10%、アミン系硬化剤=2
0%を用いた場合、比誘電率=3.8の絶縁樹脂3が生
成される。また、エポキシ樹脂=50%、Eガラス粉末
=30%、マイカ=10%、アミン系硬化剤=10%で
は、比誘電率=5.0の絶縁樹脂4が生成される。な
お、無機充填材としては、マイカなどの雲母類、水晶、
石英、ガラス類などの無機絶縁材料が用いられる。
【0018】これら絶縁樹脂3,4をインクとしてプリ
ント配線板の所望の領域に、図3に示すようなスクリー
ン印刷法にて、それぞれ形成する。まず、スクリーン印
刷機に製品を多数個取りするため、任意のワークサイズ
にした内層回路2が形成されている積層板1をセット
し、その上に乳剤33によりマスキングされたスクリー
ン版31(テトロンなど)を置く。このスクリーン版3
1にインク化した絶縁樹脂3,4を乗せて、スキージ3
2で印圧を加えながら積層板1上に、インク化した絶縁
樹脂3,4を転写させる。
【0019】この場合、図4に示すように、インクの転
写量はスクリーン版31の紗(メッシュ)厚で決定され
る。スクリーン版31のメッシュ(単位長さ当たりの本
数)が大きいものは紗厚が厚く、メッシュが小さいもの
ほど紗厚が薄くなる。したがって、スクリーン版31の
厚さ、すなわちメッシュの大きさにより、積層板1上に
形成される絶縁層の厚さが制御される。
【0020】ここで、JIS5012に記載されている
ような、配線板の層間における絶縁特性を得るために
は、120〜150μm程度の厚さの絶縁層が必要とな
るが、インクを用いた印刷により形成するには非常に厚
い。また、このような厚さの絶縁層を印刷するには、ス
クリーン版31の紗厚が400〜600μmとなり、メ
ッシュの線間も同様の寸法となることから、スキージ3
2でインク化した絶縁樹脂3,4が積層板1上に転写さ
れても、線間を被覆できるようなレベリング性が絶縁樹
脂3,4に求められる。
【0021】本発明では、アクリル酸を適量添加するこ
とによりインク化した絶縁樹脂3,4のレベリング性を
改善している。実際には、紗厚400〜600のスクリ
ーン版31を用いて、スキージ32で印圧を加えながら
積層板1表面にインク化した絶縁樹脂3,4を転写した
場合、紗が印圧により変形し、その変形した厚み分の絶
縁樹脂3,4が転写される。
【0022】これを、例えば160゜Cで90分間加熱
硬化させることにより、前述の図4に示すように、20
メッシュのスクリーン版では150μm、また40メッ
シュのスクリーン版では95μm程度の絶縁層が形成さ
れる。このようにして、所望の絶縁層厚に応じたスクリ
ーン版を用いて、内層回路2の上から絶縁樹脂3,4を
個々にスクリーン印刷する。
【0023】この後、図1(c)に示すように、絶縁樹
脂3,4の上に接着剤層5を設け、無電解銅めっきを用
いたアディティブ法(CC−41法)により、表面回路
9,10とスルーホール8とを同時に形成する。まず、
スルーホール8用の穴6をドリルにより穴あけするとと
もにマスキングし、スルーホール8および表面回路9,
10に応じたメッキレジスト7を形成する。
【0024】次に、無電解銅めっきの密着性を向上させ
るために接着剤層5の表面にソフトエッチング(微粗化
処理)を行った後、無電解銅めっきを行うことにより、
それぞれの絶縁樹脂3,4の上に表面回路9,10を形
成するとともに、穴6の内壁に内層回路2や他の表面回
路などの各層の回路を接続するスルーホール8を形成す
る。したがって、表面回路9と表面回路10とでは、内
層回路2との間の絶縁層の誘電率が異なるものとなり、
前述の数1で示されるように、各絶縁樹脂3,4が形成
された領域ごとに、それぞれ異なる特性インピーダンス
が得られる。
【0025】このように、プリント配線板の各領域ごと
に異なる電気特性(誘電率)を有する絶縁層を設けたの
で、各領域ごとに所望の特性インピーダンスが得られる
ものとなり、従来のように、各配線パターンの幅、厚
さ、間隔、長さあるいは形状などを調整することにより
所望の特性インピーダンスを得る場合と比較して、配線
パターンを設計する時間を短縮できる。
【0026】また、内層回路2が形成されたガラスエポ
キシ銅張り積層板1の各領域ごとに、電気特性(誘電
率)の異なる絶縁樹脂3,4をスクリーン印刷法により
形成するようにしたので、誘電率から得られる特性イン
ピーダンスの理論値と実製品との差が小さく、試作およ
び評価を多数繰り返すことなく極めて短い時間で所望の
プリント配線板を得ることができ、試作あるいは製造コ
ストを低減させることが可能となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、絶縁層
により絶縁された複数の導体層を有し、これら導体層に
より所望の回路を形成するプリント配線板として、回路
の所定部分が形成される領域に所定の誘電率を有する絶
縁層を形成するようにしたので、これら誘電率の違いに
より各領域ごとに所望の特性インピーダンスが得られる
ものとなり、従来のように、各配線パターンの幅、厚
さ、間隔、長さあるいは形状などを調整することにより
所望の特性インピーダンスを得る場合と比較して、配線
パターンを設計する時間を短縮できる。
【0028】また、回路の所定部分が形成される領域の
絶縁層として、所定の誘電率を有する絶縁部材をスクリ
ーン印刷により形成するようにしたので、誘電率から得
られる特性インピーダンスの理論値と実製品との差が小
さく、試作および評価を多数繰り返すことなく極めて短
い時間で所望のプリント配線板を得ることができ、試作
あるいは製造コストを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態によるプリント配線板
の製造方法を示す説明図である。
【図2】 特性インピーダンスの説明図である。
【図3】 スクリーン印刷法を示す説明図である。
【図4】 メッシュと絶縁層厚との関係を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1…ガラスエポキシ銅張り積層板、2…内層回路(導体
層)、3,4…絶縁樹脂(絶縁層)、5…接着剤、6…
穴、7…めっきレジスト、8…スルーホール、9,10
…表面回路(導体層)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福里 健志郎 栃木県芳賀郡二宮町大字久下田1065番地 日立エーアイシー株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁層により絶縁された複数の導体層を
    有し、これら導体層により所望の回路を形成するプリン
    ト配線板において、 前記絶縁層は、前記回路の所定部分が形成される領域に
    所定の誘電率を有する絶縁層からなることを特徴とする
    プリント配線板。
  2. 【請求項2】 絶縁層により絶縁された複数の導体層を
    有し、これら導体層により所望の回路を形成するプリン
    ト配線板において、 前記絶縁層は、前記回路の各部が形成される所定領域ご
    とに異なる誘電率を有する絶縁層からなることを特徴と
    するプリント配線板。
  3. 【請求項3】 絶縁層により絶縁された複数の導体層を
    有し、これら導体層により所望の回路を形成するプリン
    ト配線板において、 前記回路の所定部分が形成される領域の絶縁層として、
    所定の誘電率を有する絶縁部材を形成するようにしたこ
    とを特徴とするプリント配線板。
  4. 【請求項4】 絶縁層により絶縁された複数の導体層を
    有し、これら導体層により所望の回路を形成するプリン
    ト配線板の製造方法において、 前記回路の各部が形成される所定領域ごとの前記絶縁層
    として、それぞれ異なる誘電率を有する絶縁部材を形成
    するようにしたことを特徴とするプリント配線板の製造
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のプリント配線板の製造方
    法において、 スクリーン印刷により誘電率の異なる絶縁部材を所望の
    領域に形成するようにしたことを特徴とするプリント配
    線板の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6678169B2 (en) 2000-05-31 2004-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Printed circuit board and electronic equipment using the board
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CN107094349A (zh) * 2017-06-20 2017-08-25 广州兴森快捷电路科技有限公司 印制电路板及其制作方法

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