JPH11233938A - 多層印刷配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂表面の凹凸を軽減して平滑な面を提供
し、その上に形成される導体を均一かつ平滑にすること
ができる多層印刷配線板の製造方法を提供すること。 【解決手段】 樹脂板２０の上の導体パターン２１がな
い部分に絶縁樹脂２２を多く供給して多層配線板を作成
する多層印刷配線板製造方法は、形成した絶縁樹脂２３
下面の導体パターン２１の厚みに起因する絶縁樹脂２３
上面の凹凸を緩和するため、平滑な面を提供でき、その
上に形成される導体を均一かつ平滑にすることができ
る。したがって、外層パターンの形成を容易にし、工程
上の歩留まりを大きく向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビルドアップ法に
よる高密度多層プリント配線板の製造方法に係り、従来
技術では困難であった２層以上のビルドアップ層の積層
に於けるビアホールやパターン形成を容易に行えるよう
にし、配線板の薄型高多層、軽量化に寄与する製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６から図２２に従来のビルドアップ
法による多層プリント配線板の製造工程を示す。ここで
例にした配線板の仕様は、通称レーザビア［２＋２＋
２］タイプと呼ばれるもので、従来型の両面配線板をベ
ースに、その両面に樹脂による絶縁板と導体層を２層ず
つ計４層を積重ね、６層配線板としたものである。図１
６は、従来法で作成された両面配線板の断面図で、樹脂
板１の両面に第３（／４）層導体パターン２が配置され
ている。完成配線板において、内層になる第３（／４）
層導体パターン２がエッチング等の方法で形成されてい
る。なお、説明図の簡略化のため、この層には、スルー
ホールを設けていないが実際の配線板では、必要に応じ
てスルーホールが形成される。

【０００３】次に、図１７に示すとおり、配線板全面に
２−３（／４−５）層間絶縁樹脂３を形成する。この２
−３（／４−５）層間絶縁樹脂３の形成にはスクリーン
印刷法による全面印刷や、フィルム状になった半硬化樹
脂や接着剤付き樹脂フィルムを張りつける方法がある。
一般にはこの樹脂としてはアクリル系、エポキシ系、ポ
リイミド系等、配線板材料として従来使用されているも
のが用いられる。次に２−３（／４−５）層間のビアホ
ールとなるべきビアホール穴４を図１８に示す通り形成
する。具体的には、図１７で形成した２−３（／４−
５）層間絶縁樹脂３にレーザ光で、第３（／４）層導体
パターン２表面に達するビアホール穴４をあける。この
状態の断面図が図１８である。使用されるレーザは、２
−３（／４−５）層間絶縁樹脂３の組成と関連がある
が、炭酸ガスやＹＡＧレーザが一般的である。

【０００４】次に図１８で作成された配線板の全面に銅
メッキされた導体５を施す。この状態を図１９に示す。
なお、これ以降の工程は、裏表全く対称であるので、簡
単化のため、図は、第１−３層で表記するが、第４−６
層も同じ処置をするものとする。図２０は、全面メッキ
された導体５を従来より使用されているエッチング法で
選択腐食し、第２層導体パターン６を形成した状態を示
す。このとき、２−３層間ビアホール７も形成される。
次に、図２１で示すように、この第２層導体パターン６
が形成された配線板の全面に、図１７で示したのと同じ
方法で１−２層間絶縁樹脂８を形成する。

【０００５】更に、この１−２層間絶縁樹脂８の上に、
第２層導体パターン６を形成した時と同様に全面メッキ
とエッチングを行い、第１層導体パターン９を形成す
る。このとき、１−２層間ビアホール１０も形成され
る。パターン形成の終わった配線板の断面図を図２２に
示す。配線板としては、この後、最外層のソルダレジス
トやシルク印刷を行って完成となる。ビルドアップ法に
は、本例の外に絶縁樹脂の層に感光性樹脂を使用し、ビ
アホール形成をフォトリソ方式で行うフォトビア法やサ
ンドブラストで行う方法もあるが、ビアホール穴あけ方
法が異なるだけで、あとの工程や後述する問題点は全く
同じである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１７乃至図２２から
理解できるように、導体パターン間の絶縁樹脂の表面
は、下層の導体パターンの凹凸の影響を受けて、凹凸が
発生し易い。図２３に示すように、この凹凸は、絶縁樹
脂層１６の上に形成される全面メッキ形成された導体１
７の層に反映されるため、その層のパターン形成のため
に作成されるエッチングレジスト１８がメッキ形成され
た導体１７に密着することを阻害し、隙間１９が形成さ
れ、エッチング後のパターンの欠け／細り等の不良の原
因となる。

【０００７】この問題は、絶縁層として接着剤付フィル
ムやフィルム状半硬化樹脂を用いた場合顕著であるが、
その一方、作業性や層間絶縁性能の確保の見地からは、
この種のフィルム状の材料を使う方が望ましく、二律背
反状態に陥っている。本発明は、絶縁樹脂層形成の際、
樹脂供給量を導体密度によって部分的に変化させること
で絶縁樹脂表面の凹凸を軽減し、平滑な面を提供でき、
その上に形成される導体を均一かつ平滑にすることがで
きる多層印刷配線板の製造方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の多層印刷配線板
の製造方法は、配線板の上に樹脂層及び導体層を積み重
ねて多層配線板を製造するものであって、前記樹脂層を
形成する際、形成する前記樹脂層の下層の前記導体層の
導体の密度に応じて樹脂供給量を部分的に変化させるも
のである。また、樹脂供給を２回に分けて行い、１回目
の樹脂供給において、前記導体がない部分に樹脂を供給
し、２回目の樹脂供給において、前記配線板全面に供給
することにより、凹凸吸収、層間接着、絶縁という３つ
の機能を１つの材料に持たせる必要がなくなり、より高
い性能を発揮させる材料の組み合わせ選択使用が可能と
なり、配線板の性能が向上する。

【０００９】さらに、１回目の樹脂供給において、前記
導体がない部分には全面に、前記導体上にはドット状に
樹脂を供給し、２回目の樹脂供給において、前記配線板
全面に樹脂を供給することにより、接着をより安定して
強固に行うことができる。また、前記ドット状に樹脂を
供給する際、ビアホール上には、このビアホール径に応
じた量の樹脂を供給することにより、ビアホール中央部
の凹みが埋められて、その上の樹脂層上面の平滑性が高
度に保つことができる。また、前記導体のパターンとし
て一定面積以上前記導体がない部分に、ダミーの導体を
付加することにより、樹脂はダミーの導体の例えば格子
の中に閉じ込められ、厚みが安定する。また、前記ダミ
ーの導体を前記配線板の回路のグランド又は電源回路に
接続することにより、電磁気的に回路の安定性を改善す
ることができる。また、前記導体のパターンとして広い
ベタ部が存在する場合に、該ベタ部から導体を取り除く
ことにより、層の間の接着強度や配線板の耐熱性を改善
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。本発明は従来技術の図１
７及び図２１で示した層間絶縁樹脂の形成に関わる技術
であるので、ここにおける実施の形態の説明は、その部
分に限定する。この説明以外の工程は、従来技術の方法
とほぼ同一と考えてよい。また、説明を簡略化するため
に、実施の形態は、従来技術で説明したレーザビア法の
［２＋２＋２］タイプ、２−３層間ビアホール、貫通ス
ルーホールのない構成を基本とし、図面にはその上半分
（第１−３層）のみを示す。

【００１１】［第１の実施の形態］図１乃至図３を参照
して第１の実施の形態を説明する。この工程は、［従来
技術］で説明した図１７及び図２１の部分に相当する。
図１は、内層（第３、４層）となる従来技術で形成され
た両面配線板を示す。樹脂板２０上に、形成済みの第３
（／４）層導体パターン２１が形成されている。図２
は、第１回目の絶縁樹脂２２の層形成後の状態を示す。
絶縁樹脂２２の層は、第３（／４）層導体パターン２１
の隙間に形成されている。形成方法としては、パターン
形状とポジネガ関係にある逆パターンで、樹脂をスクリ
ーン印刷する方法や、感光性樹脂を用いてパターンと逆
パターンを形成する方法、ローラやスキージで樹脂を埋
め込む方法等がある。

【００１２】ここで使用する樹脂は、従来より配線板に
使用される絶縁樹脂でよいが、特性としては、［流動性
／埋込性が良い］、［平準性が良い］、［樹脂表面や、
次の工程で使用される樹脂との接着性が良い］ことを基
準に選択し、本実施の形態では、既存のプリント配線板
用絶縁樹脂を印刷形成した。次に、図３に示すように全
面に第２回目の絶縁樹脂２３の層を形成する。本実施の
形態では、［半硬化樹脂フィルム］を採用した。これ
は、一定の樹脂厚みを確保しやすく、層間の絶縁信頼性
を得易いことによる。

【００１３】もちろん、工程や確保すべき性能の内容に
よっては、全面樹脂印刷や接着材付き樹脂フィルム張付
けといった方法をとることも可能であり、配線板に部分
可撓性をもたせるべく、接着剤付き樹脂フィルムを使用
することもできる。パターン間に埋め込まれた樹脂によ
って、絶縁樹脂２３の層の表面は平滑性を保っている。
これ以降の工程は、従来技術により図１８以降に示した
ように、穴開け、メッキ、エッチングへと進む。そし
て、図２１における絶縁樹脂の層の形成には、ここで述
べた第１の実施の形態の方法を用い、再度、平滑な樹脂
表面を形成する。

【００１４】［第２の実施の形態］次に本発明の第２の
実施の形態を示す。本実施の形態の基本的な流れは［第
１の実施の形態］と同じであるが、層間絶縁樹脂を導体
上にも付与するところに特徴がある。図４〜図７に第２
の実施の形態を示す。この工程も［従来技術］で説明し
た図１７及び図２１の部分に相当する。図４に、内層
（第３層）となる従来技術で形成された両面配線板を示
し、樹脂板２４に第３層導体パターン２５が形成されて
いる。図５は、第１回目の絶縁樹脂２６の層形成後の状
態の断面図を示す。本実施の形態では、樹脂はスクリー
ン印刷で形成されており、まだ硬化されていない。この
実施の形態の特徴は、少量の樹脂が一定パターンで第３
層導体パターン２５の上にも印刷形成されていることで
ある。

【００１５】図６は、図５を基板上面から見た場合を示
す。図６（ａ）は、配線板の第３層導体パターン２５の
形状２７を模式的に示した図である。図６（ｂ）は、絶
縁樹脂２６の印刷パターンを示す図であり、第３層導体
パターン２５のない部分には全面に、第３層導体パター
ンの上には一定間隔のドット２８で印刷されている。本
実施の形態では、導体面積の約２０〜約３０％をカバー
するようにドットを印刷するものであるが、ドット径／
密度／配置は、ＣＡＤデータから得られるパターン密度
と配線板の仕様として決定されている絶縁層厚み及び絶
縁性能、印刷に用いられるスクリーン版の乳剤厚み、第
２回目に形成される絶縁層の物性より決定されるため、
配線板の仕様によって変動する。

【００１６】図７に示す通り、第１回目の絶縁樹脂３０
の層を形成した後、第２回目の絶縁樹脂３１の層の形成
を行う。本実施の形態では、半硬化樹脂フィルム３１を
全面ローラ貼付している。ここで、貼り付け時のローラ
圧力を調整し、第３層導体パターン２９上に先に印刷形
成されている第１回目に形成された絶縁樹脂３０を均一
に薄く延ばすようにして、第３層導体パターン２９と半
硬化樹脂フィルム３１との間に介在させている。

【００１７】このことにより、先に印刷された第１回目
に形成された絶縁樹脂３０のインクは、半硬化樹脂フィ
ルム３１と第３層導体パターン２９及び第１回目に形成
された絶縁樹脂３０との接着プライマとなるため、接着
をより安定して強固に行うことができる。最後に第１回
目に形成された絶縁樹脂３０及び半硬化樹脂フィルム３
１を硬化し、ビアホール穴開け工程に進む。以降の工程
は、従来技術と同じであり、従来法の図２１にあるよう
にさらに層を重ねる場合にはここで説明した第２の実施
の形態と同じ手順を繰り返す。

【００１８】［第３の実施の形態］次に本発明の第３の
実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的な流れ
は、［第２の実施の形態］と同じであるが、導体上に付
与する樹脂のパターンに特徴がある。この工程も［従来
技術］で説明した図１７及び図２１の部分に相当する。
図８、図９に本実施の形態の断面図で示す。図８は、従
来技術の図２１に相当する工程であり、すでに第２層導
体パターン３３及び２−３層間ビアホール３４が形成さ
れている。図９に、第１回目樹脂印刷後の樹脂の印刷状
況を示す。第２層導体パターン３３の間に逆パターン印
刷された絶縁樹脂３５と、第２層導体パターン３３の上
に一定間隔でドット状印刷された絶縁樹脂３６と、を有
し、これらは、第２の実施の形態で説明したものと同じ
である。

【００１９】本実施の形態の特徴は、２−３層間ビヤホ
ール３４に新たに追加された絶縁樹脂３７である。この
絶縁樹脂３７は、２−３層間ビアホール３４形成用ＣＡ
Ｄデータより抽出されたもので、位置は同じで、径をビ
アホール径の６０−８０％に形成される。しかしなが
ら、この印刷径は、一律に決められるのではなく、［２
−３層間絶縁層厚さ］、［第２、３層パターン厚さ］、
［ビアホール径］、［スクリーン版乳剤厚さ］によって
決定されるため、配線板仕様によって変動する。この追
加された樹脂により、２−３層間ビアホール３４中央部
の凹部が埋められて、その上の絶縁樹脂の層上面の平滑
性を高度に保持することができる。

【００２０】［第４の実施の形態］次に本発明の第４の
実施の形態を説明する。図１０に、ある内層（第２、３
層等）の導体パターンの模式図を示す。このパターンに
おいては、大きなパターンのない部分３８が存在する。
これまで説明した手法に従えば、ここには、第１回目に
形成される樹脂が印刷等されることになる。しかしなが
ら、前述した第１〜第３の実施の形態の方法で印刷した
場合、この樹脂は流動性を持っており、第２回目の樹脂
形成で、フィルムのローラ貼付けの方法を取るとき、そ
の圧力で樹脂が逃げ出すため、図１１（ａ）及び図１１
（ｂ）、特に図１１（ａ）のＡ−Ａ′の断面である図１
１（ｂ）によく示されるように凹み３９が形成される傾
向がある。

【００２１】これは、表面の平滑性確保の意味からも、
絶縁性、寸法安定性確保からも望ましくない。そこで、
図１２に示すように、格子状パターン４０をパターンの
ない部分３８に追加した。これにより、第１回目に形成
された絶縁樹脂は、格子パターン４０で形成されたセル
４１内に閉じ込められ、厚みが安定する。また、この格
子パターン４０は、プリント配線板全体の寸法安定性を
確保し、基板の寸法が狂ったり、歪んだりするのを防
ぎ、更に強度を増す効果をもたらす。

【００２２】なぜなら、樹脂だけで広い面積が構成され
ていると、硬化時に収縮したり、堅さが、導体部分と大
きく異なるからである。このような格子パターンの追加
は、本発明による樹脂の２回形成の方法によらなけれ
ば、エッチング不良の原因となるため、適用が不可能で
あり、本発明の有利な点である。また、可能な場合に
は、このパターンを回路のグランドや電源ラインと接続
することで電磁気的に回路の安定性を改善することも可
能である。

【００２３】［第５の実施の形態］次に本発明の第５の
実施の形態を説明する。この実施の形態は、前述した第
４の実施の形態と逆の場合である。すなわち、図１３に
示すように導体によるシールドパターンとして広いベタ
パターン４２がある場合である。この場合には、配線板
としての強度や寸法安定性、絶縁樹脂層表面平滑性に問
題はないが、層間に接着密度や配線板の耐熱性に問題が
出るケースが多い。この場合には、広い導体面から部分
的に導体を除去する。この状態を、図１４、図１５に改
良されたパターン４３及びパターン４４を例として示
す。導体パターン形状には、特に規制はないので、必要
なシールドの周波数特性や耐熱性の要因に基づいて導体
パターン形状を考慮する。

【００２４】

【発明の効果】絶縁樹脂層は、その層のより内層側の導
体やビヤホールの有無に起因する凹凸を吸収することに
より、樹脂層の外側に形成される導体層に凹凸がなくな
り、安定したエッチングを行うことができ、外層パター
ンの形成を容易にし、工程上の歩留まりを大きく向上さ
せることができる。絶縁樹脂層がそのより内側の導体や
ビアホールの有無に起因する凹凸を吸収しているため、
従来２層以上の層形成は困難とされていたビルドアップ
法で更に高多層化が可能となった。

【００２５】絶縁樹脂層の形成を２度に分けたことで凹
凸吸収、層間接着、絶縁という３つの機能を１つの材料
に持たせる必要がなくなり、より高い性能を発揮させる
材料の組合わせ選択使用が可能になり、配線板の性能向
上に寄与した。大きなパターンのない部分に、格子パタ
ーンを補助的に設けることによって、表面凹凸の緩和に
よるパターン形式の安定化のみならず、樹脂分が多く不
安定になりがちなビルドアップ法における寸法形状に安
定性をもたらす。さらにシールド層としての電気特性の
改善も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を説明する図（その１）であ
る。

【図２】第１の実施の形態を説明する図（その２）であ
る。

【図３】第１の実施の形態を説明する図（その３）であ
る。

【図４】第２の実施の形態を説明する図（その１）であ
る。

【図５】第２の実施の形態を説明する図（その２）であ
る。

【図６】第２の実施の形態を説明する図（その３）であ
る。

【図７】第２の実施の形態を説明する図（その４）であ
る。

【図８】第３の実施の形態を説明する図（その１）であ
る。

【図９】第３の実施の形態を説明する図（その２）であ
る。

【図１０】第４の実施の形態を説明する図（その１）で
ある。

【図１１】第４の実施の形態を説明する図（その２）で
ある。

【図１２】第４の実施の形態を説明する図（その３）で
ある。

【図１３】第５の実施の形態を説明する図（その１）で
ある。

【図１４】第５の実施の形態を説明する図（その２）で
ある。

【図１５】第５の実施の形態を説明する図（その３）で
ある。

【図１６】従来技術を説明する図（その１）である。

【図１７】従来技術を説明する図（その２）である。

【図１８】従来技術を説明する図（その３）である。

【図１９】従来技術を説明する図（その４）である。

【図２０】従来技術を説明する図（その５）である。

【図２１】従来技術を説明する図（その６）である。

【図２２】従来技術を説明する図（その７）である。

【図２３】従来技術の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１ 樹脂版 ２ 第３（／４）層導体パターン ３ ２−３（／４−５）層間絶縁樹脂 ４ ビアホール穴 ５ メッキ形成された導体 ６ 第２層導体パターン ７ ２−３層間ビアホール ８ １−２層間絶縁樹脂 ９ 第１層導体パターン １０ １−２層間ビアホール １６ 絶縁樹脂層 １７ メッキ形成された導体層 １８ エッチングレジスト １９ レジストと導体の隙間 ２０ 樹脂板 ２１ 導体パターン ２２ １回目に形成された絶縁樹脂 ２３ ２回目に形成された絶縁樹脂 ２４ 樹脂板 ２５ ３層導体パターン ２６ １回目に形成された絶縁樹脂 ２７ 導体パターン ２８ １回目に形成された絶縁樹脂 ２９ ３層導体パターン ３０ １回目に形成された絶縁樹脂 ３１ ２回目に形成された絶縁樹脂 ３２ ３層導体パターン ３３ ２層導体パターン ３４ ２−３層間ビアホール ３５ 絶縁樹脂（パターン間） ３６ 絶縁樹脂（パターン上） ３７ 絶縁樹脂（ビアホール上） ３８ 導体パターンのない部分 ３９ 絶縁樹脂の凹み ４０ 付加された格子状導体パターン ４１ 格子パターンにより形成されたセル ４２ 広いベタパターン ４３，４４ 改良されたパターン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線板の上に樹脂層及び導体層を積み重
   ねて多層配線板を製造する多層印刷配線板の製造方法に
   おいて、 前記樹脂層を形成する際、形成する前記樹脂層の下層の
   前記導体層の導体の密度に応じて樹脂供給量を部分的に
   変化させることを特徴とする多層印刷配線板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の多層印刷配線板の製造方
   法において、樹脂供給を２回に分けて行い、１回目の樹
   脂供給において、前記導体がない部分に樹脂を供給し、
   ２回目の樹脂供給において、前記配線板全面に供給する
   ことを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の多層印刷配線板の製造方
   法において、１回目の樹脂供給において、前記導体がな
   い部分には全面に、前記導体上にはドット状に樹脂を供
   給し、２回目の樹脂供給において、前記配線板全面に樹
   脂を供給することを特徴とする多層印刷配線板の製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の多層印刷配線板の製造方
   法において、前記ドット状に樹脂を供給する際、ビアホ
   ール上には、このビアホール径に応じた量の樹脂を供給
   することを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４記載の多層印刷配線板の
   製造方法において、前記導体のパターンとして一定面積
   以上前記導体がない部分に、ダミーの導体を付加するこ
   とを特徴とする多層印刷配線板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の多層印刷配線板の製造方
   法において、前記ダミーの導体を前記配線板の回路のグ
   ランド又は電源回路に接続することを特徴とする多層印
   刷配線板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項２乃至４記載の多層印刷配線板の
   製造方法において、前記導体のパターンとして広いベタ
   部が存在する場合に、該ベタ部から導体を取り除くこと
   を特徴とする多層印刷配線板の製造方法。