プリント配線板及びその製造方法
【課題】ビアフィルめっきを行う際、表層めっき層の厚みを低減するとともに、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきを小さくする。
【解決手段】可撓性の絶縁ベース材１の表面および裏面にそれぞれ銅箔２及び３を有する両面銅張積層板４を用意し、
内側に向かう突起部を有する星形形状のメタルマスクを銅箔２に形成し、
前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行い、底面に銅箔３が露出した、横断面が前記星形形状の有底ビアホールを形成し、
前記メタルマスクの周縁部の銅箔２及びその下の絶縁ベース材１の一部を除去し、横断面が前記星形形状の下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａと連通し、かつ横断面が円形の上側ビアホール７ｂとから構成されるステップ有底ビアホール７を形成し、
電解めっき手法によりステップ有底ビアホール７内にめっき金属を充填し、フィルドビア８を形成する。
【解決手段】可撓性の絶縁ベース材１の表面および裏面にそれぞれ銅箔２及び３を有する両面銅張積層板４を用意し、
内側に向かう突起部を有する星形形状のメタルマスクを銅箔２に形成し、
前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行い、底面に銅箔３が露出した、横断面が前記星形形状の有底ビアホールを形成し、
前記メタルマスクの周縁部の銅箔２及びその下の絶縁ベース材１の一部を除去し、横断面が前記星形形状の下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａと連通し、かつ横断面が円形の上側ビアホール７ｂとから構成されるステップ有底ビアホール７を形成し、
電解めっき手法によりステップ有底ビアホール７内にめっき金属を充填し、フィルドビア８を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板、より詳しくは、フィルドビア構造を有するプリント配線板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板の層間導通路を形成する方法の一つとして、ブラインドビアホール工法が用いられている。これは、所定の位置に開口した有底のビアホール（以下、有底ビアホールという。）の内壁にめっき処理を施すことにより、有底ビアホールの内壁に層間導電路となる導電性金属層を形成する方法である。しかし、有底ビアホールの底部周縁部において導電性金属層の厚さが薄くなる傾向があるため、ブラインドビアの導通信頼性が低下する虞がある。
【０００３】
この問題を解決する方法として、開口した有底ビアホール内にめっき金属を充填する（フィリングするともいう。）ビアフィルめっき工法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、従来のビアフィルめっき工法によるフレキシブルプリント配線板の製造方法を、図７を用いて具体的に説明する。
【０００５】
図７は、従来技術によるビアフィルめっき工法により、フィリングされた有底ビアホール（フィルドビア構造）を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０００６】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材５１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔５２及び５３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板５４を用意する。そして、この両面銅張積層板５４の表面に感光性ドライフィルム型のレジスト膜をラミネートする。次いで、正円形（例えばφ１００μｍ）の露光パターンをレジスト膜に照射した後、現像を行う。これにより、正円形の開口部を有するレジスト膜を銅箔５２上に形成する。
【０００７】
（２）次に、正円形の開口部を有するレジスト膜をマスクにして、銅箔５２のエッチングを行う。その後、レジスト膜を剥離する。これにより、図７（１）に示すように、レーザー遮光用の正円形のメタルマスク５５を銅箔５２に形成する。
【０００８】
（３）次に、メタルマスク５５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５５に照射し、コンフォーマルレーザー加工を行う。これにより、図７（２）に示すように、両面銅張積層板５４の所定の位置に、底面に銅箔５３が露呈した有底ビアホール５６を形成する。
【０００９】
（４）次に、有底ビアホール５６内にデスミア処理を施し、樹脂残渣を除去する。その後、有底ビアホール５６内に導電化処理を施し、導電化処理膜を形成する。
【００１０】
（５）次に、ビアフィルめっき用添加剤を含む硫酸銅めっき液を用いて、電解めっき手法により有底ビアホール５６内に銅を充填する。これにより、図７（３）に示すように、フィルドビア５７が形成される。ビアフィルめっきが行われる間に、表層めっき５８が銅箔５２の上に形成される。この表層めっき５８の厚みは、ビアフィルめっきに要する時間が長いほど大きくなる。例えば、表層めっき５８の厚みは、有底ビアホール５６内に十分な量の銅を充填した場合、約２５μｍとなる。
【００１１】
また、図７（３）に示すように、フィルドビア５７上にディンプル５９が形成される。電子部品を実装する際、電子部品のはんだボールがディンプル５９上に載置されることがある。その際、ディンプル５９の凹み量が大きいと、エアギャップが発生し、電子部品との接続信頼性を損なう虞がある。このため、ディンプル５９の凹み量は所定の値（例えば仕様で規定された値）よりも小さいことが求められる。
【００１２】
（６）次に、図７（３）に示すビアフィリングを施した両面銅張積層板５４に対して、フォトファブリケーション手法を行う。これにより、図７（４）に示すように、表層めっき５８及び銅箔５２を所定のパターンに加工し、回路配線パターン６０を形成する。なお、フォトファブリケーション手法は、表層めっき層上のレジスト層の形成、露光、現像、エッチング及びレジスト層の剥離除去などの一連工程からなる。
【００１３】
被加工導体膜（表層めっき５８及び銅箔５２）の厚みが約３０μｍと比較的大きいため、本工程で形成される回路配線パターン６０のピッチを、例えば１５０μｍよりも小さくすることは困難である。
【００１４】
上述したところからわかるように、従来、ビアフィルめっき手法により有底ビアホール内に導体を充填する際、基板表面に形成される表層めっきの厚みが大きいために、微細な回路配線パターンを形成することが困難であった。
【００１５】
この課題を解決するために、有底ビアホールの径を小さくして有底ビアホール内の体積を減らすことでビアフィルめっきに要する時間を短縮し、それにより、表層めっきの厚みを低減することが考えられる。しかし、径が小さくなることでフィルドビアの層間接続信頼性が低下することが懸念される。
【００１６】
その他、表層めっき厚を低減する手段として、ＰＲ電解を用いるビアフィルめっき工法が知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、ＰＲ電解めっき用の電源は高価であり、設備投資が増加することにより製品コストが増加する懸念がある。
【００１７】
また、表層めっきの厚み以外の課題として、ディンプルの凹み量のばらつきがある。ビアフィルめっき工法では、表層めっきの厚みとディンプルの凹み量が密接に関連している。電解めっきの特性上、表層めっきの厚みは、複数のプリント配線板が作製されるシート面内である程度ばらつくことが避けられない。この表層めっきの厚み分布によって、ディンプルの凹み量にもばらつきが生じる。即ち、図８に示すように、シート６１において、表層めっき５８が薄い箇所ではディンプル５９の凹み量が大きく（図８左側）、表層めっき５８が厚くなるに従ってディンプル５９の凹み量は減少する（図８中央）。そして、表層めっき５８がある厚さ以上になると、ディンプル５９は凸状となる（図８右側）。このように凸状になると電子部品を実装する際に不安定になるため、避ける必要がある。
【００１８】
上記のように、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきを小さくすることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平０３−１５９２９８号公報
【特許文献２】特許第４０５６４９２号公報
【特許文献３】特開平０７−３３６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、表層めっき層の厚みを可及的に低減するとともに、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきを可及的に小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様によれば、絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ第１及び第２の金属層とを有する被加工基材を用意し、内側に向かう突起部を有する第１の形状のメタルマスクを前記第１の金属層に形成し、前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行うことにより、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である有底ビアホールを形成し、前記メタルマスクの周縁部における前記第１の金属層及びその下の前記絶縁層の一部を除去することにより、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールを形成し、前記有底ビアホールの下側部分に対応し、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である下側ビアホールと、この下側ビアホールと連通する前記上側ビアホールとから構成されるステップ有底ビアホール内に、電解めっき手法によりめっき金属を充填し、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続するフィルドビアを形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
【００２２】
本発明の別態様によれば、絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ設けられた、第１及び第２の金属層と、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が内側に向かう突起部を有する第１の形状である下側ビアホールと、前記下側ビアホールと連通し、前記下側ビアホールの径よりも大きい径を有し、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールとから構成され、前記第１の金属層に開口面を有する、ステップ有底ビアホールと、前記ステップ有底ビアホールに充填されためっき金属からなり、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続する、フィルドビアとを備えることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００２４】
上側ビアホールと下側ビアホールから構成されるステップ有底ビアホール内にめっき金属を充填する際、下側ビアホールの横断面形状が内側に向かう突起部を有するため、ビアフィルめっきの特性によりめっき金属の析出量が増加する。したがって、従来よりも下側ビアホール内にめっき金属を充填する時間を短縮することができる。その結果、ビアフィルめっきに要する全体の時間も短縮され、第１の金属層に形成される表層めっきの厚みを低減することができる。
【００２５】
さらに、上側ビアホールの径は下側ビアホールをよりも大きく、かつ上側ビアホールは突起部を有しないため、上側ビアホールを充填する際のめっき速度は、下側ビアホール内を充填するときに比べて低下する。これにより、フィルドビア上に凸部が形成されることを回避するとともに、形成されるディンプルの凹み量のばらつきを小さくすることができる。
【００２６】
また、第１の形状の周長は、突起部が無い場合に比べて長くなるため、フィルドビアの熱的応力などに対する耐性が増加し、層間接続信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｄに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有底ビアホールについて説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るビアフィリング工程を説明するための図である。
【図４】めっき時間とビア内めっき厚の関係を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く、本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図６】下側ビアホールの横断面の形状についての変形例を示す図である。
【図７】従来技術による、フィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図８】フィルドビア上に形成されたディンプルのシート面内におけるばらつきを説明するための図である。
【図９】比較例に係る有底ビアホールに対するビアフィルめっきについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態を説明する前に、比較例について説明する。
【００２９】
上述したところからわかるように、表層めっきの厚みを低減し回路配線パターンの狭ピッチ化を可能とするためには、ビアフィルめっきに要する時間を短縮する必要がある。
【００３０】
そこで、本発明者らは、まず、ビアフィルめっき工法（電解めっき工法）においては角張った部分にめっき金属が析出しやすいという性質を利用することを考えた。具体的には、図９（ａ），（ｂ）からわかるように、横断面が多角形などの非円形の形状である有底ビアホール６２を形成し、ビアフィルめっき工法を用いてフィルドビアを形成することを考えた。この場合、有底ビアホール６２内においてめっき析出量が増大し、有底ビアホール６２内に導体を充填する時間が短縮される。その結果、表層めっきの厚みを低減することが可能となる。
【００３１】
しかし、図９（ａ），（ｂ）に示すように、めっきの形成速度が速いために、フィルドビア６３上に凸部６４が形成される。このような凸部６４は、電子部品をフィルドビア６３上に実装する上で避けるべきものである。凸部６４を除去するためには、研磨工程を新たに追加する必要があり、製造コストが上昇する上、歩留まりの低下を招く虞がある。特に、フレキシブルプリント配線板の場合、薄く撓みやすいシートを均等に研磨することは容易ではない。
【００３２】
また、比較例の場合、めっき速度が速いために、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきが大きくなってしまう虞もある。
【００３３】
本発明は、このような技術的認識に基づきなされたものであり、以下の実施形態において述べるように、上述の課題を解決するものである。
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る２つの実施形態について説明する。各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１Ａ乃至図１Ｅは、第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を説明するための図であり、各図において、（ａ）は工程断面図であり、（ｂ）はフィルドビアが形成される領域付近の平面図を示している。
【００３６】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔２及び３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板４を用意する。そして、この両面銅張積層板４の表面に感光性ドライフィルム型のレジスト膜をラミネートする。次いで、所定の露光パターンをレジスト膜に照射する。ここで照射する露光パターンは、図１Ａ（ｂ）からわかるように、内側に向かう突起部を有する星形の形状である。突起部の数は１２個であり、これらの突起部は連結されている。その後、現像を行い、星形の開口部を有するレジスト層を銅箔２の上に形成する。
【００３７】
（２）次に、星形の開口部を有するレジスト膜をマスクにして、銅箔２のエッチングを行う。その後、レジスト膜を剥離する。これにより、図１Ａ（ａ）及び（ｂ）に示すように、レーザー遮光用の星形のメタルマスク５を銅箔２に形成する。メタルマスク５は、前述のレジスト膜の開口部と同様、連結された１２個の内側に向かう突起部５ａを有する星形の形状である。
【００３８】
（３）次に、メタルマスク５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５に照射し、コンフォーマルレーザー加工を行う。これにより、図１Ｂ（ａ）及び（ｂ）に示すように、両面銅張積層板４の所定の位置に、底面に銅箔３が露呈した有底ビアホール６を形成する。有底ビアホール６の横断面の形状は、メタルマスク５と同じ形状となる。なお、本工程で使用可能なレーザーとしては、炭酸ガスレーザー又はＵＶ−ＹＡＧレーザーなどが挙げられるが、生産性の観点から炭酸ガスレーザーを用いることが好ましい。
【００３９】
（４）次に、銅箔２を除去可能な高エネルギー密度のレーザー光をメタルマスク５に向けて照射し、ダイレクトレーザー加工を行う。例えば、図２（ａ）からわかるように、メタルマスク５の周縁部にレーザー光を回転照射するトレパニング加工を用いる。その他、メタルマスク５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５に照射する加工方法を用いてもよい。
【００４０】
これにより、図１Ｃ（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、有底ビアホール６の周縁部における銅箔２及びその下の絶縁ベース材１の一部を除去し、横断面が正円形（例えばφ１００μｍ）である上側ビアホール７ｂを形成する。有底ビアホール６の下側部分に対応する下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａに連通する上側ビアホール７ｂは、ステップ有底ビアホール７を構成する。
【００４１】
なお、図１Ｃ（ａ）に示すように、上側ビアホール７ｂは、絶縁ベース材１からなる側壁を有する上側絶縁ビアホール７ｂ１と、銅箔２からなる側壁を有する上側金属ビアホール７ｂ２とから構成される。上側絶縁ビアホール７ｂ１の側壁はレーザー加工により斜めに形成されるが、これは本発明の本質的な特徴ではない。但し、側壁が斜めに形成されることにより、導電化処理の際における液更新性が改善し、導電化処理膜を形成し易くなるという利点が得られる。
【００４２】
なお、本工程のレーザー加工では、ＵＶ−ＹＡＧレーザー又は炭酸ガスレーザーを用いることができる。また、レーザー加工を用いる代わりに、ＮＣドリル加工により、上側ビアホール７ｂを形成してもよい。
【００４３】
（５）次に、ステップ有底ビアホール７内にデスミア処理を施し、樹脂残渣を除去する。このデスミア処理として、プラズマ処理の後、約１μｍ程度の樹脂エッチングを行うことが好ましい。この樹脂エッチングにより、ステップ有底ビアホール７の側壁の絶縁ベース材１に大きなダメージを与えずに、ステップ有底ビアホール７底面のスミアを除去することができる。その後、ステップ有底ビアホール７内に導電化処理を施し、導電化処理膜を形成する。
【００４４】
（６）次に、ビアフィルめっき用添加剤（例えば、上村工業（株）製のスルカップＥＶＦ−Ｒ）を含む硫酸銅めっき液を用いて、電解めっき手法によりステップ有底ビアホール７内に銅を充填する。これにより、図１Ｄ（ａ）及び（ｂ）に示すように、銅箔２及び銅箔３を電気的に接続するフィルドビア８が形成されるとともに、銅箔２上に表層めっき９が形成される。また、図１Ｄ（ａ）及び（ｂ）に示すように、フィルドビア８上にディンプル１０が形成される。
【００４５】
フィルドビア８の形成過程の詳細は後述するが、ステップ有底ビアホール７の形状により、表層めっき９の厚みは従来よりも大幅に低減するとともに（約１０μｍ）、フィルドビア８上に形成されるディンプル１０の凹み量のばらつきは従来よりも小さくなる。
【００４６】
（７）次に、図１Ｄ（ａ）に示すビアフィリングを施した両面銅張積層板４に対して、フォトファブリケーション手法を行う。これにより、図１Ｅ（ａ）に示すように、表層めっき９及び銅箔２を所定のパターンに加工し、回路配線パターン１１を形成する。
【００４７】
表層めっき９の厚みが比較的薄いために、被加工導体膜（表層めっき９及び銅箔２）の厚みは約１５μｍであり、従来よりも薄い。このため、回路配線パターン１１の形成ピッチを従来よりも小さくすることができ（例えば８０μｍ）、狭ピッチの回路配線パターンを形成することができる。
【００４８】
上記の工程を経て得られた本実施形態に係るプリント配線板は、図１Ｅに示すように、絶縁ベース材１と、絶縁ベース材１の表面および裏面にそれぞれ設けられた銅箔２，３と、を有する両面銅張積層板４を基材としている。そして、本実施形態に係るプリント配線板は、両面銅張積層板４に形成されたステップ有底ビアホール７を備えるとともに、このステップ有底ビアホール７に充填されためっき金属からなり、銅箔２と銅箔３を電気的に接続するフィルドビア８を備える。ステップ有底ビアホール７は、銅箔２に開口を有するとともに、底面に銅箔３が露出し、横断面がメタルマスク５と同じ形状である下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａと連通し、横断面が正円形である上側ビアホール７ｂとから構成されている。下側ビアホール７ａの横断面の星形の中心位置と、上側ビアホール７ｂの横断面の正円形の中心位置はほぼ同じである。
【００４９】
本実施形態によるプリント配線板によれば、下側ビアホール７ａの横断面の形状の周長は突起部が無い場合に比べて長くなるため、フィルドビアの熱的応力などに対する耐性が増加し、層間接続路としての信頼性が向上する。
【００５０】
次に、上記のステップ有底ビアホール７に対して電解めっき手法を用いてビアフィルめっきを行い、フィルドビア８を形成する過程の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。
【００５１】
図３（１）〜（３）は、ビアフィルめっき工程におけるステップ有底ビアホール７の断面図を時系列で示している。
【００５２】
図３（１）は、横断面が星形の下側ビアホール７ａ内に導体１２を充填する工程が完了した時点の概略的な様子を示している。前述のように、ビアフィルめっき（電解めっき）工法には、ビアホールの角張った部分にめっき金属が析出しやすいという特性がある。このため、下側ビアホール７ａにおけるめっき速度は、それ以外の箇所に比べて速い。但し、めっき速度が速いために、図３（１）に示すように凸部１０Ａが形成される。
【００５３】
図３（２）は、横断面が正円形の上側ビアホール７ｂ内に導体１２を充填する工程の途中の時点における概略的な様子を示している。上側ビアホール７ｂは下側ビアホール７ａに比べて径が大きく、かつ角張った部分（突起部）が存在しないため、めっき速度は低下する。そのため、めっきが進行するにつれて、凸部１０Ａは消滅し、その代わりに凹みを有するディンプル１０が形成される。
【００５４】
図３（３）は、ビアフィルめっきが完了した時点の概略的な様子を示している。めっきの進行とともにディンプル１０の凹み量は減少し、最終的には所定の値以下となる。
【００５５】
図４は、前述の比較例（図９参照）の場合と、本実施形態の場合について、めっき時間とビア内めっき厚の関係を示したグラフである。ビア内めっき厚は、ステップ有底ビアホール７の底面からめっき金属面までの長さである。図４中のビア内めっき厚ｄ１は、図３（１）に示すように下側ビアホール７ａが充填されたときのビア内めっき厚を示している。ビア内めっき厚ｄ２は、図３（３）に示すようにビアフィルめっき工程が完了したときのビア内めっき厚を示している。実際にはめっき速度はシート面内でばらつきを持つため、めっき速度の遅い箇所（めっきの薄い箇所）におけるビア内めっき厚がｄ２に達したときにビアフィルめっき工程を終了する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の場合、下側ビアホール７ａが充填されるまでは比較例の場合と同じめっき速度でビアフィルめっきが進行する。そして、ビア内めっき厚がｄ１に達し、上側ビアホール７ｂ内への充填が始まるとめっき速度が低下する。めっき速度の低下により、ビア内めっき厚のばらつき、即ち、めっきの厚い箇所におけるビア内めっき厚と、めっきの薄い箇所におけるビア内めっき厚の差が小さくなる。ビアフィルめっき工程が終了した時刻ｔ２において、ビア内めっき厚のばらつきは図４に示すようにΔ１である。
【００５７】
一方、比較例の場合、最初から最後までめっき速度は高速のまま一定である。このため、ビア内めっき厚のばらつきは、めっき時間に比例して拡大していき、ビアフィルめっき工程が終了した時刻ｔ１（＜ｔ２）において図４に示すようにΔ１より大きいΔ２となる。また、めっきの厚い箇所においては、ビア内めっき厚が所定の厚みｄ３を超えることにより、フィルドビア上に凸部が形成されてしまう（図９参照）。
【００５８】
上述したところからわかるように、本実施形態によれば、下側ビアホール７ａの充填に要する時間が短縮されるため、ビアフィルめっきに要する全体の時間も短縮される。それにより、表層めっき９の厚みを従来よりも低減することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態によれば、上側ビアホール７ｂ内に導体を充填する際のめっき速度は下側ビアホール７ａのときに比べて低下するため、ビア内めっき厚のばらつきが小さくなり、フィルドビア上のディンプル１０の凹み量のシート面内におけるばらつきを小さくすることができる。
【００６０】
なお、上記の実施形態の説明において、下側ビアホール７ａの星形横断面の突起部の数は１２個としたが、これに限らず、突起部の数は８〜３２であることが好ましい。突起部の数が８個より少ない場合、角張った部分にめっきが析出しやすいというビアフィルめっきの特性を十分に活かせず、表層めっきの厚みを低減する効果が十分に得られない。一方、突起部の数が３２個よりも多い場合、突起部間の溝が狭くなるため、導電化処理の際に薬液更新性が低下し、導電化処理膜の形成が困難になるという問題が生じる。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を備える多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００６２】
図５Ａ及び図５Ｂは、第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の工程断面図を示している。
【００６３】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材３１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔３２及び３３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板３４を用意する。
【００６４】
（２）次に、図５Ａ（１）からわかるように、ＮＣドリルを用いて、両面銅張積層板３４の所定の位置に貫通ホール３５を形成する。
【００６５】
（３）次に、図５Ａ（１）からわかるように、貫通ホール３５内にデスミア処置および導電化処理を施した後、電解めっきを両面銅張積層板３４の全面に行い、内層めっき皮膜３６を形成する。
【００６６】
（４）次に、図５Ａ（１）からわかるように、フォトファブリケーション手法を用いて、銅箔３２，３３及び内層めっき皮膜３６からなる導電層を所定のパターンに加工し、内層回路配線パターン３７を形成する。
【００６７】
（５）次に、図５Ａ（１）からわかるように、貫通ホール３５内に接着剤を充填し、接着剤層３８を形成する。その後、接着剤層３８を介して、絶縁フィルム３９とその表面に銅箔４０を有する片面銅張積層板４１を、内層回路配線パターン３７の形成された基板の両面にそれぞれ積層接着する。
【００６８】
（６）次に、図５Ａ（１）からわかるように、前述のメタルマスク５を形成したのと同様にして、片面銅張積層板４１の銅箔４０に、内側に向かう突起部を所定の数（例えば１２個）有する星形のメタルマスク４２を形成する。
【００６９】
（７）次に、図５Ａ（２）からわかるように、前述の有底ビアホール６を形成したのと同様にして、コンフォーマルレーザー加工を行い、絶縁フィルム３９及び接着剤層３８を除去し、横断面が星形の有底ビアホールを形成する。
【００７０】
（８）次に、図５Ａ（２）からわかるように、前述のステップ有底ビアホール７を形成したのと同様にして、ダイレクトレーザー加工を行い、メタルマスク４２の周縁部の銅箔４０及びその下にある絶縁フィルム３９の一部を除去する。これにより、横断面がメタルマスク４２の形状と同じ星形の下側ビアホール４３ａと、それと連通する、横断面が正円形（φ１５０μｍ）の上側ビアホール４３ｂとから構成されるステップ有底ビアホール４３が形成される。下側ビアホール４３ａの側壁は接着剤層３８と絶縁フィルム３９からなる。上側ビアホール４３ｂは、側壁が絶縁フィルム３９である上側絶縁ビアホール４３ｂ１と、側壁が銅箔４０である上側金属ビアホール４３ｂ２とから構成される。
【００７１】
（９）次に、図５Ｂ（３）に示すように、ステップ有底ビアホール４３内にデスミア処理および導電化処理を行った後、ビアフィルめっき手法を用いてステップ有底ビアホール４３内にめっき金属を充填する。これにより、銅箔４０と内層めっき皮膜３６を電気的に接続するフィルドビア４４、及び銅箔４０上の表層めっき４５が形成される。前述のように、ステップ有底ビアホール４３の形状によりビアフィルめっきに要する時間は短くなり、表層めっき４５の厚みを低減することができる。また、フィルドビア４４上に形成されるディンプル（図示せず）の凹み量の、シート面内におけるばらつきを小さくすることができる。
【００７２】
（１０）次に、図５Ｂ（４）に示すように、フォトファブリケーション手法を用いて、被加工導体膜（表層めっき４５及び銅箔４０）を所定のパターンに加工し、外層回路配線パターン４６を形成する。被加工導体膜の厚みは、表層めっき４５の厚みが１５μｍ、銅箔４０の厚みが５μｍであるから約２０μｍとなる。このように被加工導体膜の厚みが低減されるので、外層回路配線パターン４６は、従来よりも狭ピッチ化（例えば１００μｍ）することができる。
【００７３】
以上、本発明に係るプリント配線板の製造方法およびプリント配線板について説明した。上記の実施形態の説明ではフレキシブルプリント配線板を例にとったが、本発明はフレキシブルプリント配線板以外のプリント配線板に適用することも可能である。
【００７４】
また、上記の実施形態の説明では、回路配線パターンを構成する金属およびビアホールに充填されるめっき金属はコスト的に有利な銅としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアルミニウムや銀など他の金属でもよい。
【００７５】
また、下側ビアホールの横断面の形状は、めっきが析出し易いように内側に向かう突起部が形成されていればよく、実施形態の星形形状に限るものではない。例えば、図６（ａ）に示すように突起部は連結されていなくともよい。また、突起部の形状は、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すような形状でもよい。
【００７６】
また、上側ビアホールの横断面の形状は、下側ビアホールの横断面の形状よりも径が大きく、かつ突起部を有しない形状であればよく、円形に限らず、例えば楕円形でもよい。
【００７７】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１，３１，５１ 絶縁ベース材
２，３，３２，３３，４０，５２，５３ 銅箔
４，３４，５４ 両面銅張積層板
５，４２，５５ メタルマスク
５ａ，５ｂ 突起部
６，５６，６２ 有底ビアホール
７，４３ ステップ有底ビアホール
７ａ，４３ａ 下側ビアホール
７ｂ，４３ｂ 上側ビアホール
７ｂ１，４３ｂ１ 上側絶縁ビアホール
７ｂ２，４３ｂ２ 上側金属ビアホール
８，４４，５７，６３ フィルドビア
９，４５，５８ 表層めっき
１０，５９ ディンプル
１０Ａ，６４ 凸部
１１，６０ 回路配線パターン
１２ 導体
３５ 貫通ホール
３６ 内層めっき皮膜
３７ 内層回路配線パターン
３８ 接着剤層
３９ 絶縁フィルム
４１ 片面銅張積層板
４６ 外層回路配線パターン
６１ シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板、より詳しくは、フィルドビア構造を有するプリント配線板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板の層間導通路を形成する方法の一つとして、ブラインドビアホール工法が用いられている。これは、所定の位置に開口した有底のビアホール（以下、有底ビアホールという。）の内壁にめっき処理を施すことにより、有底ビアホールの内壁に層間導電路となる導電性金属層を形成する方法である。しかし、有底ビアホールの底部周縁部において導電性金属層の厚さが薄くなる傾向があるため、ブラインドビアの導通信頼性が低下する虞がある。
【０００３】
この問題を解決する方法として、開口した有底ビアホール内にめっき金属を充填する（フィリングするともいう。）ビアフィルめっき工法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、従来のビアフィルめっき工法によるフレキシブルプリント配線板の製造方法を、図７を用いて具体的に説明する。
【０００５】
図７は、従来技術によるビアフィルめっき工法により、フィリングされた有底ビアホール（フィルドビア構造）を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０００６】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材５１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔５２及び５３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板５４を用意する。そして、この両面銅張積層板５４の表面に感光性ドライフィルム型のレジスト膜をラミネートする。次いで、正円形（例えばφ１００μｍ）の露光パターンをレジスト膜に照射した後、現像を行う。これにより、正円形の開口部を有するレジスト膜を銅箔５２上に形成する。
【０００７】
（２）次に、正円形の開口部を有するレジスト膜をマスクにして、銅箔５２のエッチングを行う。その後、レジスト膜を剥離する。これにより、図７（１）に示すように、レーザー遮光用の正円形のメタルマスク５５を銅箔５２に形成する。
【０００８】
（３）次に、メタルマスク５５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５５に照射し、コンフォーマルレーザー加工を行う。これにより、図７（２）に示すように、両面銅張積層板５４の所定の位置に、底面に銅箔５３が露呈した有底ビアホール５６を形成する。
【０００９】
（４）次に、有底ビアホール５６内にデスミア処理を施し、樹脂残渣を除去する。その後、有底ビアホール５６内に導電化処理を施し、導電化処理膜を形成する。
【００１０】
（５）次に、ビアフィルめっき用添加剤を含む硫酸銅めっき液を用いて、電解めっき手法により有底ビアホール５６内に銅を充填する。これにより、図７（３）に示すように、フィルドビア５７が形成される。ビアフィルめっきが行われる間に、表層めっき５８が銅箔５２の上に形成される。この表層めっき５８の厚みは、ビアフィルめっきに要する時間が長いほど大きくなる。例えば、表層めっき５８の厚みは、有底ビアホール５６内に十分な量の銅を充填した場合、約２５μｍとなる。
【００１１】
また、図７（３）に示すように、フィルドビア５７上にディンプル５９が形成される。電子部品を実装する際、電子部品のはんだボールがディンプル５９上に載置されることがある。その際、ディンプル５９の凹み量が大きいと、エアギャップが発生し、電子部品との接続信頼性を損なう虞がある。このため、ディンプル５９の凹み量は所定の値（例えば仕様で規定された値）よりも小さいことが求められる。
【００１２】
（６）次に、図７（３）に示すビアフィリングを施した両面銅張積層板５４に対して、フォトファブリケーション手法を行う。これにより、図７（４）に示すように、表層めっき５８及び銅箔５２を所定のパターンに加工し、回路配線パターン６０を形成する。なお、フォトファブリケーション手法は、表層めっき層上のレジスト層の形成、露光、現像、エッチング及びレジスト層の剥離除去などの一連工程からなる。
【００１３】
被加工導体膜（表層めっき５８及び銅箔５２）の厚みが約３０μｍと比較的大きいため、本工程で形成される回路配線パターン６０のピッチを、例えば１５０μｍよりも小さくすることは困難である。
【００１４】
上述したところからわかるように、従来、ビアフィルめっき手法により有底ビアホール内に導体を充填する際、基板表面に形成される表層めっきの厚みが大きいために、微細な回路配線パターンを形成することが困難であった。
【００１５】
この課題を解決するために、有底ビアホールの径を小さくして有底ビアホール内の体積を減らすことでビアフィルめっきに要する時間を短縮し、それにより、表層めっきの厚みを低減することが考えられる。しかし、径が小さくなることでフィルドビアの層間接続信頼性が低下することが懸念される。
【００１６】
その他、表層めっき厚を低減する手段として、ＰＲ電解を用いるビアフィルめっき工法が知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、ＰＲ電解めっき用の電源は高価であり、設備投資が増加することにより製品コストが増加する懸念がある。
【００１７】
また、表層めっきの厚み以外の課題として、ディンプルの凹み量のばらつきがある。ビアフィルめっき工法では、表層めっきの厚みとディンプルの凹み量が密接に関連している。電解めっきの特性上、表層めっきの厚みは、複数のプリント配線板が作製されるシート面内である程度ばらつくことが避けられない。この表層めっきの厚み分布によって、ディンプルの凹み量にもばらつきが生じる。即ち、図８に示すように、シート６１において、表層めっき５８が薄い箇所ではディンプル５９の凹み量が大きく（図８左側）、表層めっき５８が厚くなるに従ってディンプル５９の凹み量は減少する（図８中央）。そして、表層めっき５８がある厚さ以上になると、ディンプル５９は凸状となる（図８右側）。このように凸状になると電子部品を実装する際に不安定になるため、避ける必要がある。
【００１８】
上記のように、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきを小さくすることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平０３−１５９２９８号公報
【特許文献２】特許第４０５６４９２号公報
【特許文献３】特開平０７−３３６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、表層めっき層の厚みを可及的に低減するとともに、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきを可及的に小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一態様によれば、絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ第１及び第２の金属層とを有する被加工基材を用意し、内側に向かう突起部を有する第１の形状のメタルマスクを前記第１の金属層に形成し、前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行うことにより、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である有底ビアホールを形成し、前記メタルマスクの周縁部における前記第１の金属層及びその下の前記絶縁層の一部を除去することにより、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールを形成し、前記有底ビアホールの下側部分に対応し、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である下側ビアホールと、この下側ビアホールと連通する前記上側ビアホールとから構成されるステップ有底ビアホール内に、電解めっき手法によりめっき金属を充填し、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続するフィルドビアを形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
【００２２】
本発明の別態様によれば、絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ設けられた、第１及び第２の金属層と、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が内側に向かう突起部を有する第１の形状である下側ビアホールと、前記下側ビアホールと連通し、前記下側ビアホールの径よりも大きい径を有し、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールとから構成され、前記第１の金属層に開口面を有する、ステップ有底ビアホールと、前記ステップ有底ビアホールに充填されためっき金属からなり、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続する、フィルドビアとを備えることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００２４】
上側ビアホールと下側ビアホールから構成されるステップ有底ビアホール内にめっき金属を充填する際、下側ビアホールの横断面形状が内側に向かう突起部を有するため、ビアフィルめっきの特性によりめっき金属の析出量が増加する。したがって、従来よりも下側ビアホール内にめっき金属を充填する時間を短縮することができる。その結果、ビアフィルめっきに要する全体の時間も短縮され、第１の金属層に形成される表層めっきの厚みを低減することができる。
【００２５】
さらに、上側ビアホールの径は下側ビアホールをよりも大きく、かつ上側ビアホールは突起部を有しないため、上側ビアホールを充填する際のめっき速度は、下側ビアホール内を充填するときに比べて低下する。これにより、フィルドビア上に凸部が形成されることを回避するとともに、形成されるディンプルの凹み量のばらつきを小さくすることができる。
【００２６】
また、第１の形状の周長は、突起部が無い場合に比べて長くなるため、フィルドビアの熱的応力などに対する耐性が増加し、層間接続信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図１Ｅ】図１Ｄに続く、本発明の第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有底ビアホールについて説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係るビアフィリング工程を説明するための図である。
【図４】めっき時間とビア内めっき厚の関係を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く、本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図６】下側ビアホールの横断面の形状についての変形例を示す図である。
【図７】従来技術による、フィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図８】フィルドビア上に形成されたディンプルのシート面内におけるばらつきを説明するための図である。
【図９】比較例に係る有底ビアホールに対するビアフィルめっきについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態を説明する前に、比較例について説明する。
【００２９】
上述したところからわかるように、表層めっきの厚みを低減し回路配線パターンの狭ピッチ化を可能とするためには、ビアフィルめっきに要する時間を短縮する必要がある。
【００３０】
そこで、本発明者らは、まず、ビアフィルめっき工法（電解めっき工法）においては角張った部分にめっき金属が析出しやすいという性質を利用することを考えた。具体的には、図９（ａ），（ｂ）からわかるように、横断面が多角形などの非円形の形状である有底ビアホール６２を形成し、ビアフィルめっき工法を用いてフィルドビアを形成することを考えた。この場合、有底ビアホール６２内においてめっき析出量が増大し、有底ビアホール６２内に導体を充填する時間が短縮される。その結果、表層めっきの厚みを低減することが可能となる。
【００３１】
しかし、図９（ａ），（ｂ）に示すように、めっきの形成速度が速いために、フィルドビア６３上に凸部６４が形成される。このような凸部６４は、電子部品をフィルドビア６３上に実装する上で避けるべきものである。凸部６４を除去するためには、研磨工程を新たに追加する必要があり、製造コストが上昇する上、歩留まりの低下を招く虞がある。特に、フレキシブルプリント配線板の場合、薄く撓みやすいシートを均等に研磨することは容易ではない。
【００３２】
また、比較例の場合、めっき速度が速いために、フィルドビア上のディンプルの凹み量のばらつきが大きくなってしまう虞もある。
【００３３】
本発明は、このような技術的認識に基づきなされたものであり、以下の実施形態において述べるように、上述の課題を解決するものである。
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る２つの実施形態について説明する。各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１Ａ乃至図１Ｅは、第１の実施形態に係るフィルドビア構造を有するフレキシブルプリント配線板の製造方法を説明するための図であり、各図において、（ａ）は工程断面図であり、（ｂ）はフィルドビアが形成される領域付近の平面図を示している。
【００３６】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔２及び３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板４を用意する。そして、この両面銅張積層板４の表面に感光性ドライフィルム型のレジスト膜をラミネートする。次いで、所定の露光パターンをレジスト膜に照射する。ここで照射する露光パターンは、図１Ａ（ｂ）からわかるように、内側に向かう突起部を有する星形の形状である。突起部の数は１２個であり、これらの突起部は連結されている。その後、現像を行い、星形の開口部を有するレジスト層を銅箔２の上に形成する。
【００３７】
（２）次に、星形の開口部を有するレジスト膜をマスクにして、銅箔２のエッチングを行う。その後、レジスト膜を剥離する。これにより、図１Ａ（ａ）及び（ｂ）に示すように、レーザー遮光用の星形のメタルマスク５を銅箔２に形成する。メタルマスク５は、前述のレジスト膜の開口部と同様、連結された１２個の内側に向かう突起部５ａを有する星形の形状である。
【００３８】
（３）次に、メタルマスク５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５に照射し、コンフォーマルレーザー加工を行う。これにより、図１Ｂ（ａ）及び（ｂ）に示すように、両面銅張積層板４の所定の位置に、底面に銅箔３が露呈した有底ビアホール６を形成する。有底ビアホール６の横断面の形状は、メタルマスク５と同じ形状となる。なお、本工程で使用可能なレーザーとしては、炭酸ガスレーザー又はＵＶ−ＹＡＧレーザーなどが挙げられるが、生産性の観点から炭酸ガスレーザーを用いることが好ましい。
【００３９】
（４）次に、銅箔２を除去可能な高エネルギー密度のレーザー光をメタルマスク５に向けて照射し、ダイレクトレーザー加工を行う。例えば、図２（ａ）からわかるように、メタルマスク５の周縁部にレーザー光を回転照射するトレパニング加工を用いる。その他、メタルマスク５よりも大きな照射範囲のレーザー光をメタルマスク５に照射する加工方法を用いてもよい。
【００４０】
これにより、図１Ｃ（ａ），（ｂ）及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、有底ビアホール６の周縁部における銅箔２及びその下の絶縁ベース材１の一部を除去し、横断面が正円形（例えばφ１００μｍ）である上側ビアホール７ｂを形成する。有底ビアホール６の下側部分に対応する下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａに連通する上側ビアホール７ｂは、ステップ有底ビアホール７を構成する。
【００４１】
なお、図１Ｃ（ａ）に示すように、上側ビアホール７ｂは、絶縁ベース材１からなる側壁を有する上側絶縁ビアホール７ｂ１と、銅箔２からなる側壁を有する上側金属ビアホール７ｂ２とから構成される。上側絶縁ビアホール７ｂ１の側壁はレーザー加工により斜めに形成されるが、これは本発明の本質的な特徴ではない。但し、側壁が斜めに形成されることにより、導電化処理の際における液更新性が改善し、導電化処理膜を形成し易くなるという利点が得られる。
【００４２】
なお、本工程のレーザー加工では、ＵＶ−ＹＡＧレーザー又は炭酸ガスレーザーを用いることができる。また、レーザー加工を用いる代わりに、ＮＣドリル加工により、上側ビアホール７ｂを形成してもよい。
【００４３】
（５）次に、ステップ有底ビアホール７内にデスミア処理を施し、樹脂残渣を除去する。このデスミア処理として、プラズマ処理の後、約１μｍ程度の樹脂エッチングを行うことが好ましい。この樹脂エッチングにより、ステップ有底ビアホール７の側壁の絶縁ベース材１に大きなダメージを与えずに、ステップ有底ビアホール７底面のスミアを除去することができる。その後、ステップ有底ビアホール７内に導電化処理を施し、導電化処理膜を形成する。
【００４４】
（６）次に、ビアフィルめっき用添加剤（例えば、上村工業（株）製のスルカップＥＶＦ−Ｒ）を含む硫酸銅めっき液を用いて、電解めっき手法によりステップ有底ビアホール７内に銅を充填する。これにより、図１Ｄ（ａ）及び（ｂ）に示すように、銅箔２及び銅箔３を電気的に接続するフィルドビア８が形成されるとともに、銅箔２上に表層めっき９が形成される。また、図１Ｄ（ａ）及び（ｂ）に示すように、フィルドビア８上にディンプル１０が形成される。
【００４５】
フィルドビア８の形成過程の詳細は後述するが、ステップ有底ビアホール７の形状により、表層めっき９の厚みは従来よりも大幅に低減するとともに（約１０μｍ）、フィルドビア８上に形成されるディンプル１０の凹み量のばらつきは従来よりも小さくなる。
【００４６】
（７）次に、図１Ｄ（ａ）に示すビアフィリングを施した両面銅張積層板４に対して、フォトファブリケーション手法を行う。これにより、図１Ｅ（ａ）に示すように、表層めっき９及び銅箔２を所定のパターンに加工し、回路配線パターン１１を形成する。
【００４７】
表層めっき９の厚みが比較的薄いために、被加工導体膜（表層めっき９及び銅箔２）の厚みは約１５μｍであり、従来よりも薄い。このため、回路配線パターン１１の形成ピッチを従来よりも小さくすることができ（例えば８０μｍ）、狭ピッチの回路配線パターンを形成することができる。
【００４８】
上記の工程を経て得られた本実施形態に係るプリント配線板は、図１Ｅに示すように、絶縁ベース材１と、絶縁ベース材１の表面および裏面にそれぞれ設けられた銅箔２，３と、を有する両面銅張積層板４を基材としている。そして、本実施形態に係るプリント配線板は、両面銅張積層板４に形成されたステップ有底ビアホール７を備えるとともに、このステップ有底ビアホール７に充填されためっき金属からなり、銅箔２と銅箔３を電気的に接続するフィルドビア８を備える。ステップ有底ビアホール７は、銅箔２に開口を有するとともに、底面に銅箔３が露出し、横断面がメタルマスク５と同じ形状である下側ビアホール７ａと、この下側ビアホール７ａと連通し、横断面が正円形である上側ビアホール７ｂとから構成されている。下側ビアホール７ａの横断面の星形の中心位置と、上側ビアホール７ｂの横断面の正円形の中心位置はほぼ同じである。
【００４９】
本実施形態によるプリント配線板によれば、下側ビアホール７ａの横断面の形状の周長は突起部が無い場合に比べて長くなるため、フィルドビアの熱的応力などに対する耐性が増加し、層間接続路としての信頼性が向上する。
【００５０】
次に、上記のステップ有底ビアホール７に対して電解めっき手法を用いてビアフィルめっきを行い、フィルドビア８を形成する過程の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。
【００５１】
図３（１）〜（３）は、ビアフィルめっき工程におけるステップ有底ビアホール７の断面図を時系列で示している。
【００５２】
図３（１）は、横断面が星形の下側ビアホール７ａ内に導体１２を充填する工程が完了した時点の概略的な様子を示している。前述のように、ビアフィルめっき（電解めっき）工法には、ビアホールの角張った部分にめっき金属が析出しやすいという特性がある。このため、下側ビアホール７ａにおけるめっき速度は、それ以外の箇所に比べて速い。但し、めっき速度が速いために、図３（１）に示すように凸部１０Ａが形成される。
【００５３】
図３（２）は、横断面が正円形の上側ビアホール７ｂ内に導体１２を充填する工程の途中の時点における概略的な様子を示している。上側ビアホール７ｂは下側ビアホール７ａに比べて径が大きく、かつ角張った部分（突起部）が存在しないため、めっき速度は低下する。そのため、めっきが進行するにつれて、凸部１０Ａは消滅し、その代わりに凹みを有するディンプル１０が形成される。
【００５４】
図３（３）は、ビアフィルめっきが完了した時点の概略的な様子を示している。めっきの進行とともにディンプル１０の凹み量は減少し、最終的には所定の値以下となる。
【００５５】
図４は、前述の比較例（図９参照）の場合と、本実施形態の場合について、めっき時間とビア内めっき厚の関係を示したグラフである。ビア内めっき厚は、ステップ有底ビアホール７の底面からめっき金属面までの長さである。図４中のビア内めっき厚ｄ１は、図３（１）に示すように下側ビアホール７ａが充填されたときのビア内めっき厚を示している。ビア内めっき厚ｄ２は、図３（３）に示すようにビアフィルめっき工程が完了したときのビア内めっき厚を示している。実際にはめっき速度はシート面内でばらつきを持つため、めっき速度の遅い箇所（めっきの薄い箇所）におけるビア内めっき厚がｄ２に達したときにビアフィルめっき工程を終了する。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態の場合、下側ビアホール７ａが充填されるまでは比較例の場合と同じめっき速度でビアフィルめっきが進行する。そして、ビア内めっき厚がｄ１に達し、上側ビアホール７ｂ内への充填が始まるとめっき速度が低下する。めっき速度の低下により、ビア内めっき厚のばらつき、即ち、めっきの厚い箇所におけるビア内めっき厚と、めっきの薄い箇所におけるビア内めっき厚の差が小さくなる。ビアフィルめっき工程が終了した時刻ｔ２において、ビア内めっき厚のばらつきは図４に示すようにΔ１である。
【００５７】
一方、比較例の場合、最初から最後までめっき速度は高速のまま一定である。このため、ビア内めっき厚のばらつきは、めっき時間に比例して拡大していき、ビアフィルめっき工程が終了した時刻ｔ１（＜ｔ２）において図４に示すようにΔ１より大きいΔ２となる。また、めっきの厚い箇所においては、ビア内めっき厚が所定の厚みｄ３を超えることにより、フィルドビア上に凸部が形成されてしまう（図９参照）。
【００５８】
上述したところからわかるように、本実施形態によれば、下側ビアホール７ａの充填に要する時間が短縮されるため、ビアフィルめっきに要する全体の時間も短縮される。それにより、表層めっき９の厚みを従来よりも低減することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態によれば、上側ビアホール７ｂ内に導体を充填する際のめっき速度は下側ビアホール７ａのときに比べて低下するため、ビア内めっき厚のばらつきが小さくなり、フィルドビア上のディンプル１０の凹み量のシート面内におけるばらつきを小さくすることができる。
【００６０】
なお、上記の実施形態の説明において、下側ビアホール７ａの星形横断面の突起部の数は１２個としたが、これに限らず、突起部の数は８〜３２であることが好ましい。突起部の数が８個より少ない場合、角張った部分にめっきが析出しやすいというビアフィルめっきの特性を十分に活かせず、表層めっきの厚みを低減する効果が十分に得られない。一方、突起部の数が３２個よりも多い場合、突起部間の溝が狭くなるため、導電化処理の際に薬液更新性が低下し、導電化処理膜の形成が困難になるという問題が生じる。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るフィルドビア構造を備える多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。
【００６２】
図５Ａ及び図５Ｂは、第２の実施形態に係るフィルドビア構造を有する多層フレキシブルプリント配線板の工程断面図を示している。
【００６３】
（１）まず、可撓性の絶縁ベース材３１（例えば２５μｍ厚）の表面および裏面にそれぞれ銅箔３２及び３３（各々例えば５μｍ厚）を有する両面銅張積層板３４を用意する。
【００６４】
（２）次に、図５Ａ（１）からわかるように、ＮＣドリルを用いて、両面銅張積層板３４の所定の位置に貫通ホール３５を形成する。
【００６５】
（３）次に、図５Ａ（１）からわかるように、貫通ホール３５内にデスミア処置および導電化処理を施した後、電解めっきを両面銅張積層板３４の全面に行い、内層めっき皮膜３６を形成する。
【００６６】
（４）次に、図５Ａ（１）からわかるように、フォトファブリケーション手法を用いて、銅箔３２，３３及び内層めっき皮膜３６からなる導電層を所定のパターンに加工し、内層回路配線パターン３７を形成する。
【００６７】
（５）次に、図５Ａ（１）からわかるように、貫通ホール３５内に接着剤を充填し、接着剤層３８を形成する。その後、接着剤層３８を介して、絶縁フィルム３９とその表面に銅箔４０を有する片面銅張積層板４１を、内層回路配線パターン３７の形成された基板の両面にそれぞれ積層接着する。
【００６８】
（６）次に、図５Ａ（１）からわかるように、前述のメタルマスク５を形成したのと同様にして、片面銅張積層板４１の銅箔４０に、内側に向かう突起部を所定の数（例えば１２個）有する星形のメタルマスク４２を形成する。
【００６９】
（７）次に、図５Ａ（２）からわかるように、前述の有底ビアホール６を形成したのと同様にして、コンフォーマルレーザー加工を行い、絶縁フィルム３９及び接着剤層３８を除去し、横断面が星形の有底ビアホールを形成する。
【００７０】
（８）次に、図５Ａ（２）からわかるように、前述のステップ有底ビアホール７を形成したのと同様にして、ダイレクトレーザー加工を行い、メタルマスク４２の周縁部の銅箔４０及びその下にある絶縁フィルム３９の一部を除去する。これにより、横断面がメタルマスク４２の形状と同じ星形の下側ビアホール４３ａと、それと連通する、横断面が正円形（φ１５０μｍ）の上側ビアホール４３ｂとから構成されるステップ有底ビアホール４３が形成される。下側ビアホール４３ａの側壁は接着剤層３８と絶縁フィルム３９からなる。上側ビアホール４３ｂは、側壁が絶縁フィルム３９である上側絶縁ビアホール４３ｂ１と、側壁が銅箔４０である上側金属ビアホール４３ｂ２とから構成される。
【００７１】
（９）次に、図５Ｂ（３）に示すように、ステップ有底ビアホール４３内にデスミア処理および導電化処理を行った後、ビアフィルめっき手法を用いてステップ有底ビアホール４３内にめっき金属を充填する。これにより、銅箔４０と内層めっき皮膜３６を電気的に接続するフィルドビア４４、及び銅箔４０上の表層めっき４５が形成される。前述のように、ステップ有底ビアホール４３の形状によりビアフィルめっきに要する時間は短くなり、表層めっき４５の厚みを低減することができる。また、フィルドビア４４上に形成されるディンプル（図示せず）の凹み量の、シート面内におけるばらつきを小さくすることができる。
【００７２】
（１０）次に、図５Ｂ（４）に示すように、フォトファブリケーション手法を用いて、被加工導体膜（表層めっき４５及び銅箔４０）を所定のパターンに加工し、外層回路配線パターン４６を形成する。被加工導体膜の厚みは、表層めっき４５の厚みが１５μｍ、銅箔４０の厚みが５μｍであるから約２０μｍとなる。このように被加工導体膜の厚みが低減されるので、外層回路配線パターン４６は、従来よりも狭ピッチ化（例えば１００μｍ）することができる。
【００７３】
以上、本発明に係るプリント配線板の製造方法およびプリント配線板について説明した。上記の実施形態の説明ではフレキシブルプリント配線板を例にとったが、本発明はフレキシブルプリント配線板以外のプリント配線板に適用することも可能である。
【００７４】
また、上記の実施形態の説明では、回路配線パターンを構成する金属およびビアホールに充填されるめっき金属はコスト的に有利な銅としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアルミニウムや銀など他の金属でもよい。
【００７５】
また、下側ビアホールの横断面の形状は、めっきが析出し易いように内側に向かう突起部が形成されていればよく、実施形態の星形形状に限るものではない。例えば、図６（ａ）に示すように突起部は連結されていなくともよい。また、突起部の形状は、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すような形状でもよい。
【００７６】
また、上側ビアホールの横断面の形状は、下側ビアホールの横断面の形状よりも径が大きく、かつ突起部を有しない形状であればよく、円形に限らず、例えば楕円形でもよい。
【００７７】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１，３１，５１ 絶縁ベース材
２，３，３２，３３，４０，５２，５３ 銅箔
４，３４，５４ 両面銅張積層板
５，４２，５５ メタルマスク
５ａ，５ｂ 突起部
６，５６，６２ 有底ビアホール
７，４３ ステップ有底ビアホール
７ａ，４３ａ 下側ビアホール
７ｂ，４３ｂ 上側ビアホール
７ｂ１，４３ｂ１ 上側絶縁ビアホール
７ｂ２，４３ｂ２ 上側金属ビアホール
８，４４，５７，６３ フィルドビア
９，４５，５８ 表層めっき
１０，５９ ディンプル
１０Ａ，６４ 凸部
１１，６０ 回路配線パターン
１２ 導体
３５ 貫通ホール
３６ 内層めっき皮膜
３７ 内層回路配線パターン
３８ 接着剤層
３９ 絶縁フィルム
４１ 片面銅張積層板
４６ 外層回路配線パターン
６１ シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ第１及び第２の金属層とを有する被加工基材を用意し、
内側に向かう突起部を有する第１の形状のメタルマスクを前記第１の金属層に形成し、
前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行うことにより、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である有底ビアホールを形成し、
前記メタルマスクの周縁部における前記第１の金属層及びその下の前記絶縁層の一部を除去することにより、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールを形成し、
前記有底ビアホールの下側部分に対応し、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である下側ビアホールと、この下側ビアホールと連通する前記上側ビアホールとから構成されるステップ有底ビアホール内に、電解めっき手法によりめっき金属を充填し、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続するフィルドビアを形成する、
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記上側ビアホールは、前記メタルマスクの周縁部にレーザー光を回転照射するトレパニング加工により形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記上側ビアホールは、前記メタルマスクよりも大きな照射範囲のレーザー光を前記メタルマスクに照射することより形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記上側ビアホールは、ＮＣドリル加工により形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の形状の前記突起部の数は８〜３２であり、前記突起部は連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の形状は、正円形または楕円形であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記ステップ有底ビアホール内にめっき金属を充填する工程において前記第１の金属層の上に形成された前記めっき金属からなる表層めっきと、前記第１の金属層とからなる被加工導体膜を、フォトファブリケーション手法を用いて所定のパターンに加工し、回路配線パターンを形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
絶縁層と、
前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ設けられた、第１及び第２の金属層と、
底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が内側に向かう突起部を有する第１の形状である下側ビアホールと、前記下側ビアホールと連通し、前記下側ビアホールの径よりも大きい径を有し、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールとから構成され、前記第１の金属層に開口面を有する、ステップ有底ビアホールと、
前記ステップ有底ビアホールに充填されためっき金属からなり、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続する、フィルドビアと、
を備えることを特徴とするプリント配線板。
【請求項９】
前記第１の形状の前記突起部の数は８〜３２であり、前記突起部は連結されていることを特徴とする請求項８に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の形状は、正円形または楕円形であることを特徴とする請求項８又は９に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ第１及び第２の金属層とを有する被加工基材を用意し、
内側に向かう突起部を有する第１の形状のメタルマスクを前記第１の金属層に形成し、
前記メタルマスクを用いてコンフォーマルレーザー加工を行うことにより、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である有底ビアホールを形成し、
前記メタルマスクの周縁部における前記第１の金属層及びその下の前記絶縁層の一部を除去することにより、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールを形成し、
前記有底ビアホールの下側部分に対応し、底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が前記第１の形状である下側ビアホールと、この下側ビアホールと連通する前記上側ビアホールとから構成されるステップ有底ビアホール内に、電解めっき手法によりめっき金属を充填し、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続するフィルドビアを形成する、
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
前記上側ビアホールは、前記メタルマスクの周縁部にレーザー光を回転照射するトレパニング加工により形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記上側ビアホールは、前記メタルマスクよりも大きな照射範囲のレーザー光を前記メタルマスクに照射することより形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記上側ビアホールは、ＮＣドリル加工により形成することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の形状の前記突起部の数は８〜３２であり、前記突起部は連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の形状は、正円形または楕円形であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記ステップ有底ビアホール内にめっき金属を充填する工程において前記第１の金属層の上に形成された前記めっき金属からなる表層めっきと、前記第１の金属層とからなる被加工導体膜を、フォトファブリケーション手法を用いて所定のパターンに加工し、回路配線パターンを形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
絶縁層と、
前記絶縁層の表面および裏面にそれぞれ設けられた、第１及び第２の金属層と、
底面に前記第２の金属層が露出し、横断面が内側に向かう突起部を有する第１の形状である下側ビアホールと、前記下側ビアホールと連通し、前記下側ビアホールの径よりも大きい径を有し、横断面が突起部を有しない第２の形状である上側ビアホールとから構成され、前記第１の金属層に開口面を有する、ステップ有底ビアホールと、
前記ステップ有底ビアホールに充填されためっき金属からなり、前記第１の金属層と前記第２の金属層を電気的に接続する、フィルドビアと、
を備えることを特徴とするプリント配線板。
【請求項９】
前記第１の形状の前記突起部の数は８〜３２であり、前記突起部は連結されていることを特徴とする請求項８に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の形状は、正円形または楕円形であることを特徴とする請求項８又は９に記載のプリント配線板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３８９８９（Ｐ２０１２−３８９８９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９３３７（Ｐ２０１０−１７９３３７）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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