JP2001053452A - プリント配線板のパターン位置合わせ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント配線板設計時の製造許容誤差を更に小
さくする。 【解決手段】従来の基準孔合わせの方式を全面的に見直
し、合わせ誤差に類するパターンの相対的位置ずれを減
少する新たな位置合わせ基準を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多層プリント配線板
の製造工程に係り、パターン位置合わせ方式に関するも
のである。ここで、パターン位置合わせとは、各層のパ
ターン同志、パターンに対してスルーホール、スルーホ
ールに対してパターンの位置合わせの総称とする。

【０００２】

【従来の技術】多層プリント配線板を製造するには、各
層のパターン位置およびスルーホール位置の相対的ずれ
量を設計時の許容誤差範囲内に抑える必要がある。従来
から、位置合わせのために基準孔合わせ方式を採用する
ことが一般的に行われている。すなわち、製造用治具は
すべて基準孔位置を基準に作成し、内層用基材に穿設し
た内層材基準孔を製造工程中のすべての位置合わせ基準
とすることでパターンおよびスルーホールの位置のずれ
量を許容範囲内に抑える方式である。

【０００３】以下、従来工法における基準孔合わせ方式
について工程図に従い具体例を説明する。図４は、精細
パターンを形成するのに有利なセミアディティブ工法ビ
ルドアッププリント配線板の主要工程の例を示す。基準
孔合わせに関連する工程名には先頭に丸付き数字を付与
してある。 コア層内層製作においては、内層基材に予め穿設した
内層材基準孔と内層パターンフィルム上に設けた位置合
わせマークを合わせて、内層基材上にパターン形成す
る。コア層積層においては、各内層の内層材基準孔を
ボンディングプレートの基準ピンで固定して積層するこ
とにより各層の導体パターンの位置を合わせる。コア
層ＩＶＨ用孔穿設においては、基準孔でＮＣドリルマシ
ンのベッドに固定しＩＶＨ用孔を穿設する。ドリルデー
タの原点とドリルマシンの原点は共に基準孔との位置関
係の整合をとることで合わせを行っている。コア層レ
ジスト処理工程でのパターン露光時のマスクフィルム合
わせは、基準孔とマスクフィルムに設けた位置合わせマ
ークで露光機内臓のカメラアライメント機構により行
う。ビルド層ビアホール用孔穿設においては、基準孔
で位置合わせしてレーザにより穿孔することで基準孔と
ビアホールの位置合わせを行う。ビルド層レジスト処
理工程におけるマスクフィルム合わせは、基準孔とマス
クフィルムの位置合わせマークを使用し露光機内臓のカ
メラアライメント機構により行う。図５は、基準孔およ
び前記ビルド層レジスト処理工程におけるマスクフィ
ルム合わせに使用するマスクフィルム位置合わせマーク
の従来工法具体例を示す。１２は基材１０の基準孔を、
１３はマスクフィルム１１の位置合わせマークを示す。

【０００４】上記のように、従来の基準孔合わせの方式
は、すべての合わせの基準を基準孔にしているので一見
合理的であるが、基準孔には次のような問題がある。内
層材基準孔は真円に近似しており、項の内層パターン
形成時に位置合わせ基準としての使用ならびに項の積
層準備時に積層用治具であるボンディングプレートのス
タックピンへの挿入固定に適切である。しかしながら、
の積層時の加熱加圧により各内層基材の微妙な伸縮と
接着材であるプリプレグの樹脂の流れがあり、前記ボン
ディングプレートのスタックピン位置で、スタックピン
を抜いた形状で基準孔が形成される。従って、基準孔と
呼んではいるものの前記したように形成段階ですでに誤
差を含んだものであることと、円筒状に抜けた基準孔の
形状は完全な円筒形状ではなく微妙に変形した形状であ
る。この微妙な変形は、ピンでドリルマシンへ固定する
場合は問題ないが、位置検出カメラで見た場合に中心位
置検出誤差となって現れる。また、その後に続くパネル
銅めっきにおいて微妙に変形した基準孔内周形状の歪み
が強調され、特に視覚的にすなわち前記位置検出カメラ
で見た場合に強調される。

【０００５】一方、プリント配線板製造時の誤差は、合
わせ誤差以外に基材の伸縮、マスクフィルムの伸縮があ
り、また設備や工具等の加工精度も無視できない。基材
の伸縮、マスクフィルム伸縮については、伸縮抑制策を
講じたり穿孔データやマスクフィルムに補正を加えるこ
とで相対的位置精度の向上を図っている。設備や工具等
についても工夫が加えられ、加工精度が飛躍的に向上し
てきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト配線板に搭載する部品の小型化、高集積化に伴い、プ
リント配線板の配線密度と層数が高くなり、プリント配
線板設計時の製造許容誤差を更に小さくする必要が高ま
っている。したがって各種誤差要因を減らす改善を加え
ない限り歩留まり低下あるいは製造不能となってきた。
本技術は、上記課題を解決するための方策として、従来
の基準孔合わせの方式を全面的に見直し、合わせ誤差に
類するパターンの相対的位置ずれを減少するパターン位
置合わせ方式を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１のプリント配線
板のパターン位置合わせ方式は、多層プリント配線板の
パターン露光用マスクフィルムの位置合わせにおいて、
パターン形成すべき層の１層下層のパターンに予め下層
パターン認識マークを設け、パターン形成すべき層の絶
縁樹脂を透して該下層パターン認識マークを位置検出用
カメラで読み取り、パターン形成すべき層のパターン露
光用マスクフィルムの露光認識マークと合わせることを
特徴とする。

【０００８】請求項１のプリント配線板のパターン位置
合わせ方式によれば、下層パターンおよび上層パターン
を各々基準孔を介して間接的に位置合わせする従来方式
と異なり、下層パターンと上層パターンを直接位置合わ
せるので誤差介入機会が少ない。また、基準孔を使用し
ないので基準孔の変形に伴う基準孔中心点読み取り誤差
の影響を受けない。

【０００９】請求項２のプリント配線板のパターン位置
合わせ方式は、多層プリント配線板の各層パターン位置
およびスルーホール位置の位置合わせにおいて、積層工
程完了後のスルーホール用孔穿設時に併せ、基準孔近傍
に新たな第２の基準孔を元の基準孔に基づき穿設し、該
第２の基準孔に合わせてパターン露光用マスクフィルム
の位置合わせをすることを特徴とする。

【００１０】請求項２のプリント配線板のパターン位置
合わせ方式によれば、元の基準孔が積層時の応力で変形
し、つづく銅めっき工程で基準孔周辺の変形部分に銅が
異常析出することで、位置検出用カメラでの基準孔中心
点読み取りが困難になるのに対し、新たな第２の基準孔
はほぼ真円を呈するので、基準孔中心点読み取り精度が
高くなる。

【００１１】請求項３のプリント配線板のパターン位置
合わせ方式は、ビルドアッププリント配線板のビルド層
ビアホール用孔穿設において、予め１層下層のパターン
にレーザ孔あけ専用マークを設け、ビルド層の絶縁樹脂
積層後、該樹脂を透して前記レーザ孔あけ専用マークを
位置検出用カメラで読み取り、位置合わせすることを特
徴とする。

【００１２】請求項３のプリント配線板のパターン位置
合わせ方式によれば、途中基準孔が位置合わせに介入せ
ず、直接下層のパターンとビルド層のビアホール用孔デ
ータとを合わせるので誤差介入機会が少ない。また、基
準孔を使用しないので基準孔の変形に伴う基準孔中心点
読み取り誤差の影響を受けない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
工程順を追って説明する。表１は、ビルドアッププリン
ト配線板製造工程中でパターン位置合わせに関連する工
程を抜粋し、合わせる対象、合わせ手段、請求項との関
係について一覧したものである。

【表１】 表１において、、項が本発明の実施例関連工程で
あり、、、項は従来と同じ方式で合わせを行う工
程である。

【００１４】以下、図１、図２、図３に示す各種合わせ
基準を参照して説明する。図１は各種基準マークの設定
例で、１は作業ボード領域、２は製品領域を示す。３、
４、５、６は、製品領域２外の作業ボード領域１の４角
にそれぞれ１ヶ所設けたもので、３は基準孔、４は第２
基準孔、５は下層認識マークおよび露光認識マーク表示
領域、６はレーザ孔あけ専用マーク表示領域である。図
２は下層認識マークおよび露光認識マーク表示領域５内
の下層パターン認識マークと露光認識マークの実施例
を、図３はレーザ孔あけ専用マーク表示領域６内のレー
ザ孔あけ専用マークの実施例を示す。先ず、図１の基準
孔３が前述したように視覚的に変形しているので、の
ドリル工程で、前記基準孔３によりドリルマシンのベッ
ドにピンで固定してＩＶＨ用孔穿設を行うのに併せて、
新たに第２基準孔４をドリルにより穿設する。のコア
層表層パターン露光時に、前記第２基準孔４とマスクフ
ィルム位置合わせマークとで位置合わせを行う。（請求
項２記載の方式） この合わせ方式は、ＩＶＨ用孔と第２基準孔との位置関
係が同一条件で穿設されるので、ＩＶＨ用孔とコア層表
層パターンの位置合わせをする目的に最適である。

【００１５】次に、のビルド層ビア用孔穿設におい
て、予めコア層表層パターン露光用マスクフィルムのレ
ーザ孔あけ専用マーク表示領域６部分に設けられ、パタ
ーンと同時に形成したレーザ孔あけ専用マーク９をビル
ド層樹脂を透してレーザ孔あけ機内臓の位置検出用カメ
ラで認識し、位置合わせする。（請求項３記載の方式）
この合わせ方式は、コア層表層パターンとレーザ孔あけ
専用マークとが同一フィルム上に作画されているので、
コア層表層パターンとビルド層ビアの位置合わせをする
目的に最適である。

【００１６】最後に、のビルド層パターン形成におい
て、予めコア層表層パターン露光用マスクフィルムの下
層認識マークおよび露光認識マーク表示領域５部分に設
けられ、パターンと同時に形成した下層パターン認識マ
ーク７をビルド層樹脂を透して露光機内臓の位置検出用
カメラで認識し、ビルド層パターン形成用マスクフィル
ムの露光認識マーク８と位置合わせする。（請求項１記
載の方式） 第２ビルド層パターン形成も同様に、第１ビルド層の下
層パターン認識マーク７’に第２ビルド層の露光認識マ
ーク８’を合わせることで実施可能である。なお、ビル
ド層樹脂は、レーザ孔あけ後のスミア除去工程のため表
面が粗化され、かつ、パネル銅めっき工程で該樹脂表面
に銅めっきが施されてしまうので、前記下層パターン認
識マーク部分をレーザ孔あけ後、スミア除去前に、マス
キングテープ貼付により保護する。レジスト処理工程に
おける感光性ドライフィルムをラミネート後、前記マス
キングテープ部分をくり貫き、ビルド層樹脂を透して前
記下層パターン認識マーク７が鮮明に読み取れるように
する。この合わせ方式は、１層下層パターンと直ぐ上層
のビルド層パターンの位置合わせをする目的に最適であ
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、視覚的に変形した基準
孔の代わりに、合わせたいパターンまたは孔位置と直接
位置合わせできるので、フィルム補正、穿孔データ補正
を併用することで基材とフィルムの貼り合わせずれ量を
高精度に制御できる。本実施例による実績値では、従来
１０μｍオーダーの中心からのずれ量が、最大２．１μ
ｍに改善された。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の１実施形態である各種基準マー
ク設定例を示す。

【図２】図２は下層パターン認識マークおよび露光認識
マークの実施例と位置合わせした状態を示す。

【図３】図３はレーザ孔あけ専用マークの実施例を示
す。

【図４】図４はセミアディティブ工法ビルドアッププリ
ント配線板の主要製造工程を示す。

【図５】図５は従来工法の基材とフィルムの合わせを示
す。

【符号の説明】

１ 作業ボード領域 ２ 製品領域 ３ 基準孔 ４ 第２基準孔 ５ 下層認識マークおよび露光認識マーク表示領域 ６ レーザ孔あけ専用マーク表示領域 ７ 下層パターン認識マーク ８ 露光認識マーク ９ レーザ孔あけ専用マーク １０ 基材 １１ マスクフィルム １２ 基準孔 １３ 位置合わせマーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板のパターン露光用マ
   スクフィルムの位置合わせにおいて、パターン形成すべ
   き層の１層下層のパターンに予め下層パターン認識マー
   クを設け、パターン形成すべき層の絶縁樹脂を透して該
   下層パターン認識マークを位置検出用カメラで読み取
   り、パターン形成すべき層のパターン露光用マスクフィ
   ルムの露光認識マークと合わせることを特徴とするプリ
   ント配線板のパターン位置合わせ方式。
2. 【請求項２】 多層プリント配線板の各層パターン位置
   およびスルーホール位置の位置合わせにおいて、積層工
   程完了後のスルーホール用孔穿設時に併せ、基準孔近傍
   に新たな第２の基準孔を元の基準孔に基づき穿設し、該
   第２の基準孔に合わせてパターン露光用マスクフィルム
   の位置合わせをすることを特徴とするプリント配線板の
   パターン位置合わせ方式。
3. 【請求項３】 ビルドアッププリント配線板のビルド層
   ビアホール用孔穿設において、予め１層下層のパターン
   にレーザ孔あけ専用マークを設け、ビルド層の絶縁樹脂
   積層後、該樹脂を透して前記レーザ孔あけ専用マークを
   位置検出用カメラで読み取り、位置合わせすることを特
   徴とするプリント配線板のパターン位置合わせ方式。