説明

回路基板の製造方法

【課題】本発明は、層間の接続信頼性が高く、ビア接続安定性に優れた回路基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】この目的を達成するために、本発明は、ラミネート済みプリプレグの表面を色目、明るさを測定できる測定器具(色差計・輝度計)にてL値(輝度)を測定することにより、ラミネート済みプリプレグの表面状態及びプリプレグとPETフィルムと密着性における品質管理が簡易に実現可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数層の回路パターンを接続してなる回路基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても回路基板が強く要望されるようになってきた。特に回路基板の高機能化が進み、より複数層の微細な回路パターンや内層接続手段を用いて接続されており、その接続信頼性は重要となっている。
【0003】
以下に従来の両面および多層の回路基板の製造方法について説明する。
【0004】
まず、多層の回路基板のベースとなる両面の回路基板の製造方法を説明する。
【0005】
図4は従来の両面回路基板の製造方法の工程断面図である。
【0006】
まず、図4(a)に示す51は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であるプリプレグであり、縦、横、厚みのサイズが500mm×500mm×0.1mmである。
【0007】
また、52は導電性ペースト充填時のマスクフィルムとなる厚さ約19μmのプラスチックフィルムであり、片面に熱硬化性樹脂層を有し、その反対面にシリコンなどを塗布した離型層を有した構造のもので、その材質は例えばポリエチレンテレフタレート(以下PETシートと称する)が用いられる。
【0008】
次に図4(b)に示すように、PETシート52でプリプレグ51を挟持し、ラミネートなどの方法で加熱加圧することにより、PETシート52をプリプレグ51の両面に張り付けることで、ラミネート済みプリプレグ53を形成することができ、ロット単位で加工順に積み重ね保管している。PETシート52は、後に剥離する工程でプリプレグ51より容易に剥がすことが出来る。
【0009】
なお、上記のラミネート工程でプリプレグ51が受けた応力を開放し、緩和するためのラミネート済みプリプレグ53を10数時間放置する工程を設けている。
【0010】
次にロット単位で積み重ね保管していた一番上のラミネート済みプリプレグ53より順に、図4(c)に示すように、ラミネート済みプリプレグ53の所定の箇所にレーザー加工にて貫通穴54を形成する。
【0011】
次に図4(d)に示すように、印刷機(図示せず)を用いて、印刷ステージ70上に敷き紙71を敷き、貫通穴54を有するプリプレグシート53を設置し、スキージ55で印刷マスクの役割を果たしているPETシート52の表側から貫通穴54に導電性ペースト56を充填することにより導通穴57を形成する。
【0012】
次に図4(e)に示すように、ラミネート済みプリプレグ53の両面からPETシート52を剥離することで、導電性ペースト充填済みのプリプレグ58が形成される。
【0013】
このPETシート52を剥離する工程により、PETシート52に形成された穴に充填されていた導電性ペーストが、PETシート52の厚みに相当する分だけ凸状の鋲の形態で残り、これにより、後述する加熱加圧する工程において、圧縮効果をもたらし、導通穴の電気的接続の安定に寄与することになる。
【0014】
次に図4(f)に示すように、導電性ペースト充填済みのプリプレグ58の両面に銅はく等の金属箔59を重ね、熱プレスで加熱加圧することにより、金属箔59がプリプレグ58と接着し、図4(g)に示す両面の銅張積層板60が形成される。
【0015】
両面の金属箔59は、所定位置に設けた導通穴57内の導電性ペーストにより電気的に接続されている。
【0016】
そして、図4(h)に示すように両面の金属箔59を選択的にエッチングして、回路パターン61が形成されて両面回路基板62が得られる。
【0017】
次に、図5を用いて従来の多層回路基板の製造方法を説明する。
【0018】
図5は、従来の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、4層基板を例として示したものである。
【0019】
まず図5(a)に示すように、前述の図4(a)〜(h)によって製造された両面の回路基板62と、図4(a)〜(e)で製造された貫通穴54に、導電性ペースト56を充填し、導通穴57を形成した上積層用の導電性ペースト充填済みのプリプレグ58aと下積層用の導電ペースト充填済みのプリプレグ58bが準備される。
【0020】
次に、図5(b)に示す工程は、積層ステージ(図示せず)上に金属箔59を乗せ、その上にプリプレグ58bを画像認識などで基準穴位置を認識、位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板62、プリプレグ58aの順で同様に認識、位置決めした後に積層し、その上に金属箔59を積層するアライメント積層工程である。
【0021】
次に図5(c)に示すように、金属箔59で挟持されたプリプレグ58a、58b、両面回路基板62を熱プレスで加熱加圧することで、4層の銅張積層基板63を得る。
【0022】
上記の工程により、最外層の金属箔59は導通穴57内の導電性ペーストを介して内層用の両面回路基板62のパターン61によって電気的に接続される。
【0023】
次に図5(d)に示すように、両面の金属箔59を選択的にエッチングして回路パターン64を形成することで4層回路基板65が得られる。
【0024】
ここでは4層の多層基板について説明したが、4層以上の多層基板、例えば6層基板については製造方法で得られた4層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法{図5(a)〜(d)}を繰り返せばよい。
【0025】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献資料としては、例えば、特許文献1、2が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0026】
【特許文献1】特開平9−246718号公報
【特許文献2】特開2001−257468号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0027】
上記の多層基板の製造方法の場合において、図4(b)の工程にて保管しているラミネート済みプリプレグの表面状態・密着性が変化すると、レーザー加工時にPETラミネートがレーザー貫通穴を中心に浮き上がるPET浮きや、導電性ペースト充填時に基材とPETの未着部分にペーストが入り込むペーストにじみといった問題点を有していた。
【0028】
しかし、ラミネート済みプリプレグの品質管理において、特に表面状態、密着性の観点においては、外観での簡単な目視管理でしか管理ができなかった。
【0029】
従来、上記問題発生時においては、ラミネート温度を変更し、ラミネート密着性を改善させて対応していたが、ロット間のばらつきが大きく対策に苦慮していた。
【0030】
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであって、ラミネート済みプリプレグを製造工程において非常に簡易に測定、管理できる新規手法であり、品質面において向上が期待できる回路基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0031】
上記目的を達成するために、本発明の回路基板の製造方法は、プリプレグの表裏に離型性を有したプラスチックシートを貼り付けてラミネート済みプリプレグを形成する工程と、前記ラミネート済みプリプレグの表面の輝度を測定する工程と、測定された前記輝度の値と良否判定基準値とを比較し判定する管理工程と、ラミネート済みプリプレグに貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、前記プラスチックシートを、前記プリプレグより剥離する工程とを備え、前記管理工程は、測定された前記輝度の値と良否判定基準値とを比較した結果に基づき、以降の工程の実施の可否を判定するものであることを特徴とする回路基板の製造方法であり、ラミネート済みプリプレグの表面を色目、明るさを測定できる測定器具(色差計・輝度計)にてL値(輝度)を測定することにより、ラミネート済みプリプレグの表面状態及びプリプレグとPETフィルムと密着性における品質管理が簡易に実現可能となり、以降の工程の実施の可否を判定することができる。
【発明の効果】
【0032】
本発明は、上記構成を有する回路基板の製造方法により、ラミネート済みのプリプレグを1枚毎に表面状態及び密着性を把握することができるため、後工程のレーザー加工による、PETラミネートがレーザー貫通穴を中心に浮き上がるPET浮きや、ペースト充填時に基材とPETの未着部分にペーストが入り込むペーストにじみといった問題点を未然に解決できるものであり、微細なパターンを有した多層基板において貫通穴と内層パターン合致性を向上させ、内層接続の品質を安定させることができ、層間の接続信頼性が高い回路基板を高い生産性で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の実施の形態1における回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図2】本発明の実施の形態2における多層回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図3】本発明の実施の形態1におけるラミネート温度とL値(輝度)の関係を示す図
【図4】従来の回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図5】従来の多層回路基板の製造方法を示す工程断面図
【発明を実施するための形態】
【0034】
(実施の形態1)
以下に本発明の回路基板の製造方法について説明する。
【0035】
本実施の形態においては、両面および多層の回路基板について説明する。
【0036】
図1は本発明の実施の形態1における回路基板の製造方法を示す工程断面図である。
【0037】
まず、図1(a)におけるプリプレグ1は、ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させた基板材料であり、縦、横、厚みのサイズが500mm×500mm×0.1mmである。
【0038】
また、プラスチックシート(以下PETシートと称す)2は、マスクフィルムとなる厚さ約19μmのプラスチックフィルムである。
【0039】
前記PETシート2は、プラスチックフィルムの表層に融点を有しない熱硬化性樹脂からなる厚さ約1.2μmの穴径制御層(図示せず)、その反対面であるプリプレグ1と接する面に、例えばシリコンなどを塗布した離型層を有した構造のものである。
【0040】
なお、PETシート2の基材としては、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられるが、PENやPPSなどを用いても問題ない。
【0041】
次に図1(b)に示すように、PETシート2でプリプレグ1を挟持し、ラミネートなどの方法で加熱加圧することにより、PETシート2をプリプレグ1の両面に張り付けることでラミネート済みプリプレグ3を形成した後、ラミネート済みプリプレグ3に貫通穴4を形成する前に、ラミネート済みプリプレグ3の表面状態のL値(輝度)を測定する。
【0042】
なお、測定器具22としては、例えば色差計が用いられるが、表面を色目、明るさを測定できる測定器具であれば、限定しない。
【0043】
また測定箇所23については、ラミネート済みプリプレグ3のワーク面内のばらつきは少ないため、測定箇所を限定する必要はなく、適宜指定する。
【0044】
図1(b)において、ラミネートなどの方法で加熱加圧することにより、プリプレグ1表面のエポキシ樹脂を溶融させ、プリプレグ1とPETシート2を接着する。
【0045】
このとき接着した箇所は外観上黒く見え、接着していない部分は白く見える。温度を上げエポキシ樹脂をより溶融させると、プリプレグ1とPETシート2の接着面積が広がることで黒く見える部分が増えるため、L値が変化するので、測定器具にて密着度が判定できる。
【0046】
本実施の形態においては、測定器具にて測定したラミネート温度条件とラミネート済みプリプレグ3の表面のL値の関係は、図3に示すようになる。
【0047】
本発明は、ラミネート済みプリプレグ3の表面を測定器具22にて、適宜指定した測定箇所23、例えばランダムに端4点、中央1点から得られるL値(輝度)を測定し、測定した平均値と予め定められた良否判定基準値(L値)とを比較した結果に基づき、以降の工程の実施の可否を判定するものである。
【0048】
なお、本実施の形態における良否判定基準値のL値は、35.0±2.0とし、その範囲を満たす場合に次工程の貫通穴の形成を実施するものとする。
【0049】
次に図1(c)に示すように、プリプレグ3の所定の箇所にレーザー加工法を用いて、貫通穴4を形成する。
【0050】
次に図1(d)に示すように、印刷機(図示せず)を用いて、印刷ステージ20上に敷き紙21を敷き、貫通穴4を有するプリプレグシート3を設置し、スキージ5でPETシート2の上から貫通穴4に導電性ペースト6を充填し、導通穴7を形成する。
【0051】
この工程において、表側のPETシート2は印刷マスクの役割を果たしており、PETシート2に穿設された貫通穴4の穴径が回路基板の層間の接続信頼性や多層積層工程における合致性に寄与する。
【0052】
次に図1(e)に示すように、導電性ペースト印刷済みのラミネート済みプリプレグを敷き紙21と平行にずらして剪断剥離する。
【0053】
次に図1(f)に示すように、プリプレグ1の両面からPETシート2を剥離すると導電性ペースト充填済みのプリプレグ8が形成される。
【0054】
次に図1(g)に示すように、プリプレグ8の両面に銅はく等の金属箔9を重ね、熱プレスで加熱加圧することにより、図1(h)に示す両面の銅張積層板10が形成される。両面の金属箔9は所定位置に設けた導通穴7の導電性ペーストを介して電気的に接続されている。
【0055】
そして、図1(i)に示すように、両面の金属箔9を選択的にエッチングして回路パターン11を形成して両面の回路基板12を得る。
【0056】
(実施の形態2)
次に、図2を用いて本発明の多層の回路基板の製造方法を説明する。
【0057】
図2は、本発明の多層の回路基板の製造方法を示す工程断面図であり、4層基板を例として示したものである。
【0058】
まず図2(a)に示すように、前述の図1(a)〜(i)によって製造された両面の回路基板12と、図1(a)〜(f)で製造された貫通穴4に導電性ペースト6を充填し、導通穴7を形成した上積層用の導電性ペースト充填済みのプリプレグ8aと、下積層用の導電性ペースト充填済みのプリプレグ8bが準備される。
【0059】
次に図2(b)に示す工程は、積層ステージ(図示せず)上に金属箔9を乗せ、その上にプリプレグ8bを画像認識などで基準穴位置を認識、位置決めした後に積層し、さらにその上に両面回路基板12を同様に認識、位置決めした後に積層し、さらにその上にプリプレグ8aを同様に認識位置決めした後に積層し、さらにその上に金属箔9を積層するアライメント積層工程である。
【0060】
次に図2(c)に示すように、金属箔9で挟持されたプリプレグ8a、8b、両面回路基板12を熱プレスで加熱加圧することで4層の銅張積層基板13を得る。
【0061】
上記の工程により、最外層の金属箔9は導通穴内の導電性ペーストを介して内層用の両面回路基板12の接続用の円形のパターン11によって電気的に接続される。
【0062】
次に図2(d)に示すように、両面の金属箔9を選択的にエッチングして回路パターン14を形成することで4層の回路基板15が得られる。
【0063】
なお、本実施の形態においては4層の多層基板について説明したが、4層以上の多層基板、例えば6層基板については製造方法で得られた4層回路基板を両面回路基板の代わりに用いて、多層基板の製造方法{図2(a)〜(d)}を繰り返せばよい。
【0064】
また、両面回路基板12または4層回路基板と導通穴7を備えたプリプレグを複数枚用意準備し、それらを交互にかつ最外層に金属箔を積層することにより、高多層の回路基板を製造することも可能である。
【0065】
本発明を用いた多層の回路基板の製造方法においては、内層用基板としての両面回路基板12の回路パターン11と、積層するプリプレグ8a、8bの導通穴7の位置合わせの精度を高めることができる。
【0066】
特に、両面回路基板12とプリプレグ8a、8bが同様のプロセス(導電性ペースト充填およびPETシート剥離工程までは同一)であり、また同じ基板材料(ガラスクロスに熱硬化性のエポキシ樹脂を含侵させた基板材料)で形成されているので、両者の位置合わせ精度は、さらに向上させることができる。
【0067】
なお、本発明の実施の形態1においては、両面の回路基板12の製造方法として、金属箔と導電性ペースト充填済みのプリプレグとを積層し、加熱加圧し、前記金属箔に回路パターンを形成する事例を示し、実施の形態2においては、多層の回路基板15の製造方法として、金属箔と導電性ペースト充填済みのプリプレグと内層用の両面回路基板12あるいは4層回路基板とを積層し、加熱加圧し、前記金属箔に回路パターンを形成する事例を示した。
【0068】
しかしながら、本発明はこれらの事例のみに限定されるものではなく、導電性ペースト充填済みのプリプレグを介して両面または多層の基板どうしを積層し、加熱加圧して、多層の回路基板を製造することも可能である。
【0069】
なお、両面または多層の基板の表裏に回路パターンが形成されている場合は、前記事例で行った表層の金属箔に回路パターンを形成する工程は不要となる。
【0070】
本発明の回路基板の製造方法を用いて両面または多層の回路基板を製造することにおける利点は、実施の形態1における層間の接続信頼性が高い回路基板を提供することに加えて、回路基板の製造過程における生産性の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0071】
以上述べたように、本発明の回路基板の製造方法を用いることにより、ラミネート工程で発生する応力の影響を緩和するための放置時間を考慮することなく、高精度な形成位置での貫通穴の加工が可能である。
【0072】
このため、高い位置精度で形成された導通穴を有したプリプレグと内層用基板の回路パターンとの位置合わせが容易となり、繊細パターンを有した多層の回路基板においても、導通穴と内層用基板の回路パターンとの合致精度を向上させ、層間の接続信頼性が高い回路基板を高い生産性で提供することができる。
【0073】
また本発明の技術を採用し、その技術を普及させることも容易であり、本発明の産業上の利用可能性は大であるといえる。
【符号の説明】
【0074】
1 プリプレグ
2 PETシート
3 ラミネート済みプリプレグ
4 貫通穴
5 スキージ
6 導電性ペースト
7 導通穴
8、8a、8b 導電性ペースト充填済みプリプレグ
9 金属箔
10 両面の銅張積層板
11、14 回路パターン
12 両面の回路基板
13 多層の銅張積層板
15 多層の回路基板
20 印刷ステージ
21 敷き紙
22 測定器具
23 測定箇所

【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリプレグの表裏に離型性を有したプラスチックシートを貼り付けてラミネート済みプリプレグを形成する工程と、
前記ラミネート済みプリプレグの表面の輝度を測定する工程と、
測定された前記輝度の値と良否判定基準値とを比較し判定する管理工程と、
ラミネート済みプリプレグに貫通穴を形成する工程と、
前記貫通穴に導電性ペーストを充填する工程と、
前記プラスチックシートを、前記プリプレグより剥離する工程とを備え、
前記管理工程は、測定された前記輝度の値と良否判定基準値とを比較した結果に基づき、以降の工程の実施の可否を判定するものであることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の回路基板の製造方法を用いて導電性ペースト充填済みのプリプレグを複数枚準備する工程と、
金属箔と前記プリプレグもしくは金属箔と前記プリプレグと内層用基板もしくは前記プリプレグを介して両面または多層の基板どうしを積層する工程と、
それを加熱加圧する工程とを備えることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項3】
加熱加圧する工程の後、前記金属箔に回路パターンを形成する工程を備えることを特徴とする請求項2に記載の回路基板の製造方法。
【請求項4】
加熱加圧する工程の後、前記導電性ペーストにより表裏あるいは層間が電気的に接続されることを特徴とする請求項2に記載の回路基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−222181(P2012−222181A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−87033(P2011−87033)
【出願日】平成23年4月11日(2011.4.11)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】