JP2006140216A - 両面回路基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 精細な回路の形成が可能で、製品の歩留りを向上させた回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁基板１０の両面に設けた導体層２間がスルーホールを介して電気的に接続されてなる両面回路基板の製造方法において、絶縁基板１０の両面にそれぞれ導体層２を形成する工程と、第１の導体層２１の表面に第１のマスク３１を形成する工程と、回路基板を貫通するスルーホール穴５３を形成する工程と、第２の導体層２２の表面に第２のマスク３２を形成する工程と、第１の導体層２１に通電することによりスルーホール穴５３内に第１のスルーホールメッキ４１を形成させるとともに、第２の導体層２２に通電することによりスルーホール穴５３内に第２のスルーホールメッキ４２を形成させる工程と、第１のマスク３１および第２のマスク３２を除去する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、両面回路基板およびその製造方法に関する。特に、スルーホールを有する両面回路基板およびその両面回路基板の製造方法に関する。

近年、電子機器の小型化に伴い、その中に搭載される回路基板の立体化、薄型化、多層化および精細化などが求められている。これらの要求には、薄くて柔らかいフレキシブルな材料を絶縁材に用いたフレキシブル基板が適しており、現在このフレキシブル基板の需要が急増している。しかしながら、回路基板の多層化や微細化については、十分に技術が確立されておらず、これらの要因の一つであるスルーホール接続の構造および製造方法の確立が急務とされている。

上記のスルーホール接続とは、絶縁基板の両面に導体層を形成させた両面回路基板に穴（以下、スルーホール穴と呼ぶ）を貫通させ、そのスルーホール穴内に金属メッキ層を形成させることによって、両面の導体層間を電気的に接続させることであり、このスルーホール接続を用いた従来の両面回路基板が図１０に示されている。

このような従来の両面回路基板の製造過程においては、スルーホール穴５３内に電解金属メッキ層４３を形成させるときに、同時に導体層２の表面にも電解金属メッキ層４３を形成させていた。このスルーホール穴５３内の電解金属メッキ層４３は、接続信頼性を確保するために、肉厚を厚くする必要があり、そのため導体層２の表面にも電解金属メッキ層４３が厚く形成され、導体層２と電解金属メッキ層４３との積層体４４が厚くなっていた。このため、この後のエッチング加工によりこの積層体４４から導体パターンを形成する際に、エッチングの方向が板厚方向だけでなく面方向にも向いてしまうことから、積層体４４が必要以上に大きく除去されてしまい、その結果、導体パターンの線幅および線間隔を大きくせざるを得ず、精細な回路が形成できなかった。

また、絶縁基板１０にフレキシブル基板を使用して、屈曲させることができる回路基板を作製する場合にも、上記した積層体４４の厚みが原因で回路基板の柔軟性が損なわれていた。

そこで、特許文献１では、図１１に示すように、電解金属メッキ層４３をスルーホール穴５３周辺にのみ形成させることによって上記問題を解決している。
特許第３０４８３６０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される技術には次のような問題点があった。

上記特許文献１に示されている技術では、電解金属メッキ処理する前に導体層２がエッチング加工されるため、エッチング加工のときにスルーホール穴５３周辺にはスルーホール接続のための導体層２のランド５２（以下、スルーホールランドと呼ぶ）が形成される。その後に行われる電解金属メッキ処理では、電解金属メッキ層４３がスルーホール穴５３とスルーホールランド５２以外に付着しないように、スルーホール穴５３およびスルーホールランド５２を除いて導体層２表面にマスクをする。ところが、このマスキング作業は、スルーホールランド５２の径が小さいと困難になるため、予めスルーホールランド５２の径を大きくしておく必要があり、このスルーホールランド５２が精細な回路を作製する際の障害となってしまう。

また、図１１に示されているように、スルーホールランド５２部分では、絶縁基板１０に導体層２と電解金属メッキ層４３との積層形態が階段状となっている。一般に絶縁基板１０は導体層２や電解金属メッキ層４３に比べ熱膨張率が高いことから、導体層２と電解金属メッキ層４３との積層形態が階段状であると、両面回路基板の製造過程において絶縁基板１０にかかる熱サイクルにより、スルーホール接続が断線する虞があった。

また、導体層２と電解金属メッキ層４３との積層形態が階段状であると、この部分が両面回路基板表面から大きく突出することとなる。このような大きな突出部分を有する両面回路基板に保護膜を被覆させたり、この両面回路基板を用いて多層回路基板を作製したりすると、この突出部分の周囲に空隙が形成されることがあり、これが上記保護膜の剥離や上記多層回路基板の層間剥離の原因となっていた。

また、上記の両面回路基板表面に大きな凹凸があるため、この基板表面上に部品を実装するときに、この部品と上記基板の回路との接続やこの部品の上記基板への固定が困難になるという問題がある。

さらに、図１１に示されているように、電解金属メッキ処理後にもスルーホール穴５３中心部までは電解金属メッキ層４３が充填されていないため、この両面回路基板に保護膜を被覆させたり、この両面回路基板を用い多層回路基板を作製したりすると、スルーホール穴５３内に閉塞空間が形成されてしまう。このような状態で、この回路基板に熱が加わると、スルーホール穴５３中心部の空気が熱膨張し、スルーホール接続を断線させることがある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み創案されたもので、精細な回路の形成が可能で、製品の歩留りを向上させた両面回路基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。

上記課題を解決するため、本発明の両面回路基板の製造方法は、絶縁基板の両面に設けた導体層間がスルーホールを介して電気的に接続されてなる両面回路基板の製造方法において、前記絶縁基板の両面にそれぞれ導体層を形成する工程と、これら導体層のうちいずれか一方を第１の導体層、他方を第２の導体層として、この第１の導体層の表面に第１のマスクを形成する工程と、この第１のマスク、前記第１の導体層、前記絶縁基板、および前記第２の導体層を貫通するスルーホール穴を形成する工程と、このスルーホール穴の前記第２の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第２の導体層の表面に第２のマスクを形成する工程と、前記第１の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第１のスルーホールメッキを形成させるとともに、前記第２の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第２のスルーホールメッキを形成させる工程と、前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを除去する工程とを備えたことを特徴とするものである。

このような本発明の製造方法によれば、第１および第２のスルーホールメッキをスルーホール穴内にのみ形成させるものであるから、スルーホールランドにマスクの開口部を位置合わせするようなマスキング作業が必要ない。このため、第１および第２のマスクのマスキング作業が容易なだけでなく、スルーホールランド径を小さくすることができ、精細な回路を作製することが可能となる。また、スルーホールランド部分では、絶縁基板に導体層と電解金属メッキ層が階段状に形成されることがなく、絶縁基板にかかる熱サイクルによって、スルーホール接続が断線することが少ない。さらに、スルーホール穴の第１の導体層側の開口部に対応する箇所の第１のマスクは、第１のマスク、第１の導体層、絶縁基板、および第２の導体層を貫通するスルーホール穴を形成することによって除去されるものであるから、このスルーホール穴の開口部と、この開口部に対応する第１のマスクの開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

また、本発明の両面回路基板の製造方法は、絶縁基板の両面に設けた導体層間がスルーホールを介して電気的に接続されてなる両面回路基板の製造方法において、前記絶縁基板の両面にそれぞれ導体層を形成する工程と、これら導体層のうちいずれか一方を第１の導体層、他方を第２の導体層として、この第１の導体層、前記絶縁基板、および前記第２の導体層を貫通するスルーホール穴を形成する工程と、このスルーホール穴の前記第１の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第１の導体層の表面に第１のマスクを形成してから、この開口部に対応する箇所の前記第１のマスクを除去する工程と、前記スルーホール穴の前記第２の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第２の導体層の表面に第２のマスクを形成する工程と、前記第１の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第１のスルーホールメッキを形成させるとともに、前記第２の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第２のスルーホールメッキを形成させる工程と、前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを除去する工程とを備えたことを特徴とするものである。

このような本発明の製造方法によれば、第１および第２のスルーホールメッキをスルーホール穴内にのみ形成させるものであるから、スルーホールランドにマスクの開口部を位置合わせするようなマスキング作業が必要ない。このため、第１および第２のマスクのマスキング作業が容易なだけでなく、スルーホールランド径を小さくすることができ、精細な回路を作製することが可能となる。また、スルーホールランド部分では、絶縁基板に導体層と電解金属メッキ層が階段状に形成されることがなく、絶縁基板にかかる熱サイクルによって、スルーホール接続が断線することが少ない。さらに第１のマスクは、スルーホール穴の第１の導体層側の開口部を閉塞するように、第１の導体層の表面に第１のマスクを形成してから、この開口部に対応する箇所の第１のマスクを除去するものであるから、スルーホール穴の開口部と、この開口部に対応する第１のマスクの開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

ここで、前記第１のマスクに樹脂フィルムを使用してもよい。

この場合、第１のマスクに樹脂フィルムを使用するものであるから、第１のマスクを第１の導体層の表面に積層させるのが容易であり、さらにスルーホール穴を形成する工程で第１のマスクの開口部を加工するのも容易である。

また、前記第１のマスクに樹脂フィルムを使用し、前記スルーホール穴の開口部に対応する箇所における前記第１のマスクの除去は、前記第２の導体層側の前記スルーホール穴の開口部からレーザー光を照射することにより行ってもよい。

この場合、第１のマスクに樹脂フィルムを使用し、スルーホール穴の開口部に対応する箇所における第１のマスクの除去は、第２の導体層側のスルーホール穴の開口部からレーザー光を照射することにより行われるので、このスルーホール穴の開口部と、この開口部に対応する第１のマスクの開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

また、前記第１のマスクに感光性樹脂を使用し、前記スルーホール穴の開口部に対応する箇所における前記第１のマスクの除去は、前記第２の導体層側の前記スルーホール穴の開口部から露光することにより行ってもよい。

この場合、第１のマスクに感光性樹脂を使用し、スルーホール穴の開口部に対応する箇所における第１のマスクの除去は、第２の導体層側のスルーホール穴の開口部から露光することにより行われるので、このスルーホール穴の開口部と、この開口部に対応する第１のマスクの開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

また、前記第２のマスクは、導電性材料の粒子を混入させた粘着材を介して前記第２の導体層上に設けてもよい。

この場合、第２のマスクは、導電性材料の粒子を混入させた粘着材を介して第２の導体層上に設けたものであるので、スルーホールメッキの形成工程において、スルーホールメッキがスルーホール穴中心部へ成長するのを促進することができる。これにより、スルーホールメッキがスルーホール穴内に均一に形成されるとともに、スルーホールメッキの形成時間が短縮される。

また、前記導電性材料の粒子は非金属であってもよい。

この場合、導電性材料の粒子は非金属であるため、電解メッキ処理を行う際に、この導電性の材料が腐食されにくい。

また、前記導電性材料の粒子はカーボンの粒子であってもよい。

この場合、導電性材料の粒子は導電性、熱伝導性、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性等優れた性能を有するカーボンの粒子であるため、電解メッキ処理を行う際に、この導電性の材料が腐食されにくく、スルーホールメッキの成長をさらに促進させることができる。

また、前記導電性材料の粒子はカーボンナノチューブの粒子であってもよい。

この場合、前記導電性材料の粒子はカーボンよりさらに導電性、熱伝導性等の優れた性能を有するカーボンナノチューブの粒子であるため、電解メッキ処理を行う際に、この導電性の材料が腐食されにくく、スルーホールメッキの成長をさらに促進させることができる。

ここで、前記第１のスルーホールメッキより前記第２のスルーホールメッキを先に形成してもよい。

この場合、第１のスルーホールメッキより第２のスルーホールメッキを先に形成するものであるから、スルーホール穴内にスルーホールメッキが空隙なく良好に充填される。このため、スルーホールメッキに肉厚の薄い部分も形成されにくく、スルーホール接続が断線しにくくなる。

また、前記第１および２のスルーホールメッキの形成は、銅系のメッキ材料を用いて行ってもよい。

この場合、第１および２のスルーホールメッキの形成は、銅系のメッキ材料を用いて行われるものであるから、スルーホール穴内にスルーホールメッキが良好に充填され易くなり、スルーホールメッキに肉厚の薄い部分も形成されにくく、スルーホール接続が断線しにくくなる。

また、本発明の両面回路基板は、上記のいずれか一に記載の製造方法により作製されたことを特徴とするものである。

このような本発明の両面回路基板によれば、第１および第２のスルーホールメッキをスルーホール穴内にのみ形成させるものであって、絶縁基板に導体層と電解金属メッキ層との階段状の積層形態が形成されるものではないため、この部分が両面回路基板表面から大きく突出することがなくなる。これにより、この両面回路基板に保護膜を被覆させたり、この両面回路基板を用いて多層回路基板を作製したりしても、この部分の周囲に空隙が形成されにくく、保護膜の剥離や多層回路基板の層間剥離が起こりにくくなる。

また、上記スルーホール周辺部に階段状の積層形態が形成されないため、両面回路基板表面には大きな凹凸ができない。これによりこの基板表面上に部品を実装するときに、この部品と両面回路基板の回路との接続やこの部品の両面回路基板への固定が良好に行える。

さらに、電解金属メッキ処理の際に、スルーホール穴内がスルーホールメッキによって完全に充填されるため、この両面回路基板に保護膜を被覆させたり、この両面回路基板を用い多層回路基板を作製したりしても、スルーホール穴内に閉塞空間が形成されない。これにより、閉塞空間内の空気の熱膨張が原因になっていたスルーホール接続の断線という問題が生じない。

本発明の両面回路基板およびその製造方法は、精細な回路の形成が可能で、製品の歩留りを向上させることができるといった効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

以下、図１を参照して、実施例１の製造方法について説明する。

図１は、本発明の実施例１における製造工程を示す両面回路基板の断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、絶縁基板１０の両面に導体層２を形成する。

上記絶縁基板１０は、両面回路基板の基体を構成するものである。この絶縁基板１０としては、リジット基板とフレキシブル基板のどちらを用いてもよく、その材料としては、特に限定しないが、一般的にフェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはフッ素樹脂などが使用され、その寸法安定性や強度改善のため、紙、不織布、ガラス繊維、またはアラミド繊維等で強化されたものがよく使用される。絶縁基板１０は、厚さを４０μｍ以下とするとよく、さらに薄くすると導体層２間の距離が短くなり、スルーホールメッキ４の板厚方向への成長距離が少なくてすむため、スルーホールメッキ４を良好に形成できる。

上記導体層２は、最終的にこの導体層２にエッチング加工を施すことにより、両面回路基板の導体パターンとなる部分である。この導体層２としては、導電性の材料であれば特に限定せず、一般的には１８〜３５μｍ程度の厚さの銅箔がよく用いられ、接着剤を介してあるいは接着剤なしで、絶縁基板１０に積層される。また、絶縁基板１０の両面に設ける導体層２には、それぞれ異なった材料、厚さのものを使用してもよい。

本実施例の具体的構成としては、絶縁基板１０に２０μmのポリイミド樹脂、導体層２に１８μmの銅箔を用い、ポリイミド樹脂の両面に銅箔を接着剤によって積層した。

次に図１（ｂ）に示すように、導体層２のうちいずれか一方を第１の導体層２１、他方を第２の導体層２２として、第１の導体層２１の表面に第１のマスク３１を形成する。このとき、スルーホール穴５３の第１の導体層２１側の開口部に対応する箇所の第１のマスク３１は除去しない。

上記第１のマスク３１は、図１（ｅ）および図１（ｆ）に示される工程において、第１の導体層２１の表面に電解金属メッキ層が形成されないようにするためのものである。第１のマスク３１としては、以下の特性を満たすものが望ましい。まず、製造中に発生する熱に対する耐熱性、スルーホール穴５３開口のための良好な加工性および電解メッキ処理に対する高い耐性があり、さらに、マスク表面に電解金属メッキ層が形成されにくく、図１（ｇ）に示される工程において良好に除去できるマスク材料がよい。例えば、液状で塗布して硬化させるマスク材料や、フィルム状で粘着材を介して積層させるマスク材料などがあげられる。本実施例では、第１のマスク３１に、積層するのが容易で加工性の良好な樹脂フィルムを用いると良い結果が得られた。

上記粘着材は、フィルム状の第１のマスク３１に塗布しておき、第１の導体層２１の表面に第１のマスク３１を接着させるためのものである。粘着材としては、製造中に発生する熱に対する耐熱性、スルーホール穴５３開口のための良好な加工性および電解メッキ処理に対する高い耐性があり、図１（ｇ）に示される工程において良好に除去できるものがよく、図１（ｇ）に示される工程の除去方法としては、例えば、紫外線を照射することにより剥離し易くなる粘着材や粘着力が低い粘着材などがあげられる。

本実施例において具体的には、フィルム状のマスク材料である厚さ２０μmの耐熱ポリエステルに、低粘着力の粘着材を４μmの厚さで塗布して、第１のマスク３１を作製し、このマスク３１を第１の導体層２１の表面にロール積層した。

次に、図１（ｃ）に示すように、第1のマスク３１、第１の導体層２１、絶縁基板１０、および第２の導体層２２を貫通するスルーホール穴５３を形成する。

上記スルーホール穴５３は、両面回路基板を貫通する穴で、この穴５３を介して第１の導体層２１と第２の導体層２２とを電気的に接続させるためのものである。スルーホール穴５３の開口方法としては、特に限定せず、例えば、ドリル加工やレーザー加工などがあげられる。スルーホール穴５３の直径は１２０μm以下とするとよく、さらに小さいほど、図１（ｅ）および図１（ｆ）に示す工程において、スルーホールメッキ４の面方向への成長距離が少なくてすむため、スルーホールメッキ４が良好に形成される。また、これによりスルーホール部分を小さくできるため、精細な回路を作製し易くなる。

本実施例において具体的には、第１のマスク３１、第１の導体層２１、絶縁基板１０、および第２の導体層２２にドリルを用いて穴を貫通し、直径４０μmのスルーホール穴５３を形成した。

次に、図１（ｄ）に示すように、スルーホール穴５３の第２の導体層２２側の開口部を閉塞するように、第２の導体層２２の表面に第２のマスク３２を形成する。

上記第２のマスク３２は、図１（ｅ）および図１（ｆ）に示される工程において、第２の導体層２２の表面に電解金属メッキ層が形成されないようにするためのものである。第２のマスク３２としては、以下の特性を満たすことが望ましい。まず、製造中に発生する熱に対する耐熱性および電解メッキ処理に対する高い耐性が要求され、さらに、マスク表面に電解金属メッキ層が形成されにくく、図１（ｇ）に示す工程において良好に除去できるマスク材料がよい。例えば、上記開口部を閉塞し易いようなフィルム状で、粘着材を介して積層させるマスク材料があげられる。

上記粘着材は、フィルム状の第２のマスク３２に塗布しておき、第２の導体層２２の表面に第２のマスク３２を接着させるためのものである。粘着材としては、製造中に発生する熱に対する耐熱性および電解メッキ処理に対する高い耐性を有し、さらに図１（ｇ）に示される工程において良好に除去できる粘着材がよく、例えば、紫外線を照射することにより剥離し易くなる粘着材や粘着力が低い粘着材などがあげられる。また、粘着材は、粘着材表面に電解金属メッキ層が形成され易く、また電解金属メッキ層の成長を補助できるものが望ましく、例えば、導電性材料の粒子を混入させた粘着材があげられる。この導電性材料の粒子は、電解メッキ処理工程において、腐食されにくい非金属が望ましく、例えば、カーボンの粒子やカーボンナノチューブの粒子などがあげられる。

本実施例において具体的には、低粘着力の粘着材にカーボンナノチューブの粒子を混入させ、フィルム状のマスク材料である厚さ２０μmの耐熱ポリエステルに、上記粘着材を厚さ４μm塗布して、第２のマスク３２を作製し、このマスク３２を第２の導体層２２の表面にロール積層した。

次に、図１（ｅ）および（ｆ）に示すように、第１の導体層２１に通電することによりスルーホール穴５３内に第１のスルーホールメッキ４１を形成させるとともに、第２の導体層２２に通電することによりスルーホール穴５３内に第２のスルーホールメッキ４２を形成させる。

上記第１のスルーホールメッキ４１および上記第２のスルーホールメッキ４２は、第１の導体層２１と第２の導体層２２とを電気的に接続させるものである。メッキ材料としては、導電性を有し、凹形状のスルーホール穴５３内に充填されやすい材料が望ましく、例えば、銅系の材料があげられる。

ここで、上記第２のスルーホールメッキ４２と上記第１のスルーホールメッキ４１はどちらを先に形成させても、またはこれらを同時に形成させてもよい。

ただし、第２のスルーホールメッキ４２より第１のスルーホールメッキ４１を先に形成させる場合、またはこれらを同時に形成させる場合には、第１のスルーホールメッキ４１が成長し、条件によってはスルーホール穴５３の第１の導体層２１側の開口部が閉塞してしまい、第２のマスク３２側のスルーホール穴５３内底部までスルーホールメッキ４が充填できなくなる。また、その後に第２の導体層２２に通電しても、スルーホール穴５３内底部は、第１のスルーホールメッキ４１と第２のマスク３２とで閉塞空間が形成されてしまっているため、第２のスルーホールメッキ４２の形成はその途上で阻害されてしまう。これによって、第１の導体層２１と第２の導体層２２とが電気的に接続しない可能性があり、またこれらが接続していても、スルーホールメッキ４の肉厚が薄くなったり、スルーホールメッキ４内に空隙が形成されたりして、スルーホール接続が断線する可能性もある。以上のことから、第２のスルーホールメッキ４２より第１のスルーホールメッキ４１を先に形成させる場合、及び、これらを同時に形成させる場合のいずれにあっても、第２のマスク３２側のスルーホール穴５３内底部までスルーホールメッキ４が充填されるまでの間、スルーホール穴５３の第１の導体層２１側の開口部が閉塞されないようにする必要がある。

次に、第１のスルーホールメッキ４１の形成より、第２のスルーホールメッキ４２の形成を先に行った場合について、図３を用いて説明する。

図３（ａ）は、電解メッキ処理を行う前の両面回路基板の断面図で、図３（ｂ）は、電解メッキ処理によって形成されるスルーホールメッキ４の成長状態を示す両面回路基板の断面図である。図３（ｂ）において、縦軸は先に形成される第２のスルーホールメッキ４２の成長状態を、横軸はその後に形成される第１のスルーホールメッキ４１の成長状態を示す。

まず、図３に示すように、第２の導体層２２の電解メッキ条件を変化させることで、第２のスルーホールメッキ４２は、状態１（第２のスルーホールメッキ４２がスルーホール穴５３内の底部周縁に形成した状態）から状態２（第２のスルーホールメッキ４２が絶縁基板１０の位置まで成長した状態）及び状態３（第２のスルーホールメッキ４２が第１のマスク３１の位置まで成長した状態）のように形成される。これらの状態から第１のスルーホールメッキ４１を状態Ａ（第１のスルーホールメッキ４１の上端周縁部だけが第１のマスク３１の位置まで成長した状態）から状態B（第１のスルーホールメッキ４１の上端部が一様に第１の導体層２１を超える位置まで成長した状態）まで形成しても、スルーホール穴５３内には空隙は形成されず、スルーホール穴５３内の底部にも良好にスルーホールメッキ４が充填される。

以上のように、第２のスルーホールメッキ４２より第１のスルーホールメッキ４１を先に形成した場合、またはこれらを同時に形成した場合でも条件を制御して、良好なスルーホールメッキ４を得ることはできるが、第１のスルーホールメッキ４１より第２のスルーホールメッキ４２を先に形成した場合の方が、より安定して良好なスルーホールメッキ４を得ることができる。

ところで、第２のスルーホールメッキ４２形成を先に行い、スルーホール穴５３内の底部を第２のスルーホールメッキ４２で充填させた後、第１の導体層２１および第２の導体層２２に同時に通電してもよい。その場合、スルーホールメッキ４の形成効率が向上するとともに、均一なスルーホールメッキ４を得ることもできる。

次に、図１（ｇ）に示すように、前記第１のマスク３１および前記第２のマスク３２を除去する。

最後に図１（ｈ）に示すように、第１のスルーホールメッキ４１表面を平滑にする。この方法としては、例えば、物理研磨を行うことがあげられる。

なお、第１のマスク３１および第２のマスク３２の除去並びに第１のスルーホールメッキ４１の表面の平滑化の工程順は、上記図１（ｇ）および図１（ｈ）に示されている工程順に限るものではなく、まず第１のマスク３１の除去を行い、次に第１のスルーホールメッキ４１表面の研磨を行ったのち、第２のマスク３２の除去を行ってもよい。

次に、本発明の実施例２について、図２を参照して説明する。

図２は、本発明の実施例２における製造工程を示す両面回路基板の断面図である。

なお、この実施例に係る両面回路基板の製造方法は、上記した実施例１のものと基本的に同じ構成であるので、同一部材には同一符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。

実施例１では、両面回路基板に第１のマスク３１を積層させた後、スルーホール穴５３の開口加工を施したが、実施例２では、両面回路基板にスルーホール穴５３の開口加工を施した後に、第１のマスク３１を積層させた。以下、詳述する。

図２（ｂ）に示すように、導体層２のうちいずれか一方を第１の導体層２１、他方を第２の導体層２２として、第１の導体層２１、絶縁基板１０、および第２の導体層２２を貫通するスルーホール穴５３を形成する。

上記スルーホール穴５３は、回路基板を貫通させた穴で、その穴を介して第１の導体層２１と第２の導体層２２とを電気的に接続させるためのものである。スルーホール穴５３の開口方法としては、特に限定せず、例えば、ドリル加工やレーザー加工などがあげられる。スルーホール穴５３の直径は１２０μm以下とするとよく、さらに小さいほど、図２（ｅ）および図２（ｆ）に示す工程において、スルーホールメッキ４の面方向への成長距離が少なくてすむため、スルーホールメッキ４が良好に形成される。また、これによりスルーホール部分を小さくできるため、精細な回路を作製し易くなる。

図２（ｃ）に示すように、スルーホール穴５３の第１の導体層２１側の開口部を閉塞するように、第１の導体層２１の表面に第１のマスク３１を形成してから、この開口部に対応する箇所の第１のマスク３１を除去する。

上記第１のマスク３１は、図２（ｅ）および図２（ｆ）に示される工程において、第１の導体層２１の表面に電解金属メッキ層が形成されないようにするためのものである。第１のマスク３１としては、以下の特性を満たすことが望ましい。まず、製造中に発生する熱に対する耐熱性、スルーホール穴５３開口のための良好な加工性および電解メッキ処理に対する高い耐性があり、さらに、マスク表面に電解金属メッキ層が形成されにくく、図２（ｇ）に示す工程において良好に除去できるマスク材料がよい。例えば、上記開口部を閉塞し易いようなフィルム状で、粘着材を介して積層させるマスク材料があげられる。

上記粘着材は、フィルム状の第１のマスク３１に塗布しておき、第１の導体層２１の表面に第１のマスク３１を接着するためのものである。粘着材としては、製造中に発生する熱に対する耐熱性、スルーホール穴５３開口のための良好な加工性および電解メッキ処理に対する高い耐性があり、図２（ｇ）に示す工程において良好に除去できるものがよく、図２（ｇ）に示される工程の除去方法としては、例えば、紫外線を照射することにより剥離し易くなる粘着材や粘着力が低い粘着材などがあげられる。

また、第１のマスク３１に樹脂フィルムを使用し、スルーホール穴５３の開口部に対応する箇所における第１のマスク３１の除去は、第２の導体層２２側のスルーホール穴５３の開口部からレーザー光を照射することにより行うとよい。この場合、このスルーホール穴５３の開口部と、この開口部に対応する第１のマスク３１の開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

さらに、第１のマスク３１に感光性樹脂を使用し、スルーホール穴５３の開口部に対応する箇所における第１のマスク３１の除去は、第２の導体層２２側のスルーホール穴５３の開口部から露光することにより行うと、このスルーホール穴５３の開口部と、この開口部に対応する第１のマスク３１の開口部との間で、両者の位置と形状とを正確に合致させることができる。

このとき、マスク材料の特性は、上記マスクの性能（製造中に発生する熱に対する耐熱性、スルーホール穴５３開口のための良好な加工性および電解メッキ処理に対する高い耐性があり、さらに、マスク表面に電解金属メッキ層が形成されにくく、図２（ｇ）に示す工程において良好に除去できる性能。）が備わり、環境汚染の少ない水溶性の材料を使用するとよい。

次に、上記した実施例１及び実施例２において作製された両面回路基板について、その断面図である図４を参照して説明する。

両面回路基板は、図４に示すように、絶縁基板１０の一方の面に第１の導体層２１と他方の面に第２の導体層２２とが形成され、これらを貫通するスルーホール穴５３が形成されている。このスルーホール穴５３内には第１のスルーホールメッキ４１と第２のスルーホールメッキ４２とが形成されており、第１の導体層２１と第２の導体層２２とが電気的に接続されている。また、図１若しくは図２に示されている一連の製造工程の後で、第１の導体層２１および第２の導体層２２に対してエッチングを施すことにより、絶縁基板１０上には導体パターンが形成されている。エッチングは、次のような方法で行われる。導体層２表面にエッチングレジストを形成し、フォトマスクを用いた露光処理および現像処理により、エッチングレジストを任意の形状にパターン加工する。このエッチングレジストをマスクとして導体層２をエッチングし、導体パターンを形成する。

このようにして得られた本発明の両面回路基板は、スルーホールランド５２上にスルーホールメッキ４が、階段状に積層されないため、絶縁基板１０にかかる熱サイクルに強く、断線しにくい構造となっている。

図５は、本発明に係る両面回路基板を用いて作製された多層回路基板の断面図である。図５に示される多層回路基板は、二つの両面回路基板１００が接着剤６１を介して積層されている。上記接着剤６１は、複数の両面回路基板１００間を接着するものであり、両面回路基板１００の接着面に塗布されて使用される。接着剤６１としては、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤、粘着剤などが用いられ、これらを組み合わせて使用してもよい。

ここで、本発明の両面回路基板１００は、スルーホールランド５２上にスルーホールメッキ４が、階段状に積層されず、基板表面に凹凸が少ないため、図５に示すような上記多層回路基板を形成しても接着面に空隙ができる可能性が少なく、層間が剥離しにくくなっている。

さらに、本発明の両面回路基板１００は、電解金属メッキ処理後によって、スルーホール穴５３内がスルーホールメッキ４で完全に充填されるため、この両面回路基板１００に保護膜を被覆させたり、図５のようにこの両面回路基板１００を用い多層回路基板を作製したりしても、スルーホール穴５３内に閉塞空間が形成されない。これにより、閉塞空間内の空気の熱膨張が原因になっていたスルーホール接続の断線という問題が生じない。

図６は、本発明に係る両面回路基板を用いて作製されたビルドアップ多層回路基板の断面図である。図６に示されるビルドアップ多層回路基板は、両面回路基板１００の両面に積層された絶縁層１１と、これらの絶縁層１１の表面に積層された第３の導体層２３とを備え、これらの導体層２３と両面回路基板１００上に設けられている導体層２との電気的接続が、スルーホール接続部５１とビア４５とを介して行われている。

上記絶縁層１１は、両面回路基板１００上に設けられている導体層２と絶縁層１１の表面に積層された第３の導体層２３とを電気的に絶縁するように積層されている。絶縁層１１としては、特に限定しないが、一般に、プリプレグと呼ばれるガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた絶縁層が強度、寸法精度が良好なため用いられている。

上記第３の導体層２３は、この絶縁層１１の外側表面に積層されている。この導体層２３としては、導電性の材料であれば特に限定しない。

上記ビア４５は、多層回路基板において、異なる導体層間をビアホールという穴を介して電気的に接続させるものである。ビア４５の製造方法および材料は、特に限定せず、一般には無電解メッキや導電性物質の充填などにより形成される。

上記スルーホール接続部５１は、スルーホールランド５２と第１のスルーホールメッキ４１と第２のスルーホールメッキ４２とからなる部分である。また、上記スルーホールランド５２は、エッチングにより形成された導体パターンであって、絶縁基板１０に設けた両面の導体層２間をスルーホール接続するためにスルーホール穴５３周辺に形成された部分である。

ここで、本発明の両面回路基板１００は、スルーホールランド５２上にスルーホールメッキ４が階段状に積層されず、両面回路基板１００表面に凹凸が少ないため、上述したようなビルドアップ多層回路基板を形成しても接着面に空隙ができる可能性が少なく、層間が剥離しにくくなっている。

さらに、本発明の両面回路基板１００は、電解金属メッキ処理後によって、スルーホール穴５３内がスルーホールメッキ４で完全に充填されるため、この両面回路基板１００に保護膜を被覆させたり、図６のようにこの両面回路基板１００を用い多層回路基板を作製したりしても、スルーホール穴５３内に閉塞空間が形成されない。これにより、閉塞空間内の空気の熱膨張が原因になっていたスルーホール接続の断線という問題が生じない。

なお、図６に示されているビルドアップ多層回路基板は、両面回路基板１００の両面に絶縁層１１と第３の導体層２３とが一組ずつ形成されているが、ビルドアップ多層回路基板としては、両面回路基板１００の片面または両面に少なくとも１組以上の絶縁層１１と第３の導体層２３とが形成されていればよい。

図７は、部品が実装された本発明の両面回路基板に係る断面図である。図７に示すように、両面回路基板１００のスルーホール接続部５１に部品７１がはんだ７２により実装されている。本発明に係る両面回路基板１００は表面に凹凸が少ないため、この基板表面上に部品７１を実装するときに、この部品７１と上記両面回路基板１００の回路との接続やこの部品７１の上記両面回路基板１００への固定が容易に行うことができる。

図８は、コネクタの端子が実装された本発明に係る両面回路基板の断面図である。図８に示すように、本発明に係る両面回路基板１００のスルーホール接続部５１にコネクタの端子８３が実装されている。上記両面回路基板１００は表面に凹凸が少ないため、このコネクタの端子８３をスルーホール接続部５１に安定して実装でき、このコネクタの端子８３の接続が良好に行われる。

図９は、摺動子の固定接点が実装された本発明に係る両面回路基板の断面図である。図９に示すように、本発明に係る両面回路基板１００のスルーホール接続部５１に、摺動子９１が摺接するための固定接点９２が実装されている。上記両面回路基板１００は表面に凹凸が少ないため、固定接点９２を両面回路基板１００上に安定して実装でき、この固定接点９２上を摺動子９１が安定して摺接することができる。

本発明の実施例１における製造工程を示す両面回路基板の断面図である。 本発明の実施例２における製造工程を示す両面回路基板の断面図である。 本発明の電解メッキ処理によって形成されるスルーホールメッキの成長状態を示す両面回路基板の断面図である。 本発明に係る両面回路基板の断面図である。 本発明に係る両面回路基板を用いて作製された多層回路基板の断面図である。 本発明に係る両面回路基板を用いて作製されたビルドアップ多層回路基板の断面図である。 部品が実装された本発明に係る両面回路基板の断面図である。 コネクタの端子が実装された本発明に係る両面回路基板の断面図である。 摺動子の固定接点が実装された本発明に係る両面回路基板の断面図である。 従来の製造方法で作製された両面回路基板の断面図である。 従来の製造方法で作製された両面回路基板の断面図である。

符号の説明

１０ 絶縁基板
１１ 絶縁層
２ 導体層
２１ 第１の導体層
２２ 第２の導体層
２３ 第３の導体層
３１ 第１のマスク
３２ 第２のマスク
４ スルーホールメッキ
４１ 第１のスルーホールメッキ
４２ 第２のスルーホールメッキ
４３ 電解金属メッキ層
４４ 積層体
４５ ビア
５１ スルーホール接続部
５２ スルーホールランド
５３ スルーホール穴
６１ 接着剤
７１ 部品
７２ はんだ
８１ 被覆
８２ 補強板
８３ コネクタの端子
９１ 摺動子
９２ 固定接点
１００ 両面回路基板

Claims (12)

1. 絶縁基板の両面に設けた導体層間がスルーホールを介して電気的に接続されてなる両面回路基板の製造方法において、
   前記絶縁基板の両面にそれぞれ導体層を形成する工程と、
   これら導体層のうちいずれか一方を第１の導体層、他方を第２の導体層として、この第１の導体層の表面に第１のマスクを形成する工程と、
   この第１のマスク、前記第１の導体層、前記絶縁基板、および前記第２の導体層を貫通するスルーホール穴を形成する工程と、
   このスルーホール穴の前記第２の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第２の導体層の表面に第２のマスクを形成する工程と、
   前記第１の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第１のスルーホールメッキを形成させるとともに、前記第２の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第２のスルーホールメッキを形成させる工程と、
   前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを除去する工程とを備えたことを特徴とする両面回路基板の製造方法。
2. 絶縁基板の両面に設けた導体層間がスルーホールを介して電気的に接続されてなる両面回路基板の製造方法において、
   前記絶縁基板の両面にそれぞれ導体層を形成する工程と、
   これら導体層のうちいずれか一方を第１の導体層、他方を第２の導体層として、この第１の導体層、前記絶縁基板、および前記第２の導体層を貫通するスルーホール穴を形成する工程と、
   このスルーホール穴の前記第１の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第１の導体層の表面に第１のマスクを形成してから、この開口部に対応する箇所の前記第１のマスクを除去する工程と、
   前記スルーホール穴の前記第２の導体層側の開口部を閉塞するように、前記第２の導体層の表面に第２のマスクを形成する工程と、
   前記第１の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第１のスルーホールメッキを形成させるとともに、前記第２の導体層に通電することにより前記スルーホール穴内に第２のスルーホールメッキを形成させる工程と、
   前記第１のマスクおよび前記第２のマスクを除去する工程とを備えたことを特徴とする両面回路基板の製造方法。
3. 前記第１のマスクに樹脂フィルムを使用することを特徴とする請求項１に記載の両面回路基板の製造方法。
4. 前記第１のマスクに樹脂フィルムを使用し、前記スルーホール穴の開口部に対応する箇所における前記第１のマスクの除去は、前記第２の導体層側の前記スルーホール穴の開口部からレーザー光を照射することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の両面回路基板の製造方法。
5. 前記第１のマスクに感光性樹脂を使用し、前記スルーホール穴の開口部に対応する箇所における前記第１のマスクの除去は、前記第２の導体層側の前記スルーホール穴の開口部から露光することにより行うことを特徴とする請求項２に記載の両面回路基板の製造方法。
6. 前記第２のマスクは、導電性材料の粒子を混入させた粘着材を介して前記第２の導体層上に設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の両面回路基板の製造方法。
7. 前記導電性材料の粒子が非金属であることを特徴とする請求項６に記載の両面回路基板の製造方法。
8. 前記導電性材料の粒子がカーボンの粒子であることを特徴とする請求項７に記載の両面回路基板の製造方法。
9. 前記導電性材料の粒子がカーボンナノチューブの粒子であることを特徴とする請求項８に記載の両面回路基板の製造方法。
10. 前記第１のスルーホールメッキより前記第２のスルーホールメッキを先に形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の両面回路基板の製造方法。
11. 前記第１および２のスルーホールメッキの形成は、銅系のメッキ材料を用いて行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の両面回路基板の製造方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一に記載の製造方法により作製されたことを特徴とする両面回路基板。

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