JP3968600B2 - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【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方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多層プリント配線板の高密度化が進展し、回路層と回路層の電気的接続を、接続に必要な回路層間を非貫通穴で行う方法が検討されている。
このような方法の例として、貫通穴を有する内層用配線板の貫通穴を予め導電性または絶縁性の樹脂で充填し、この樹脂を充填した穴部分の表面を平坦にするために研磨した後、その内層用配線板の表面に感光性を有する絶縁層を塗布またはラミネートによって設け、非貫通穴を形成する部分を除いて紫外線を照射、現像することによって非貫通穴をあけ、酸化性の薬液と接触させて硬化させた感光性絶縁層表面を化学粗化し、その表面に銅めっきを行い配線を形成するという、いわゆるフォトアディティブ法と呼ばれるビルドアップ多層プリント配線板の製造方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフォトアディティブ法ビルドアップ多層プリント配線板の製造方法では、前述のように、内層配線の貫通穴に予め樹脂を充填しておく必要があるので、この樹脂の充填工程および表面の平坦化のためのはみ出した樹脂の研磨工程は、多層プリン配線板を製造するうえで、品質、価格、作業工数などの面で大きな負担である。
【０００４】
本発明は、効率に優れた多層プリント配線板の製造法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層プリント配線板の製造方法は、銅板と、プリプレグと、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、半硬化状態で、流動開始温度が、前記プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料とを、この順番で、かつ前記銅箔付き絶縁性接着フィルムの絶縁性接着層が前記内層用両面配線板に接触するように重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化して表面層に非貫通穴を設けた多層基板を作製し、非貫通穴にめっきをおこなって層間を電気的に接続することを特徴とする。
【０００６】
この銅板に代えて、配線板とプリプレグとを用いることもでき、半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料と内層用両面配線板とプリプレグとを用いることもでき、さらにはこの内層用両面配線板には、予め接続のための貫通穴を有するものを用いることもできる。
【０００７】
また、半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料と、貫通穴を有する内層用両面配線板とを、積層前に予め仮接着しておくこともでき、（内層用両面配線板の回路パターンと非貫通穴との位置精度を高めることができ、）好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の銅箔付き絶縁性接着フイルムの半硬化状態の絶縁性接着層には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ポリアミドイミド系接着剤が使用できる。エポキシ系接着剤としては、分子量が１０万以上の高分子量エポキシ重合体とその架橋剤であるマスクイソシアネート、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とその硬化剤であるフェノールノボラック樹脂を混合したものを用いることができる。
【０００９】
アクリル系接着剤としては、アクリルゴムを主成分として、フェノキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤として、ビスフェノールA型ノボラック樹脂を混合したものを用いることができる。
【００１０】
ポリアミドイミド系接着剤としては、芳香族ジアミンと無水トリメリット酸を反応させて得られるジカルボン酸に、更にジイソシアネートを反応させて得られるポリアミドイミド樹脂を用いることができる。
【００１１】
これらの接着剤を銅箔のマット面側に半硬化状態の絶縁性接着層として設けるには、これらの接着剤を、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、α−ブチロラクトンのうちから選択された溶剤に溶解して接着剤ワニスとし、ブレードコータ、ナイフコータ、スクイズコータ等の後計量系コーティング方式や、リバースロールコータ、キスロールコータ、キャストコータ、スプレーコータ、押し出しコータ等の前計量系コーティング方式によって塗布し、溶剤を蒸発させながら接着剤を半硬化させる。
【００１２】
また、上記の接着剤ワニスを、銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属箔やポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン等の有機フィルムの支持フィルム上に塗布し、溶剤を蒸発させながら接着剤を半硬化させた後その支持フィルムを引き剥がすことによって除去して、フイルム化したものを銅箔のマット面に貼り合わせることもできる。
この絶縁性接着層は、２回以上に塗布・乾燥を行って形成したり、２枚以上のフイルム化された接着剤を用いて形成することもできる。
【００１３】
銅箔付き絶縁性接着フイルムに用いる銅箔には、電解方法または圧延方法で製造した、厚さ１２μｍ以上のものが使用できる。
これよりも薄い銅箔は、取り扱い性を向上させるためにキャリアフイルムによって支持されたものを使用することができる。
【００１４】
この銅箔付き絶縁性接着フイルムの絶縁性接着層の流動開始温度は、プリプレグの流動開始温度よりも高いことが好ましく、低い場合には、図５に示すように、内層用両面配線板にあけられた貫通穴に絶縁性接着層が流入し、その穴の上にある銅箔付き絶縁性接着フイルムに凹みが生じることがあり、この凹みの大きさが著しいと、その部分に配線を形成することが困難になる。
銅箔付き絶縁性接着フイルムの絶縁性接着層の流動開始温度を、プリプレグの流動開始温度よりも高くするには、使用するプリプレグの材料によって、使用する接着剤の種類を選択したり、絶縁性接着層を半硬化するときの加熱条件を調整することによって可能となる。
【００１５】
また、内層用両面配線板の貫通穴にはプリプレグ樹脂の方が加熱加圧によって流入することが必要であり、このようなプリプレグとしては、一般の多層プリント配線板の製造に使用されているガラス布や不織布、有機繊維布などにエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグが使用できる。
【００１６】
積層一体化することによって、銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のためにあけた非貫通穴となる穴が非貫通穴になり、この非貫通穴にめっきを行うことによって、銅箔と内層用両面配線板の回路とが電気的に接続される。そのためには、非貫通穴の底面には内層回路が露出していることが必要なので、プリプレグ樹脂が内層用両面配線板の貫通穴を通り抜けて、銅箔付き絶縁性接着フイルムと内層用両面配線板との界面にまで流入し銅箔付き絶縁性接着フイルムの非貫通穴まで流入してはならない。そこで、半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムにあける層間接続のための非貫通穴となる穴と、この銅箔付き絶縁性接着フイルムに接着される内層用両面配線板に設けた貫通穴との、穴の端部同士が少なくとも０.１５ｍｍ以上離れているように設計することが好ましい。
【００１７】
また、プリプレグ樹脂が非貫通穴まで流入することを防止する別の方法として、半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための貫通穴をあけた材料と、貫通穴を有する内層用両面配線板をあらかじめ仮接着した後、プリプレグと、他の積層基材とをこれらの順番で重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化することが有効である。
【００１８】
また、銅箔付き絶縁性接着フイルムにあけた層間接続のための穴が、積層過程で、絶縁性接着層自身の流動によって、塞がれることを防止するためには、絶縁性接着剤の半硬化の程度を進めることによって、この穴塞がりの防止が可能である。
【００１９】
さらにまた、この穴塞がりの防止のために、加圧加熱して積層一体化する工程において、銅箔付き絶縁性接着フイルムの銅箔の上に、さらに加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートを重ねて行うものであって、この加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートが、コア層とそのコア層を両面から挟む外層からなる三層の構造であり、かつコア層の軟化点が、１３０℃以下のものを使用することが好ましい。この方法によって、銅箔付き絶縁性接着フイルムの絶縁性接着が流動を開始する前に上記の加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートが先に流動を開始し、銅箔付き絶縁性接着フイルムにあけられた穴に流動し、穴を塞ぐので、絶縁性接着剤自身の流動によっては穴が塞がらないのである。この加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートは、当然ながら、積層一体化の後に容易に剥離除去できるものでなくてはならない。
【００２０】
この目的に合う三層構造のフイルムとしては、コア層と外層からなる三層の構造であり、コア層は銅箔付き絶縁性接着フルムの絶縁性接着層の軟化点より低いことが必要であり、一般的には１３０℃以下が好ましく、より好ましくは１１５℃以下である、ポリエチレン、エチレン系コポリマ、ビニル系ポリマ、アクリル系ポリマ、脂肪族ポリエステルあるいはポリアミド等の熱可塑性樹脂のシートをコアに用い、外層には離形性に優れたフッ素系ポリマや、シリコン系ポリマ、高強度ポリオレフィンを用いることが好ましい。
【００２１】
このようなシートの具体例としては、コア層に軟化点１１０℃の特殊なポリオレフィンを用いた３層構造のオピュラン（三井石油化学工業株式会社製、商品名）がある。
【００２２】
本発明の内層用両面配線板としては、ガラスエポキシ銅張積層板や紙フェノール銅張積層板、コンポジット銅張積層板、ポリイミド銅張積層板等が使用できる。これらの銅張積層板に、ドリルで貫通穴をあけた後、銅めっきを行い、不要な箇所の銅をエッチング除去して、貫通穴付きの内層用両面配線板を製造できる。また、このような方法にかならずしも限定されるものではなく、めっき用触媒を内部に含有する絶縁基板、あるいは絶縁基板の表面に無電解めっき用接着剤を塗布した基板に、穴をあけ、回路を形成しない箇所にめっきレジストを形成し、めっきを行うことによって作製した、貫通穴を有する両面板も使用できる。
【００２３】
【実施例】
実施例１
図１（ａ）に示すように、厚さ１８μｍ銅箔のマット面に厚さ５０μｍのエポキシ系絶性接着剤を塗布し、半硬化状態にしたＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備する。
このＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）の軟化点は、約１２０℃であった。
次に、図１（ｂ）に示すように、穴径０.３ｍｍの貫通穴をドリルであけた。 次に、図１（ｃ）に示すように、板厚０.４ｍｍのガラスエポキシ銅張積層板に、０.３ｍｍの貫通穴をあけた後、全面に厚さ１２μｍの銅めっきを行い、不要な箇所の銅をエッチング除去して、配線を形成して、接続のための貫通あなを有する内層用両面配線板を得た。
次に、図１（ｄ）に示すように、図１（ｂ）で作製した非貫通穴となる穴をあけた銅箔付き絶縁性接着フィルム、図１（ｃ）で作製した内層用両面配線板、およびガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた厚さ０.１ｍｍのプリプレグと、厚さ０.２ｍｍの銅板をこれらの順番で重ね合わせ、温度１７０℃、圧力２.５ＭPaで６０分間、加圧加熱して積層一体化し、図１（ｅ）に示す多層基板を得た。このときに使用したプリプレグの軟化点（開始温度）は約９５℃であった。
この加圧加熱し積層一体化する工程において、ＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）の表面に、厚さ１５０μｍで、コア層が９０μｍで、外層が３０μｍの３層構造をしたオピュランシート（三井石油化学工業株式会社製、商品名）を使用した。このオピュランシート（三井石油化学工業株式会社製、商品名）の軟化点は１１０℃であった。
次に、図１（ｆ）に示すように、厚さ１２μｍの銅めっきを行った後、不要な箇所の銅をエッチング除去して、外層配線を形成して、内層回路とに電気的に接続し、表層に非貫通穴を有する高密度の多層プリント配線板を得た。
【００２４】
実施例２
図２（ａ）に示すように、厚さ１８μｍ銅箔のマット面に厚さ５０μｍのエポキシ系絶性接着剤を塗布し、半硬化状態にしたＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）を準備する。
次に、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、２枚のＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）に、穴径０.３ｍｍの貫通穴をドリルであけた。
次に、図２（ｄ）に示すように、板厚０.１ｍｍのガラスエポキシ銅張積層板に０.３ｍｍの貫通穴をあけた後、全面に厚さ１２μｍの銅めっきを行い、不要な箇所の銅をエッチング除去して、配線を形成して、内層用両面配線板を得た。次に、図２（ｅ）に示すように、板厚０.１ｍｍのガラスエポキシ銅張積層板の不要な箇所の銅箔をエッチング除去して、配線を形成して、内層用両面配線板を得た。
次に、図２（ｂ）で作製した非貫通穴となる穴を有する銅箔付き絶縁性接着フィルム、図２（ｄ）で作製した貫通穴を有する内層用両面配線板、ガラス布にエポキシ樹脂を含浸させた厚さ０.１ｍｍのプリプレグ、図２（ｅ）で作製した内層用両面配線板および図２（ｃ）で作製した非貫通穴となる穴を有する銅箔付き絶縁性接着フィルムを、図２（ｆ）に示すように、順番に重ね合わせ、温度１７０℃、圧力２.５ＭPaで６０分間、加圧加熱して、図２（ｇ）に示すような、多層基板を得た。このときに、使用したプリプレグの軟化点（開始温度）は、約９５℃であった。この加圧加熱して積層一体化する工程において、ＭＣＦ−３０００Ｅ（日立化成工業株式会社製、商品名）の表面に、厚さ１５０μｍのオピュランシート（三井石油化学工業株式会社製、商品名）を使用した。
次に、図２（ｈ）に示すように、ドリルで０.３ｍｍの貫通穴をあけた。
次に、図２（ｉ）に示すように、厚さ２０μｍの銅めっきを行った後、不要な箇所の銅をエッチング除去して外層配線を形成して、内層との層間接続穴を有し、表層に非貫通穴を有する高密度の多層プリント配線板を得た。
【００２５】
実施例３
２枚の内層用両面配線板の両方に貫通穴を有することを除いて、全て実施例２と同様の工程、図３（ａ）〜（ｉ）に示すように、内層に層間接続穴があり、表層に非貫通穴を有する高密度の多層プリント配線板を得た。
【００２６】
実施例４
図４（ｆ）に示すように、非貫通穴となる穴を設けた銅箔付き絶縁性接着フィルムと貫通穴を有する内層用両面配線板を、積層する前に、予め、温度１２５℃、圧力１.５ＭＰａ、１０分間、加圧加熱して仮接着した以外は、実施例３と同様にして、内層に層間接続穴があり、表層に非貫通穴を有する高密度の多層プリント配線板を得た。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の多層プリント配線板の製造方法により、内層配線板に層間接続穴を持ち、表層に貫通穴を有する高密度の多層プリント配線板の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ本発明の一実施例を説明するための各製造工程における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ本発明の他の実施例を説明するための各製造工程における断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ本発明のさらに他の実施例を説明するための各製造工程における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｉ）は、それぞれ本発明のさらに他の実施例を説明するための各製造工程における断面図である。
【図５】本発明の実施の形態による効果を説明するための断面図である。

Claims (7)

1. 銅板と、プリプレグと、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、半硬化状態で、流動開始温度が、前記プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料とを、この順番で、かつ前記銅箔付き絶縁性接着フィルムの絶縁性接着層が前記内層用両面配線板に接触するように重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化して表面層に非貫通穴を設けた多層基板を作製し、非貫通穴にめっきをおこなって層間を電気的に接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 配線板と、プリプレグと、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、半硬化状態で、流動開始温度が、前記プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料とを、この順番で、かつ前記銅箔付き絶縁性接着フィルムの絶縁性接着層が前記内層用両面配線板に接触するように重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化して表面層に非貫通穴を設けた多層基板を作製し、非貫通穴にめっきをおこなって層間を電気的に接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
3. 半硬化状態で、流動開始温度が、プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料と、内層用両面配線板と、プリプレグと、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、半硬化状態で、流動開始温度が、前記プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料とを、この順番で、かつ前記銅箔付き絶縁性接着フィルムの絶縁性接着層が前記内層用両面配線板に接触するように重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化して表面層に非貫通穴を設けた多層基板を作製し、非貫通穴にめっきをおこなって層間を電気的に接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
4. 半硬化状態で、流動開始温度が、プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料と、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、プリプレグと、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板と、半硬化状態で、流動開始温度が、前記プリプレグよりも高い絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料とを、この順番で、かつ前記銅箔付き絶縁性接着フィルムの絶縁性接着層が前記内層用両面配線板に接触するように重ね合わせ、加圧加熱して積層一体化して表面層に非貫通穴を設けた多層基板を作製し、非貫通穴にめっきをおこなって層間を電気的に接続することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
5. 半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムに層間接続のための非貫通穴となる穴をあけた材料と、接続のための貫通穴を有する内層用両面配線板とを、積層前に予め仮接着することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。
6. 加圧加熱して積層一体化する工程において、銅箔付き絶縁性接着フイルムの銅箔の上に、さらに加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートを重ねて行うものであって、この加圧加熱して積層一体化する過程で塑性流動するシートが、コア層とそのコア層を両面から挟む外層からなる三層の構造であり、かつコア層の軟化点が、１３０℃以下であることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれかに記載の多層プリント線板の製造方法。
7. 半硬化状態の絶縁性接着層を銅箔のマット面側に設けた銅箔付き絶縁性接着フイルムにあける層間接続のための非貫通穴となる穴と、この銅箔付き絶縁性接着フイルムに接着される内層用両面配線板に設けられた接続のための貫通穴との、穴の端部同士が少なくとも０.１５ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれかに記載の多層プリント配線板の製造方法。

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