JPH10229281A

JPH10229281A - 端面電極スルーホール配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH10229281A
Application number: JP4493297A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Hasuda; 直暁蓮田; Yukio Takeda; 幸夫竹田; Harumi Kubota; 春實久保田
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金型及びルータービットを用い、銅めっきを
施した導通接続穴（円及び長穴）を切断する際に、導通
接続穴３８及び長穴導通接続穴３９の金属膜にクラック
４５及び剥がれ４４が発生していた。【解決手段】電解銅めっき前に、過マンガン酸を主成
分とするアルカリ溶液を用いて円貫通穴５及び長穴貫通
穴６の内壁の粗化（デスミア）を行い、また電解銅めっ
きを電解ピロリン酸銅７Ａで行い、及び導体回路１０及
び長穴導体回路１１形成後、無電解ニッケルめっき１３
Ａを施し、更に無電解金めっき１３Ｂを行うようにす
る。さらに、導通接続穴８及び長穴導通接続穴９を切断
する際、ポンチ矢１２と抜きポンチ１２Ａのクリアラン
ス１２Ｂが２．０〜１０．０μｍに設定された金型を用
いるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
製造方法に関し、特に半円端面電極及び半長穴端面電極
の導通接続穴を有するプリント配線板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の側面に、半円端
面電極スルーホール４８Ａ及び半長穴端面電極スルーホ
ール４８Ｂを形成するために、電解銅めっきを施した導
体回路４０，４１と同時に形成され導通接続穴３８及び
３９（以下、スルーホールと記載す。）を、金型または
ルータービットにより切断を行っていた。以下、従来の
技術の製造工程について、図１０（ａ）〜（ｅ）及び図
１１（ｆ）〜（ｇ）に基づき、説明する。

【０００３】先ず、図１０（ａ）に示すように、絶縁基
板３３に銅箔３１を用い表裏に圧着積層化し、構成した
ガラスエポキシ樹脂銅張積層板３４を用い、この銅張積
層板３４にマイクロドリルを使い、選択的に円貫通穴３
５、及び長穴貫通穴３６を穿設する（図１０（ｂ））。

【０００４】次いで、電解銅めっきを施すことにより、
やわらかい硬度（２００．ＨＶ）の銅めっき層３７（膜
厚２０〜２５μｍ）を形成する（図１０（ｃ））。次い
で、図１０（ｄ）に示すように、スクリーン印刷法及び
写真工法で公知４０μｍの感光性ドライフィルムをラミ
ネートとし、ネガマスクを用い、露光、現像工程エッチ
ング、剥離工程により、導体回路４０及び長穴導体回路
４１と同時に、導通接続穴３８及び長穴スルーホール３
９を形成する。

【０００５】次いで、ソルダーレジスト４２インクを用
い、スクリーン印刷法、カーテンコーター及びロールコ
ーターを使い、塗布、乾燥する（図１０（ｅ））。

【０００６】次いで前記円スルーホール３８及び長穴ス
ルーホール３９を金型またはルータービットを用い、切
断４３する（図１１（ｆ））。その後、図１１（ｇ）に
示すように半円端面電極スルーホール４８Ａ及び半長穴
端面電極スルーホール４８Ｂからなる外部端子４８Ｃが
得られる端面電極スルーホール配線板の製造方法４９で
ある。

【０００７】次いで、図１２に示すように、従来技術に
係る金型のクリアランス４６は、ポンチ矢４７Ａと抜き
ポンチ４７Ｂの設定を１５０μｍにし切断４３にした歩
留は、板厚０．８^t〜１．２^tにおいて、約５０％程であ
った。

【０００８】次いで、従来技術に係る説明において、図
１３に示すように、前記スルーホール切断面４３に対し
垂直方向からの視点であり、前記金型を用い、クリアラ
ンス１５０μｍでプレス加工時の金属膜の剥れ４４及び
クラック４５が発生したものである。また特開昭５４−
１０９１７１号公報、特開平３−５２２９１号公報及び
特開平３−１０６０９６号公報が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記技
術では、円スルーホール３８及び長穴スルーホール３９
を金型及びルータービットを用い、切断４３を行う場合
に、その衝撃のために、以下に記載するような問題点を
有していた。

【００１０】その問題点としては、従来技術において、
金型（クリアランス１５０μｍ）を用い、電解銅めっき
を施した円スルーホール３８及び長穴スルーホール３９
を切断４３の際の衝撃で円スルーホール３８及び長穴ス
ルーホール３９の内壁の金属膜に、図１３に示す、クラ
ック４５及び剥がれ４４が発生し易い欠点がある。本発
明の目的は、円及び長穴スルーホールを切断を行う際に
発生する金属膜のクラックや剥がれが発生しにくい端面
電極スルーホール配線板の製造方法を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の端面電極スルー
ホール配線板は、この側面に、半円端面電極スルーホー
ル１６Ａ及び半長穴端面電極スルーホール１６Ｂを形成
し、これを外部端子１７Ａとするプリント配線板の製造
方法において、上記課題の解決手段として、前記電解銅
めっきを施す前に、過マンガン酸を主成分とするアルカ
リ溶液を用い、円貫通穴５及び長穴貫通穴６の内壁の粗
化（デスミア）を行うこと、及び電解銅めっきを電解ピ
ロリン酸銅７Ａで行うこと、及び導体回路１０及び長穴
導体回路１１形成後、無電解ニッケルめっき１３Ａを施
し、更に無電解金めっき１３Ｂを行うこと、及び前記製
造工程を経て形成された、円スルーホール８及び長穴ス
ルーホール９を切断１６する際、ポンチ矢１２と抜きポ
ンチ１２Ａのクリアランス１２Ｂが２．０〜１０．０μ
ｍに設けられた金型を用いることにより、従来技術の問
題点のクラック及び剥がれが解決可能となり、接続信頼
性の高い端面電極スルーホール配線板２９が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の端面電極スルーホール配
線板の製造方法２９は、電解銅めっきを施す工程前に、
前記１９円貫通穴５及び長穴貫通穴６の内壁を過マンガ
ン酸を主成分とするアルカリ溶液を用い、この円貫通穴
５及び長穴貫通穴６の内壁の粗化を行い、次いで電解銅
めっきとして、電解ピロリン酸銅７Ａ（Ｃｕ₂Ｐ₂Ｏ₇・
３Ｈ₂Ｏ）を施し、次いで導通接続穴８．９、導体回路
１０及び長穴導体回路１１を形成後に、無電解ニッケル
めっき１３Ａを施し、更に無電解金めっき１３Ｂを施す
ことにより、ピール強度（密着力）とめっき皮膜の硬度
（ＨＶ）が従来の電解銅めっきより一層向上するもので
ある。

【００１３】更に、円スルーホール８及び長穴スルーホ
ール９を金型を用い、切断１６し半円端面電極スルーホ
ール１６Ａ及び半長穴端面電極スルーホール１６Ｂを構
成する際に、ポンチ矢１２と抜きポンチ１２Ａとのクリ
アランス１２Ｂを２．０〜１０．０μｍに設定すること
により、前記金属膜のクラック１９及び剥がれ２０を防
止しようとすることを特徴とする本発明の端面電極スル
ーホール配線板の製造方法２９である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に係わる図１（ａ）〜
（ｂ）、図２（ａ）〜（ｆ）及び図３（ｇ）〜（ｉ）に
基づき、詳細に説明する。

【００１５】

【実施例１】先ず、図２（ａ）は、両面以上の銅箔（１
８μｍ）１を有し、絶縁基板３を圧着積層化し、ガラス
エポキシ樹脂からなる銅張積層板（板厚１．２^t）４で
ある。

【００１６】上記の絶縁基板３は、例えば、基材に樹脂
を含浸乾燥して得られるプリプレグの樹脂を硬化させた
ものであり、上記樹脂としては、例えば、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂等の単独、変成物、混合物等が用
いられる。また上記基材としては、ガラス繊維などの無
機材料の方が耐熱性、耐湿性などに優れているため、特
に限定するものではないが好ましい。本発明において
は、日立化成工業製．商品名．ＭＣＬ−Ｅ−６７．１８
μｍ．Ｗ．板厚（０．８^t，１．０^t，１．２^t，１．
６^t）を用いる。

【００１７】次いで、図２（ｂ）に示すように、選択的
に貫通穴５及び長穴貫通穴６を日立精工製の自動高精度
数値制御穴明機（ＮＤ−４Ｋ１８／１０ＰＭＡＲＫ１０
Ｄ）を使用し穿設する。また長穴貫通穴６の穿設加工条
件を表１に記載する。以下余白。

【００１８】

【表１】

【００１９】また、この円貫通穴５及び長穴貫通穴６を
マイクロドリル以外の穿設する公知例としては、レーザ
ー光（ＹＡＧレーザ．ＣＯ₂ガスレーザ．エキシマレー
ザー）．プラズマ、プレス等があるが、本発明では、前
記のいずれにも限定されるものではない。

【００２０】次いで、図２（ｃ）に示すように、電解銅
めっきとして電解ピロリン酸銅７Ａを施し膜厚２０〜２
５μｍを形成し、めっき皮膜硬度４００ＨＶが得られ
る。

【００２１】この電解ピロリン酸銅めっき７を施す前
に、週マンガン酸を主成分とするアルカリ溶液を用い、
円貫通穴５及び長穴貫通穴６内壁に粗化、化学銅めっき
を施し、図２（ｃ）となる。

【００２２】次いで、公知のスクリーン印刷法及び写真
工法を使い、図２（ｄ）に示す導体回路１０と長穴導体
回路１１と、導通接続穴８と、長穴導通接続穴９を形成
する。

【００２３】次いで、本発明の上記形成の実施例とし
て、以下に記載する。その第１として、公知の感光性ド
ライフィルム（日立化成工業製．商品名．Ｈ−Ｎ２４
０）を用い、自動ラミネート（加熱ロール温度１１０±
１０℃、ロール圧力３．０〜４．０kg・ｆ／cm²、速度
１．０〜２．０ｍ／分、加熱圧着ロール材質シリコン
材）とする（図２（ｄ））。但し、ラミネート前の電解
銅めっき施した基板４表面温度は、４０〜６０℃の範囲
で行う。

【００２４】その第２として、導通接続穴８．９、導体
回路１０、長穴導体回路１１、形成用ネガマスクを用
い、ＵＶ自動露光（露光光源は、高圧水銀灯または超高
圧水銀灯であり、感光主波長は３６５ｎｍ）を４１段ス
テップタブレット２３±３段に設定して焼付を行う（図
２（ｄ））。

【００２５】次いで、アルカリ現像（現像液３０±２
℃、１．０±０．３wt％無水Ｎａ₂ＣＯ₃水溶液、スプレ
ー圧１．５〜２．０kg・ｆ／cm²）工程と、塩化第２鉄
溶液を用いてエッチングにより溶解除去する工程と、そ
の後、エッチングレジストも苛性ソーダ（苛性ソーダ水
溶液２．５〜３．５wt％、温度５０±５℃、スプレー圧
１．５kg・ｆ／cm²以上）で除去し、導体回路１０及び
長穴導体回路１１と導通接続穴８及び長穴導通接続穴９
を形成する（図２（ｄ））。

【００２６】次いで、図２（ｅ）．（ｆ）に示すよう
に、更に膜厚３．０μｍの無電解ニッケルめっき１３Ａ
を施し、このめっき１３Ａ皮膜硬度が６００ＨＶ得られ
る。次いで、更に、膜厚０．０３μｍ無電解めっき１３
Ｂを施す。これらのめっき層からなる穴径φ０．３５の
スルーホール１８と、穴径φ０．５のスルーホール１８
Ａと、穴径φ０．８のスルーホール１８Ｂと穴径φ１．
０のスルーホール１８Ｃと穴径φ２．０のスルーホール
１８Ｄを形成（図４参照のこと。）する。

【００２７】次いで、図３（ｇ）に示すように、光硬化
性を有する液状フォトソルダーレジスト１５（太陽イン
ク製商品名、ＰＳＲ−４０００．ＣＣ０１．ＣＡ−４
０、粘度５０±１０ＰＳ、不揮発分７４wt％、比重１．
４５、混合比率、主剤８５硬化剤１５（重量比率））を
全面に塗布し、仮乾燥する。

【００２８】この種のフォトソルダーレジスト１５の成
分は、エポキシ樹脂を主成分として、更に、硫酸バリウ
ム、シリカ等のフイラー、光重合開始剤（芳香族カルボ
ニル化合物）、硬化剤（アクリル酸エステル）、着色剤
（フタロシアニングリーン）や有機溶剤等からなる。ま
た、フォトソルダーレジスト１５を塗布する方法として
は、例えば表裏同時Ｗスクリーン印刷法、ロールコータ
ー、カーテンコーターや電着吹付塗布法等の公知が挙げ
られるが、本実施例では、スリット幅０．５mmのスリッ
ト式カーテンコーターを用いる。

【００２９】次いで、フォトツール（マスクフィルム）
を用い、ＣＣＤカメラを備えた高精度位置決め方式の全
自動露光機（メタルハライドランプ７．５ＫＷ×３灯、
主波長域３００ｎｍ〜４００ｎｍ、感光量６００ｍＪ／
cm²、コンベアスピード５ｍ／分）、ＴＮ−８９０ＬＲ
／Ｂ，ＴＮ−００４７１（カメラ）を使い、画像処理す
る。次いで、露光処理後、１．０wt％無水炭酸ナトリウ
ム水溶液、温度３０±２℃による現像工程と、温度１６
０℃で４０分間Ｖケット式連続乾燥炉を使い、本乾燥し
図３（ｇ）となる。

【００３０】次いで、図３（ｈ）に示すように、長穴導
通接続穴９及び導通接続穴８の穴径の半分の位置を（図
６、図７、図８を参照のこと。）金型およびルータービ
ット（ＮＲ−４Ｅ．テーブル送り１．１〜１．２ｍ／
分、３００００回転数／０．３ｍ／分）を使い、切断１
６を行い

【００３１】半円端面電極スルーホール１６Ａと半長穴
端面電極スルーホール１６Ｂと、半円ランド２６と、半
長穴ランド２７とソルダーレジスト１５とからなる外部
端子１７Ａとなり図３（ｉ）となる。

【００３２】次いで上記の金型ポンチ矢１２（ハイス）
と抜きポンチ１２Ａ（ダイス）とのクリアランス１２Ｂ
（図５参照のこと。）の実施例１において、１００μｍ
２１（図６参照のこと。）と、本発明クリアランス１２
Ｂを２μｍ２３（図８参照のこと。）、と１０μｍ２２
（図７参照のこと。）とに設定し、次に各クリアランス
（ａ）２１、（ｂ）２２、及び（ｃ）２３で、各スルー
ホール穴径が１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ
で、それぞれの板厚が０．８^t，１．０^t，１．２^t，
１．６^tにおいて、端面電極スルーホール配線板、２１
（ａ），２２（ｂ），２３（ｃ）を形成し、実施例図６
と本発明の図７及び図８となる。

【００３３】次いで、完成した端面電極スルーホール２
１（ａ），２２（ｂ），２３（ｃ）を実体顕微鏡で観察
した結果、端面電極スルーホール２１（ａ）は、従来技
術で問題点（クリアランス１５０μｍ）となっていた、
円スルーホール８及び長穴スルーホール９の金属膜のク
ラック１９や剥がれ２０が数多く見られたのに対し、端
面電極スルーホール２２（ｂ）及び２３（ｃ）は、円ス
ルーホール８及び長穴スルーホール９の金属膜のクラッ
ク１９や剥がれ２０がほとんど見られなかった。

【００３４】次いで、図９に示すように、円スルーホー
ル８及び長穴スルーホール９の金属膜の剥がれ２０の限
度基準を厚み方向２４が板厚の１／４以下、かつ中心方
向２５が端面スルーホール径の１／４以下と定め、限度
基準を満たす端面電極スルーホールを良、満たさない端
面電極スルーホールを不良として、全穴（２００穴）に
対する良の割合（歩留あり）を計算した。その結果とし
て、端面電極スルーホール２１（ａ）クリアランス１０
０μｍは、どの板厚（０．８^t，１．０^t，１．２^t，
１．６^t）においても歩留まりが９０％以下であり、端
面電極スルーホール２２（ｂ）クリアランス１０μｍ及
び２３（ｃ）クリアランス２．０μｍは、本発明の製造
方法２９であり、いずれも板厚０．８^t〜１．２^tにおい
ては、歩留まり９５％以上を得ることができ、スルーホ
ール金属膜におけるクラック１９及び剥がれ２０が発生
することがなく、接続信頼性も高く確保できる端面電極
スルーホール配線板の製造方法２９である。

【００３５】かかる構成により、本発明の端面電極スル
ーホールプリント配線板の評価結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】以下余白。

【００３７】次いで、図１（ａ）に示すように、本発明
の端面電極スルーホール配線板２９の要部斜視図であり
円貫通穴内壁５に粗化処理したもので、絶縁基板３と、
半円端面電極スルーホール１６Ａ、と電解ピロリン酸銅
７Ａ、と導体回路１０、と無電解ニッケルめっき１３
Ａ、と無電解金めっき１３Ｂ、と半円ランド２６、とソ
ルダーレジスト１５とからなる本発明の外部端子１７Ａ
である。

【００３８】また図１（ｂ）の要部斜視図は、長穴貫通
穴内壁６に粗化処理したもので、絶縁基板３、と電解ピ
ロリン酸銅７Ａ、と無電解ニッケルめっき１３Ａ、と無
電解金めっき１３Ｂ、と長穴端面電極スルーホール１６
Ｂ、と半長穴ランド２７と導体回路１１、とソルダーレ
ジスト１５とからなる本発明の外部端子１７Ａである。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように構
成されているので、次に列挙する特有な効果を奏する。

【００４０】（１）本発明によれば、従来技術で課題と
なっていた、金属膜のクラック１９や剥がれ２０の抑制
が可能となり、接続信頼性の高いものが確保でき、外観
仕様を満足でき得る端面電極スルーホール配線板２９を
得ることが可能となり、産業上寄与する効果は極めて大
である。

【００４１】（２）本発明によれば、スルーホール（円
及び長穴）切断１６においては、金型プレス加工法また
はルーター加工法が適用でき、特に、金型プレス加工法
において、クリアランス１２Ｂを２．０μｍ〜１０．０
μｍに設定することにより、板厚０．８ｔ〜１．２ｔに
おいて、歩留が９５％以上を確保可能となり作業効率が
向上し、経済面の効果も大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の端面電極スルーホ
ール配線板の要部斜視図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例を説明する
工程順に示した断面図で、（ｆ）は、（ｅ）に対応する
平面図である。

【図３】（ｇ）〜（ｉ）は、本発明の実施例を説明する
工程順に示した断面図。

【図４】本発明の穴径別実施例の断面図である。

【図５】本発明の実施例を説明する金型クリアランスの
要部斜視図である。

【図６】本発明の実施例金型クリアランス１００μｍで
切断した断面図。

【図７】本発明の実施例金型クリアランス１０μｍで切
断した断面図。

【図８】本発明の実施例金型クリアランス２μｍで切断
した断面図。

【図９】本発明の実施例の限度基準要部の斜視図。（切
断面１６に対し、垂直方向からの視点）

【図１０】（ａ）〜（ｅ）は従来技術に係る製造工程の
断面図である。

【図１１】（ｆ）〜（ｇ）は従来技術に係る製造工程の
断面図である。

【図１２】従来技術に係る金型クリアランス（１５０μ
ｍ）の要部斜視図である。

【図１３】従来技術に係る端面電極スルーホールの金属
膜のクラック及び剥がれ図の要部斜視図である。

【符号の説明】

１…銅箔３…絶縁基板４…銅張積層板５…円貫通
穴６…長穴貫通穴７…銅めっき層７Ａ…電解ピロリン酸銅８…導通接続穴（円、スルーホール）９…長穴導通接続穴（長穴、スルーホール）１０…導
体回路（円）１１…導体回路（長穴）１２…ポンチ矢１２Ａ…抜
きポンチ１２Ｂ…クリアランス１３Ａ…無電解ニッケルめっき１３Ｂ…無電解金めっき１５…ソルダーレジスト１
６…切断１６Ａ…半円、端面電極スルーホール１６Ｂ…半長穴
端面電極スルーホール１７Ａ…外部端子１８…穴径φ０．３５１８Ａ…穴
径φ０．５１８Ｂ…穴径φ０．８１８Ｃ…穴径φ１．０１８Ｄ
…穴径φ２．０１９…クラック２０…剥がれ２１…（ａ）：クリアランスが１００μｍの金型を用い
切断した端面電極スルーホール２２…（ｂ）：クリアランスが１０μｍの金型を用い切
断した端面電極スルーホール２３…（ｃ）：クリアランスが２μｍの金型を用い切断
した端面電極スルーホール２４…厚み方向への剥がれ量２５…中心方向への剥が
れ量２６…半円ランド２７…半長穴ランド２９…本発明の端面電極スルーホール配線板の製造方法
３１…銅箔３３…絶縁基板３４…銅張積層板３５…円貫通穴
３６…長穴貫通穴３７…銅めっき層３８…導通接続穴（円スルーホー
ル）３９…長穴導通接続穴（長穴スルーホール）４０…導
体回路（円）４１…導体回路（長穴）４２…ソルダーレジスト４
３…切断４４…剥がれ４５…クラック４６…クリアランス
４７Ａ…ポンチ矢４７Ｂ…抜きポンチ４８Ａ…半円端面電極スルーホー
ル４８Ｂ…半長穴端面電極スルーホール４８Ｃ…外部端
子４９…従来技術に係る端面電極スルーホール配線板の製
造方法

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両面以上のプリント配線板の側面に、半
円端面電極スルーホール（１６Ａ）及び半長穴端面電極
スルーホール（１６Ｂ）を形成しこれを外部端子（１７
Ａ）とする端面電極スルーホール配線板の製造方法にお
いて、絶縁基板（３）の表裏に銅箔（１）を圧着積層化
し、ガラスエポキシ樹脂銅張積層板（４）を構成後、こ
の銅張積層板（４）を選択的に円貫通穴（５）及び長穴
貫通穴（６）を穿設する工程と、この円貫通穴（５）及
び長穴貫通穴（６）内壁を過マンガン酸を主成分とする
アルカリ溶液を用い、この円貫通穴（５）及び長穴貫通
穴（６）の内壁を粗化する工程と、上記銅箔（１）表裏
面に電解銅めっきを施す工程と、次いで、導体回路（１
０）及び長穴導体回路（１１）と導通接続穴（８）及び
長穴導通接続穴（９）を形成後、無電解ニッケルめっき
（１３Ａ）施し、更に無電解金めっき（１３Ｂ）を施す
工程と、上記導通接続穴（８）及び長穴導通接続穴
（９）を金型を用い、半円端面電極スルーホール（１６
Ａ）及び半長穴端面電極スルーホール（１６Ｂ）に切断
する工程を有することを特徴とする端面電極スルーホー
ル配線板の製造方法（２９）。
【請求項２】請求項１記載の電解銅めっきを行う工程
において、電解ピロリン酸銅（７Ａ）を用いることを特
徴とする端面電極スルーホール配線板の製造方法（２
９）。
【請求項３】請求項１において、金型を用い、半円端
面電極スルーホール（１６Ａ）及び半長穴端面電極スル
ーホール（１６Ｂ）に切断（１６）する工程において、
ポンチ矢（１２）と抜きポンチ（１２Ａ）のクリアラン
ス（１２Ｂ）が２．０〜１０．０μｍに設定された金型
を用いることを特徴とする端面電極スルーホール配線板
の製造方法（２９）。