JP2003086941A

JP2003086941A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2003086941A
Application number: JP2001277903A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Kanetani; 大介金谷; Shuji Maeda; 修二前田; Shinya Nishimoto; 晋也西本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】熱履歴による反りの発生を低減することがで
きると共に、最外層の導体層をファインパターンで形成
することが容易になるプリント配線板を提供する。【解決手段】内層回路基板１の表面に複数層の絶縁樹
脂層２ａ，２ｂ…と導体層３ａ，３ｂ…とを交互にビル
ドアップして設けることによって形成されるプリント配
線板に関する。最外層の絶縁樹脂層２ｂはガラスクロス
４を基材として含有しない樹脂主体の層として形成され
ていると共に、最外層から２層目の絶縁樹脂層２ａはガ
ラスクロス４を基材として含有する層として形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、電気機
器、コンピュータ、通信機器等に用いられる多層構成の
プリント配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体チップやチップ部品等の電
子部品は軽薄小型化が進んでおり、これに伴ってこれら
の電子部品を搭載するプリント配線板において、導体回
路のライン幅及びライン間隔が２００μｍ以下の狭ピッ
チであるファインパターンを有するプリント配線板の製
造技術の向上が求められてきている。特に、半導体等の
電子部品を実装・接続するランドにおいてファインパタ
ーン化の要求が高くなっている。

【０００３】そしてこのような導体回路のファインパタ
ーン化に対する設計のし易さや、低重量化などのため
に、内層用回路基板をコア材とし、この表面に絶縁樹脂
層と導体層を交互に積み上げていくように形成して多層
のプリント配線板を製造するビルドアップ工法が注目さ
れている。

【０００４】図２はこのビルドアップ工法による多層プ
リント配線板の製造を示すものであり、図２（ａ）のよ
うな表面に回路１２ａとして内層用導体層１１を設けた
内層用回路基板１を用い、まず図２（ｂ）のように内層
用導体層１１の表面に絶縁樹脂層２ａと導体層３ａを設
ける。次に図２（ｃ）のように絶縁樹脂層２ａにバイア
ホール５を加工すると共にバイアホール５の内周にメッ
キ層６を形成し、さらに導体層３ａに回路形成加工を施
して回路１２ｂを形成し、バイアホール５で導体層３
ａ，１１の層間接続をする。

【０００５】このように導体層３ａに回路１２ｂを加工
した後、この導体層３ａの表面に絶縁樹脂層２ｂと導体
層３ｂとを設け、図２（ｄ）のように絶縁樹脂層２ｂに
バイアホール５を加工すると共にバイアホール５の内周
にメッキ層６を形成し、さらに導体層３ｂに回路形成加
工を施して回路１２ｃを形成し、バイアホール５で導体
層３ａ，３ｂの層間接続をする。図２（ｄ）の例では、
スルーホール１３及びスルーホールメッキ１４を設けて
内外の導体層３ａ，３ｂ，１１を接続するようにしてあ
る。そしてソルダーレジスト１５を最外面に塗布するこ
とによって、図２（ｅ）のような多層のプリント配線板
として仕上げることができるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように内層用回
路基板１に絶縁樹脂層２ａ，２ｂと導体層３ａ，３ｂを
交互に積み上げてビルドアップする工法で作製される多
層のプリント配線板にあって、絶縁樹脂層２ａ，２ｂの
形成は、樹脂フィルムを加熱加圧して積層したり、樹脂
を塗布して加熱硬化させたり、あるいは金属箔の片面に
半硬化状態の熱硬化性樹脂を設けて形成される樹脂付き
金属箔を加熱加圧成形して積層したりすることによって
行なわれるのが一般的である。

【０００７】従ってこのように形成される絶縁樹脂層２
ａ，２ｂは、ガラスクロスのような補強用の基材を含ま
ない樹脂主体の層であり、熱履歴による伸縮で寸法変化
が大きく発生し易い。このため、ビルドアップ工法で製
造したプリント配線板に実装部品を実装するために半田
リフロー炉を通過させる場合など、プリント配線板に熱
履歴が加わると、プリント配線板に反りが生じ易く、部
品実装に支障をきたすおそれがあるという問題があっ
た。

【０００８】そこで、ガラスクロスに熱硬化性樹脂を含
浸して乾燥することによって調製したプリプレグを用
い、このプリプレグを加熱加圧することによって絶縁樹
脂層２ａ，２ｂを形成することがおこなわれている。こ
のものでは、絶縁樹脂層２ａ，２ｂにガラスクロスを補
強用の基材として埋入させることができ、絶縁樹脂層２
ａ，２ｂの寸法変化を抑制することができるので、半田
リフローなど熱履歴によって反りが発生することを低減
することができるのである。

【０００９】ここで、回路のファインパターン化に対応
するためには、表層の導体層３ｂの形成はアディティブ
工法やセミアディティブ工法によってメッキで行なうこ
とが望ましいところである。そして、最表層の絶縁樹脂
層２ｂに導体層３ｂをメッキで形成するにあたって、導
体層３ｂを密着強度高く且つファインパターンに形成す
るには、最表層の絶縁樹脂層２ｂの表面がフラットな粗
化面であることが必要である。しかし上記のように最表
層の絶縁樹脂層２ｂにガラスクロスが埋入されている
と、ガラスクロスの織り目が絶縁樹脂層２ｂの表面に表
われて、絶縁樹脂層２ｂの表面は凹凸になっており、メ
ッキによってファインパターンの導体層３ｂを形成する
ことが難しいという問題があった。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、熱履歴による反りの発生を低減することができる
と共に、最外層の導体層をファインパターンで形成する
ことが容易になるプリント配線板を提供することを目的
とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
プリント配線板は、内層回路基板１の表面に複数層の絶
縁樹脂層２ａ，２ｂ…と導体層３ａ，３ｂ…とを交互に
ビルドアップして設けることによって形成されるプリン
ト配線板において、最外層の絶縁樹脂層２ｂはガラスク
ロス４を基材として含有しない樹脂主体の層として形成
されていると共に、最外層から２層目の絶縁樹脂層２ａ
はガラスクロス４を基材として含有する層として形成さ
れていることを特徴とするものである。

【００１２】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、最外層の絶縁樹脂層２ｂの表面には導体層３ｂがメ
ッキによって形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また請求項３の発明は、請求項１又は２に
おいて、最外層から２層目の絶縁樹脂層２ａとその表面
に設けられる導体層３ａは、ガラスクロス４を基材とす
るプリプレグと金属箔とを重ねて加熱加圧成形をするこ
とによって形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１４】また請求項４の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおいて、導体層３ａ，３ｂの層間の接続は、
絶縁樹脂層２ａ，２ｂに形成されたバイアホール５内の
メッキ層６によって行なわれていることを特徴とするも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１６】本発明において内層回路基板１としては任
意のものを用いることができるものであり、両面金属張
り積層板を加工して積層板１６の両面に内層用導体層１
１を設けたものを用いることができる。例えば、エポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂をガラスクロスなどの基材に
含浸して乾燥して得られるプリプレグを一枚乃至複数枚
重ね、これの両側に銅箔などの金属箔を重ねて加熱加圧
成形をすることによって両面金属張り積層板を作製し、
そして両面の金属箔にドライフィルムを用いたテンティ
ング法などで回路１２ａを形成して内層用導体層１１を
設けることによって、図１（ａ）のような内層回路基板
１を作製することができる。この内層回路基板１におい
て、内層用導体層１１の表面には酸化剤を用いた酸化処
理（黒化処理あるいは黒色酸化処理と称される）を予め
行なって粗面化しておき、後述する絶縁樹脂層２ａとの
密着性を高めるようにしておくのが好ましい。

【００１７】そして内層回路基板１の両側の表面に絶縁
樹脂層２ａ及び導体層３ａをビルドアップする。この絶
縁樹脂層２ａには図１（ｂ）に示すようにガラスクロス
４が基材として埋入してある。このようなガラスクロス
４入りの絶縁樹脂層２ａと導体層３ａをビルドアップし
て設けるにあたっては、例えば、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂をガラスクロスなどの基材に含浸して乾燥し
て得られるプリプレグと、銅箔などの金属箔を、この順
に内層回路基板１の表面に重ね、これを加熱加圧成形す
ることによって行なうことができるものであり、ガラス
クロスを基材とするプリプレグによってガラスクロス４
を埋入した絶縁樹脂層２ａを形成することができると共
に金属箔によって導体層３ａを形成することができるも
のである。

【００１８】このように絶縁樹脂層２ａと導体層３ａを
ビルドアップした後、図１（ｃ）に示すように、絶縁樹
脂層２ａにレーザー加工してバイアホール５を形成する
と共にバイアホール５の内周に銅の無電解メッキなどで
メッキ層６を形成し、さらにドライフィルムを用いたテ
ンティング法などで導体層３ａにプリント加工をして回
路１２ｂを形成し、バイアホール５で導体層３ａと内層
用導体層１１の層間接続をする。導体層３ａに回路１２
ｂの形成をした後、導体層３ａの表面に黒化処理を行な
って表面を粗面化し、後述の絶縁樹脂層２ｂとの密着性
を高めるようにするのが好ましい。

【００１９】次に、上記のようにして形成した絶縁樹脂
層２ａ及び導体層３ａの表面に絶縁樹脂層２ｂをビルド
アップする。この絶縁樹脂層２ｂには図１（ｄ）のよう
にガラスクロスなどの基材は含有されないものであり、
樹脂を主体とする層として形成してある。このような基
材を含有しない絶縁樹脂層２ｂをビルドアップして設け
るにあたっては、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性
樹脂を半硬化状態でフィルム化したものを用い、この半
硬化樹脂フィルムを導体層３ａの表面に重ねて加熱加圧
することによって行なうことができるものであり、半硬
化樹脂フィルムの硬化樹脂によって絶縁樹脂層２ｂを形
成することができるものである。

【００２０】上記のように絶縁樹脂層２ｂを形成した
後、絶縁樹脂層２ｂの表面に導体層３ｂを設ける。この
導体層３ｂは最外層の回路１２ｃを形成するためのもの
であり、銅などの金属を無電解メッキして回路形成する
アディティブ工法、あるいは無電解メッキと電解メッキ
を組み合わせて回路形成するセミアディティブ工法で、
絶縁樹脂層２ｂの表面に導体層３ｂを設けるものであ
る。この絶縁樹脂層２ｂにはガラスクロスのような基材
を含まないので、絶縁樹脂層２ｂの表面は大きな凹凸が
ないフラットな粗面になっており、メッキによって導体
層３ｂをファインパターンで密着性高く形成することが
できるものである。このとき、導体層３ｂを形成するの
に先だって、絶縁樹脂層２ｂにレーザー加工してバイア
ホール５が形成してあり、導体層３ｂの形成の後にバイ
アホール５の内周に銅の無電解メッキなどでメッキ層６
を形成して、図１（ｄ）に示すようにバイアホール５で
導体層３ａ，３ｂの層間接続をするようにしてある。ま
た図１（ｄ）の実施の形態では貫通するスルーホール１
３が設けてあり、スルーホール１３の内周に銅の無電解
メッキなどで形成したスルーホールメッキ１４によっ
て、導体層３ａ，３ｂ，１１の層間接続をするようにし
てある。

【００２１】そして、上記のように形成される絶縁樹脂
層２ｂと導体層３ｂの表面の、半田付けをしない部分に
ソルダーレジスト１５を塗布することによって、図１
（ｅ）のような多層のプリント配線板に仕上げることが
できるものである。このようにしてビルドアップ工法で
作製されるプリント配線板にあって、絶縁樹脂層２ａ，
２ｂのうち最外層の絶縁樹脂層２ｂはガラスクロスのよ
うな基材を含まず、アディティブ工法やセミアディティ
ブ工法に適した層であるが、その内側の絶縁樹脂層２ａ
にはガラスクロス４が基材として埋入されており、この
ガラスクロス４による補強効果で絶縁樹脂層２ａの寸法
変化を抑制することができものであり、このガラスクロ
ス４入りの絶縁樹脂層２ａによってプリント配線板全体
の寸法変化を抑制することができる。従って、プリント
配線板に半田リフローなど熱履歴が作用しても、プリン
ト配線板に反りが発生することを低減することができる
のである。

【００２２】尚、図１の実施の形態では、内層回路基板
１の両面にそれぞれ２層の絶縁樹脂層２ａ，２ｂを設
け、外層側の絶縁樹脂層２ｂはガラスクロスのような基
材を含まない樹脂主体の層として、その内側の絶縁樹脂
層２ａはガラスクロス４を基材として埋入した層として
形成したが、最外層がガラスクロスのような基材を含ま
ない樹脂主体の層、最外層から２層目がガラスクロス４
を基材として埋入した層として形成されておれば、絶縁
樹脂層の層数は制限されないものであり、例えば層数が
両面３層以上ずつのものであってもよく、また内銅回路
基板１の片面のみにビルドアップしたものであってもよ
い。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００２４】（実施例１）内層回路基板１として、両面
銅張り積層板（松下電工社製「Ｒ１７６６」：板厚０．
４ｍｍ、銅箔厚１８μｍ）の両面の銅箔をテンティング
法で回路形成加工したものを用い、内層用導体層１１を
黒化処理した（図１（ａ）参照）。

【００２５】この内層回路基板１の両面にそれぞれ、ガ
ラスクロス基材のプリプレグ（松下電工社製「Ｒ１６６
１」：厚さ０．０６ｍｍ）と厚み１８μｍの銅箔をこの
順に重ね、１０ｋＰａの減圧雰囲気下、１７０℃、２．
５ＭＰａ、１００分の条件で真空プレス成形をすること
によって、ガラスクロス４を埋入した絶縁樹脂層２ａと
導体層３ａを積層した（図１（ｂ）参照）。そして絶縁
樹脂層２ａに炭酸ガスレーザー加工してバイアホール５
を形成し、無電解銅メッキしてバイアホール５内にメッ
キ層６を設け、さらに導体層３ａにテンティング法で回
路形成加工を施した（図１（ｃ）参照）。

【００２６】次に、導体層３ａを黒化処理した後、この
上からエポキシ樹脂の半硬化フィルムを重ね、真空ラミ
ネーターにて、１０ｋＰａの減圧雰囲気下、１１０℃、
１．０ＭＰａ、２分の条件でプレスすることによって、
厚み６０μｍの絶縁樹脂層２ｂを積層した。そしてドリ
ル加工して貫通するスルーホール１３を形成し、また絶
縁樹脂層２ｂに炭酸ガスレーザー加工してバイアホール
５を形成し、無電解銅メッキしてスルーホール１３内に
スルーホールメッキ１４を、バイアホール５内にメッキ
層６をそれぞれ設けると共に、絶縁樹脂層２ｂの表面に
導体層３ｂを形成した。次いで、導体層３ｂにテンティ
ング法で回路形成加工を施した（図１（ｄ）参照）。

【００２７】この後、導体層３ｂ及び絶縁樹脂層２ｂの
所定箇所にソルダーレジスト１５を印刷することによっ
て、所望のプリント配線板を得た（図１（ｅ）参照）。

【００２８】（比較例１）銅箔の片面に半硬化状態のエ
ポキシ樹脂を塗着して調製される樹脂付き金属箔（松下
電工社製「Ｒ０８８０」：銅箔厚み１８μｍ、樹脂厚み
６０μｍ）を用い、実施例１と同じ内層回路基板１の両
面にこの樹脂付き金属箔を樹脂の側で重ね、１７５℃、
３．０ＭＰａ、１００分の条件で真空プレス成形をする
ことによって、絶縁樹脂層２ａと導体層３ａを積層した
（図２（ｂ）参照）。そして絶縁樹脂層２ａに炭酸ガス
レーザー加工してバイアホール５を形成し、無電解銅メ
ッキしてバイアホール５内にメッキ層６を設け、さらに
導体層３ａにテンティング法で回路形成加工を施した
（図２（ｃ）参照）。

【００２９】次に、導体層３ａを黒化処理した後、この
上からエポキシ樹脂の半硬化フィルムを重ね、真空ラミ
ネーターにて、１０ｋＰａの減圧雰囲気下、１１０℃、
１．０ＭＰａ、２分の条件でプレスすることによって、
厚み６０μｍの絶縁樹脂層２ｂを積層した。そしてドリ
ル加工して貫通するスルーホール１３を形成し、また絶
縁樹脂層２ｂに炭酸ガスレーザー加工してバイアホール
５を形成し、無電解銅メッキしてスルーホール１３内に
スルーホールメッキ１４を、バイアホール５内にメッキ
層６をそれぞれ設けると共に、絶縁樹脂層２ｂの表面に
導体層３ｂを形成した。次いで、導体層３ｂにテンティ
ング法で回路形成加工を施した（図２（ｄ）参照）。

【００３０】この後、導体層３ｂ及び絶縁樹脂層２ｂの
所定箇所にソルダーレジスト１５を印刷することによっ
て、所望のプリント配線板を得た（図２（ｅ）参照）。

【００３１】上記の実施例１及び比較例１で得たプリン
ト配線板を１００×１００ｍｍに裁断し、これを２４０
℃、１０秒の条件で半田リフロー炉を通過させた後、こ
のプリント配線板を水平な定盤上に置いて、プリント配
線板の四隅で持ち上がりの最も大きい部分の持ち上がり
寸法を、反り量として測定した。この試験を７枚のプリ
ント配線板について行なった結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１にみられるように、２層の絶縁樹脂層
２ａ，２ｂのいずれにもガラスクロスなどの基材を含有
しない比較例１のものでは反りが大きく発生したが、２
層の絶縁樹脂層２ａ，２ｂのうち絶縁樹脂層２ａにガラ
スクロス４を基材として埋入させた実施例１のもので
は、反りが大幅に低減されていることが確認される。

【００３４】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係るプ
リント配線板は、内層回路基板の表面に複数層の絶縁樹
脂層と導体層とを交互にビルドアップして設けることに
よって形成されるプリント配線板において、最外層の絶
縁樹脂層はガラスクロスを基材として含有しない樹脂主
体の層として形成されていると共に、最外層から２層目
の絶縁樹脂層はガラスクロスを基材として含有する層と
して形成されているので、ガラスクロスを基材として含
有する最外層から２層目の絶縁樹脂層による補強作用で
寸法変化を抑制することができ、熱履歴による反りの発
生を低減することができると共に、最外層の絶縁樹脂層
はガラスクロスを基材として含有せず表面に凹凸が生じ
ないようにすることができ、最外層の導体層をファイン
パターンで形成することが容易になるものである。

【００３５】また請求項２の発明は、最外層の絶縁樹脂
層の表面には導体層がメッキによって形成されているの
で、上記のように最外層の絶縁樹脂層の表面には凹凸が
生じないようにすることができ、最外層の導体層をメッ
キによってファインパターンで形成することができるも
のである。

【００３６】また請求項３の発明は、最外層から２層目
の絶縁樹脂層とその表面に設けられる導体層は、ガラス
クロスを基材とするプリプレグと金属箔とを重ねて加熱
加圧成形をすることによって形成されているので、絶縁
樹脂層と導体層を同時に積層して形成することができ、
工数を低減することができるものである。

【００３７】また請求項４の発明は、導体層の層間の接
続は、絶縁樹脂層に形成されたバイアホール内のメッキ
層によって行なわれているので、導体層の層間の接続を
信頼性高く行なうことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ断面図である。

【図２】従来の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）
はそれぞれ断面図である。

【符号の説明】

１内層回路基板２絶縁樹脂層３導体層４ガラスクロス５バイアホール６メッキ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西本晋也大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB17A AG00C AK01B AK53 AK53B BA10A BA10C DG11C DH00C DH01 EH71A EJ172 EJ422 JG01A JG04B JG04C 5E346 AA05 AA06 AA12 AA15 AA22 AA32 AA43 AA51 CC02 CC04 CC08 CC32 DD02 DD12 DD22 DD32 DD33 EE06 EE07 EE09 EE13 FF01 FF04 FF07 FF15 FF45 GG15 GG17 GG22 GG28 HH11 HH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内層回路基板の表面に複数層の絶縁樹脂
層と導体層とを交互にビルドアップして設けることによ
って形成されるプリント配線板において、最外層の絶縁
樹脂層はガラスクロスを基材として含有しない樹脂主体
の層として形成されていると共に、最外層から２層目の
絶縁樹脂層はガラスクロスを基材として含有する層とし
て形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】最外層の絶縁樹脂層の表面には導体層が
メッキによって形成されていることを特徴とする請求項
１に記載のプリント配線板。
【請求項３】最外層から２層目の絶縁樹脂層とその表
面に設けられる導体層は、ガラスクロスを基材とするプ
リプレグと金属箔とを重ねて加熱加圧成形をすることに
よって形成されていることを特徴とする請求項１又は２
に記載のプリント配線板。
【請求項４】導体層の層間の接続は、絶縁樹脂層に形
成されたバイアホール内のメッキ層によって行なわれて
いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のプリント配線板。