JPH1187924A - 非貫通ビアホールを有する多層プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高密度配線に有利な非貫通ビアホールを有する
多層プリント配線板を低コストでかつ高歩留りで生産す
る。 【解決手段】絶縁性樹脂で充填されたビアホールとその
外層方向の同軸上に連なるビアホールとが直接接続す
る。また、絶縁性樹脂の充填は層間絶縁性樹脂の形成と
同時に行われる。 【効果】樹脂を充填する工程と充填した樹脂の表面に金
属膜を形成する工程が省略できるため、低コストでかつ
高歩留り非貫通ビアホールを有する多層プリント配線板
を生産できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非貫通ビアホール
を有する多層プリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層プリント配線板に非貫通ビアホール
（以下、ビアホールという）を採用することは、配線設
計の自由度が増し、高密度配線への対応に適している。
高密度配線には、設計上ビアホールと該ビアホールの１
層外層側にあるビアホールが外層面から透視して重なる
ように配置する。これを実現するには、図２に示す構造
が開示されている。すなわちビアホールを有する多層プ
リント配線板の一例を断面で示したものである。該多層
プリント配線板の一般的な製造方法は、まず、内層回路
３を形成した基材２の表面に層間絶縁性樹脂４ａを形成
した後、レーザー又はプラズマアッシング若しくはフォ
トビアホールによりビアホール５を形成する。次に、ス
パッタリング又はめっきで層間絶縁性樹脂４ａの表面に
金属層を形成し、エッチングしてビアホール５の導電層
６ａ及び内層回路６ｂを得る。次に層間絶縁性樹脂４ｂ
を形成し、レーザーやプラズマアッシング若しくはフォ
トビアホールによりビアホール５と外層方向のほぼ同軸
上にビアホール７を形成する。この時、ビアホール５の
導電層６ａは露出している。次に、スパッタリング又は
めっきで層間絶縁性樹脂４ｂの表面に金属層を形成し、
エッチングしてビアホール７の導電層８ａ及び内層回路
８ｂを形成する。これを繰り返すことにより、ビアホー
ルを有する多層プリント配線板１を得る。しかし、この
構造によると外層側にあるビアホールの深さが増すた
め、ビアホールの導電層のつきまわりが悪くなったり、
ビアホール内への層間絶縁性樹脂の充填が困難となり表
面の平坦性が悪くなったりする。このような欠点を解決
する方法が特開平7−283538 号公報で開度されている。
その方法を図２を用いて説明する。ビアホール１３にア
ディティブ法でめっきして導電層１５ａ及び内層回路１
５ｂを形成した後、ビアホール１３に導電性又は非導電
性の充填材１６を充填する。次に、導電層１４ａ及び内
層回路１４ｂの表面にスパッタリング又はめっきにより
金属膜１７を形成する。これを繰り返すことにより多層
化している。また、これに類似した方法として、ビアホ
ール１３の導電層１５ａ及び内層回路１５ｂの形成をサ
ブトラクティブ法で行う方法がある。この場合、ビアホ
ール１３を形成した層間絶縁性樹脂12ａの表面にパネル
めっきを行い、ビアホール１３に充填材１６を充填す
る。次に充填材１６及びパネルめっき表面にスパッタリ
ング又はめっきにより金属膜１７を形成し、エッチング
によりビアホール１３の導電層１５ａ及び内層回路１５
ｂを形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は充填材１６を充填する工程と金属膜１７を形成する工
程が必要となる。また、金属膜１７の形成をめっきで行
う場合には、めっきの前処理の工程が必要となる上、充
填材１６との密着性を考慮しなくてはならない。金属膜
１７の形成をスパッタリングで行う場合には、永久レジ
スト１４に金属膜１７が形成しないようにするか、形成
した金属膜１７を取り除くことをしなければならない。
このように工程が長くなるため、歩留りの低下やコスト
が高くなるなどの欠点がある。また、サブトラクティブ
法で行う場合、パネルめっきの厚みに金属膜１７を加え
た厚みをエッチングして内層回路１５ｂを形成するため
挟ピッチ配線が不利となる。

【０００４】本発明の目的は、高密度化に対応できる多
層プリント配線板を歩留りが良く、低コストで提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、図１に示すように、ビアホール２２は
層間絶縁性樹脂２１で充填されており、ビアホールめっ
き２３ａの外層側端面が層方向のほぼ同軸上の１層外側
にあるビアホール２４のビアホールめっき２５ａと直接
接続している。すなわち、ビアホールへの充填材は層間
絶縁性樹脂と同一樹脂であり、ビアホールへの充填は層
間絶縁性樹脂の形成と同時に成される。そのため、充填
材を必要とせず、充填する工程及び金属膜を形成する工
程も必要としない。

【０００６】また、ビアホールめっき２３ａとビアホー
ルめっき２５ａとが直接接続する構造であり、間に金属
膜等を介さないため接続信頼性にも優れている。また、
請求項２記載の発明では、図４に示すように、ビアホー
ル３０は層間絶縁性樹脂２９で充填されており、ビアホ
ールめっき３１ａの外層側端面３１ｃ及び内側面31ｄが
層方向のほぼ同軸上の１層外側にあるビアホール３２の
ビアホールめっき33ａと直接接続している。すなわち、
請求項１記載の発明と同様、ビアホールへの充填材は層
間絶縁性樹脂と同一樹脂であり、ビアホールへの充填は
層間絶縁性樹脂の形成と同時に成される。そのため、充
填材を必要とせず、充填する工程及び金属膜を形成する
工程も必要としない。また、ビアホールめっき３１ａの
外層側端面３１ｃから内側面３１ｄにかけてビアホール
めっき３３ａが直接接続しているため、より接続信頼性
を高めることができる。

【０００７】本発明により、高密度化に対応できる工程
が短縮できるため、歩留りが良く、低コスト多層プリン
ト配線板を提供することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕本発明の具体的な実施例１について図５を
用いて説明する。まず、１８μｍ厚の銅箔３４ａと基材
３４ｂとからなる片面銅張りガラスエポキシ積層板３４
（日立化成工業社製；ＭＣＬ−Ｅ６７）を所要の大きさ
に裁断する（図５（ａ））。次に、所定のエッチングに
より内層回路３４ｃを形成し、３０℃の粗化液（硫酸５
ml／ｌ，過硫酸アンモニウム２００ｇ／ｌ）で２分間処
理して内層回路34ｃ表面に微細な凹凸を形成した。これ
を水洗後、７０℃の酸化膜形成液（リン酸三ナトリウム
３０ｇ／ｌ，過塩素酸ナトリウム１００ｇ／ｌ，水酸化
ナトリウム１２ｇ／ｌ）で５分間処理して前記凹凸面に
酸化膜を得た。

【０００９】次いで、水洗後、４５℃の還元液（ジメチ
ルアミノボラン１０ｇ／ｌ，水酸化ナトリウム１０ｇ／
ｌ）で１分間処理して、前記酸化膜を還元した後、水
洗，乾燥し酸化還元膜を得た（図５（ｂ））。

【００１０】

【表１】

【００１１】次に、表１に示す絶縁性樹脂Ａを用い１５
本／cmのステンレスメッシュスクリーンで印刷塗工し、
８０℃の乾燥炉で３０分間乾燥して、厚さ約５０μｍの
層間絶縁性樹脂３５ａを得た（図５（ｃ））。次に、フ
ィルムマスクを層間絶縁性樹脂３５ａの表面に密着し、
超高圧水銀ランプで紫外線を７００ｍＪ／cm² 照射して
露光し、４０℃の現像液（炭酸ナトリウム；１０ｇ／
ｌ）を１.８kgf／cm² の圧力で２分間スプレー処理し、
水洗後１５０℃の乾燥炉で３０分間硬化し外層側端部の
直径約１００μｍのビアホール３６を形成した（図５
（ｄ））。

【００１２】次に、層間絶縁性樹脂３５ａを粗化するた
めに８０℃、ｐＨ１４の過マンガン酸水溶液（過マンガ
ン酸カリウム６０ｇ／ｌ）で５分間処理し、水洗後４０
℃の中和液（硫酸ヒドロキシルアミン３０ｇ／ｌ）で５
分間処理した。さらに水洗後、めっき触媒液（日立化成
工業社製；HB101B）で５分間処理して、水洗後、活性化
液（日立化成工業社製；ADP601）で５分間処理した。次
いで水洗後、３８℃のフラッシュ銅めっき液（日立化成
工業社製；ＣＵＳＴ２０００）で３０分間処理して、
０.５μｍ 厚の銅めっき膜を全面に形成し、水洗，乾燥
した。続いて、電気銅めっき液(硫酸銅２００ｇ／ｌ，
硫酸１０ｇ／ｌ)で電流密度１.５Ａ／ｄｍ²，６０分間
銅めっきを行い、水洗後１７０℃の乾燥炉で４０分間硬
化し厚さ約２０μｍの銅めっき膜３７を得た（図５
（ｅ））。

【００１３】次に、図５（ｂ）と同様の処理によりビア
ホールめっき３７ａ及び内層回路３７ｂを形成し、表面
に微細な凹凸を有する酸化還元膜を得た（図５
（ｆ））。次に、図５（ｃ）と同様の処理により層間絶
縁性樹脂３５ｂを形成すると同時にビアホール３６内に
層間絶縁性樹脂３５ｃを充填し、８０℃の乾燥炉で３０
分間乾燥した（図５（ｇ））。この時、層間絶縁性樹脂
３５ｂの厚さは、層間絶縁性樹脂３５ａの外層側端面か
ら約５０μｍであった。

【００１４】次に、図５(ｄ)と同様に露光，現像，硬化
し、ビアホール３６と外層方向のほぼ同軸上に外層側端
部の直径約１００μｍのビアホール３８を得た（図５
(ｈ)）。次に、図５（ｅ）と同様の処理により、厚さ約
２０μｍの銅めっき膜３９を得た（図５（ｉ））。次
に、図５（ｂ）と同様にエッチングによりビアホールめ
っき３９ａ及び外層回路３９ｂを得た（図５（ｊ））。
これにより、ビアホール３６の外層方向のほぼ同軸上に
ビアホール３８があり、かつビアホールめっき３７ａの
外層側端面とビアホールめっき３９ａが直接接続する多
層プリント配線板４０を得た。この多層プリント配線板
４０は、２６０℃のグリセリンに１分間の浸漬処理を１
０回繰り返しても、初期のビアホールシリーズ抵抗（穴
数１００個）の上昇率が１０％以内であった。

【００１５】〔実施例２〕実施例２については、実施例
１のビアホール３８の形成で現像の時間を１５０秒に変
えて、ビアホールめっき３７ａの内側面がビアホール深
さ方向に約１０μｍほど露出するようにした。それ以外
の工程は実施例１に準じて行い、ビアホール３６の外層
方向のほぼ同軸上にビアホール３８があり、かつビアホ
ールめっき３７ａの外層側端面から内側面にかけてビア
ホールめっき３９ａが直接接続する多層プリント配線板
４０を得た。この多層プリント配線板４０に２６０℃の
グリセリンに１分間の浸漬処理を２０回繰り返しても、
初期のビアホールシリーズ抵抗（穴数１００個）の上昇
率が１０％以内であった。

【００１６】〔実施例３〕実施例３については、実施例
１の方法に準じて内層回路３４ｃに黒化還元膜を形成す
るところまで行った。次に表１に示す絶縁性樹脂Ｂを用
い１５本／cmのステンレスメッシュスクリーンで印刷塗
工し、１７０℃の乾燥炉で９０分間乾燥して、厚さ約５
０μｍの層間絶縁性樹脂３５ａを得た。

【００１７】次にメタルマスクを介して内層回路３４ｃ
が露出するようにエキシマレーザーのパルスを調整して
照射し、外層側端部の直径約１００μｍのビアホール３
６を形成した。次に、実施例１の方法に準じて層間絶縁
性樹脂３５ａの粗化からビアホールめっき３７ａ及び内
層回路３７ｂの酸化還元膜の形成までを行った。層間絶
縁性樹脂３５ａと同様に絶縁性樹脂Ｂを印刷塗工して、
層間絶縁性樹脂３５ｂを形成すると同時にビアホール３
６内に層間絶縁性樹脂３５ｃを充填し、１７０℃の乾燥
炉で９０分間乾燥した。この時、層間絶縁性樹脂３５ｂ
の厚さは、層間絶縁性樹脂３５ａの外層側端面から約５
０μｍであった。

【００１８】次に、メタルマスクを介してビアホールめ
っき３７ａの外層側端面が露出するようにエキシマレー
ザーのパルスを調整して照射し、外層側端部の直径約１
００μｍのビアホール３８を形成した。

【００１９】次に、実施例１の方法に準じて粗化からビ
アホールめっき３９ａ及び外層回路３９ｂの形成まで行
った。これにより、ビアホール３６の外層方向のほぼ同
軸上にビアホール３８があり、かつビアホールめっき３
７ａの外層側端面とビアホールめっき３９ａが直接接続
する多層プリント配線板４０を得た。この多層プリント
配線板４０に２６０℃のグリセリンに１分間の浸漬処理
を１０回繰り返しても、初期のビアホールシリーズ抵抗
（穴数１００個）の上昇率が１０％以内であった。

【００２０】〔実施例４〕実施例４については、ビアホ
ール３６，３８の形成をプラズマアッシングを用いて行
った。それ以外の工程は実施例３に準じて行い、ビアホ
ール３６の外層方向のほぼ同軸上にビアホール３８があ
り、かつビアホールめっき３７ａの外層側端面とビアホ
ールめっき３９ａが直接接続する多層プリント配線板４
０を得た。この多層プリント配線板４０に２６０℃のグ
リセリンに１分間の浸漬処理を１０回繰り返しても、初
期のビアホールシリーズ抵抗（穴数１００個）の上昇率
が１０％以内であった。

【００２１】〔実施例５〕実施例５については、実施例
３のビアホール３８の形成でエキシマレーザーのパルス
をビアホールめっき３７ａの内側面がビアホール深さ方
向に約１０μｍほど露出するように調整して照射した。
それ以外の工程は実施例３に準じて行い、ビアホール３
６の外層方向のほぼ同軸上にビアホール３８があり、か
つビアホールめっき３７ａの外層側端面から内側面にか
けてビアホールめっき３９ａが直接接続する多層プリン
ト配線板４０を得た。この多層プリント配線板４０に２
６０℃のグリセリンに１分間の浸漬処理を２０回繰り返
しても、初期のビアホールシリーズ抵抗（穴数１００
個）の上昇率が１０％以内であった。

【００２２】〔実施例６〕実施例６については、ビアホ
ール３６，３８の形成をプラズマアッシングを用いて行
った。それ以外の工程は実施例５に準じて行い、ビアホ
ール３６の外層方向のほぼ同軸上にビアホール３８があ
り、かつビアホールめっき３７ａの外層側端面から内側
面にかけてビアホールめっき３９ａが直接接続する多層
プリント配線板４０を得た。この多層プリント配線板４
０に２６０℃のグリセリンに１分間の浸漬処理を２０回
繰り返しても、初期のビアホールシリーズ抵抗（穴数１
００個）の上昇率が１０％以内であった。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、ビアホールへの樹脂の充
填が層間絶縁性樹脂の形成と同時にできる上、外層方向
の同軸上に連なるビアホールの接続が直接できるため、
工程が短縮でき低コスト化が図れ、また歩留りも向上す
る。したがって、高密度配線に有利な非貫通ビアホール
を有する多層プリント配線板を高い生産性で得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明を示す概略断面図である。

【図２】従来技術の非貫通ビアホールを有する多層プリ
ント配線板の概略断面図である。

【図３】従来技術の非貫通ビアホールを有する多層プリ
ント配線板の概略断面図である。

【図４】請求項２記載の発明を示す概略断面図である。

【図５】本発明を実施するための多層プリント配線板の
製造プロセスを示す概略断面図である。

【符号の説明】 １，９，１８，２６，４０…多層プリント配線板、２，
１０，１９，２７，３４ｂ…基材、３，６ｂ，８ｂ，１
１，１５ｂ，２０，２３ｂ，２５ｂ，２８，３１ｂ，３
３ｂ，３４ｃ，３７ｂ…内層回路、４ａ，４ｂ，４ｃ，
１２ａ，12ｂ，１２ｃ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２
９，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ…層間絶縁性樹脂、５，
７，１３，２２，２４，３０，３２，３６，３８…ビア
ホール、６ａ，８ａ，１５ａ…導電層、１４…永久レジ
スト、１６…充填材、１７…金属膜、２３ａ，２５ａ，
３１ａ，３３ａ，３７ａ，３９ａ…ビアホールめっき、
３１ｃ…外層側端面、３１ｄ…内側面、３４…片面銅張
りガラスエポキシ積層板、３４ａ…銅箔、３７，３９…
銅めっき膜、３９ｂ…外層回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 峰雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 赤星 晴夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮崎 政志 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非貫通ビアホールを有する多層プリント配
   線板において、層間絶縁性樹脂と同一の樹脂で充填され
   た非貫通ビアホールのめっきの外層側端面と該ビアホー
   ルの層方向のほぼ同軸上の１層外側にある非貫通ビアホ
   ールのめっきとが直接接続しあうことを特徴とする多層
   プリント配線板。
2. 【請求項２】非貫通ビアホールを有する多層プリント配
   線板において、層間絶縁性樹脂と同一の樹脂で充填され
   た非貫通ビアホールのめっきの内側面から外層側端面に
   かけて該ビアホールの層方向のほぼ同軸上の１層外側に
   ある非貫通ビアホールのめっきとが直接接続しあうこと
   を特徴とする多層プリント配線板。