JP2013106034A - プリント回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プリント回路基板の製造方法に関する。
【解決手段】本発明によるプリント回路基板の製造方法は、ベース基板の両面に形成された銅箔の一部を除去してベース層を露出させる段階と、前記ベース層の露出領域に貫通孔を形成する段階と、前記貫通孔をデスミア処理してビアホールを形成する段階と、前記ビアホールの内部にメッキ層を形成する段階と、前記ビアホールに充填されたメッキ層により電気的に接続される回路パターンを形成する段階と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、プリント回路基板の製造方法に関し、より詳細には、孔あけ工程及びデスミア処理により、中央部の直径が小さいビアホールを形成して、ビアホールの内部に形成されるメッキ層の充填（ｆｉｌｌ）性能が向上されるようにしたプリント回路基板の製造方法に関する。

電子製品が小型化、薄板化及び高密度化する傾向に伴い、プリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）も薄板化及びパッケージ化しており、微細パターンが可能な構造のための技術開発がなされている。

このようなプリント回路基板の薄板化、微細パターンの形成、高い信頼性及び設計密度のために、原資材の変更とともに回路パターンの層構成が複合化する構造へと変化している。これにより、プリント回路基板に実装される電子部品も表面実装（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）タイプに変更され、その実装密度も高くなる傾向にある。

通常のプリント回路基板としては、絶縁基板の片面にのみ回路パターンを形成した片面プリント回路基板、両面に回路パターンを形成した両面プリント回路基板、または多層プリント回路基板がある。最近は、回路の複雑度が増加し、回路の高密度化及び小型化に対する要求が増加して、両面プリント回路基板や多層プリント回路基板が主に用いられている。

このような両面または多層プリント回路基板は、内層と外層とに区分され、内層の材料として薄板コアが用いられる。また、内層と外層との間の回路パターンの連結は、ビアホールを介してなされている。

また、基板の薄型化のために、両面または多層プリント回路基板には薄板コアが用いられているが、上述したように、最近、表面実装方式の電子部品実装構造が増加するにつれて、基板の反りが発生するという問題点が指摘されている。

従って、基板の反りを防止するために、コアの厚さを比較的厚く形成して両面または多層プリント回路基板を製作している。

しかし、コアの厚さが厚く形成される場合、ビアホールを介して内層と外層とを連結する際に、ビアホールの内部にメッキを行うにあたりビアホールの内部のメッキ層の充填（ｆｉｌｌ）効率が低下するという欠点が指摘されている。

韓国公開特許第１０−２０１０−０１３８２０９号公報

本発明は、従来のプリント回路基板の製造方法において生じる様々な問題点を解決するために導き出されたものであり、多層に接合されるベース基板に孔あけ工程により貫通孔を形成し、貫通孔をデスミア処理して中央部の直径が小さい砂時計状のビアホールを形成することにより、ビアホールの内部に形成されるメッキ層の充填（ｆｉｌｌ）性能を向上させることができるプリント回路基板の製造方法を提供することをその目的とする。

本発明の上記の目的は、ベース基板の両面に形成された銅箔の一部を除去してベース層を露出させる段階と、前記ベース層の露出領域に貫通孔を形成する段階と、前記貫通孔をデスミア処理してビアホールを形成する段階と、前記ビアホールの内部にメッキ層を形成する段階と、前記ビアホールに充填されたメッキ層により電気的に接続される回路パターンを形成する段階と、を含むプリント回路基板の製造方法が提供されることにより達成される。

前記ベース層の一部を露出させる段階で、前記銅箔はエッチングにより除去されることができ、前記ベース層の露出領域は、前記ビアホールの直径に対応するサイズに形成されることができる。

また、前記貫通孔を形成する段階で、前記貫通孔は孔あけまたはレーザー加工により形成されることができ、前記ベース層が露出された複数のベース基板を積層した後、前記複数のベース基板に一括して貫通孔を形成することができる。

また、前記デスミア処理によりビアホールを形成する段階で、前記ビアホールは、中央部の直径が小さく、上、下部の直径が大きい砂時計状に形成されることができる。

この際、前記ビアホールの形成時に用いられるデスミア薬品は、過マンガン酸ナトリウム（ＮａＭｎＯ_４）であることができる。

前記ビアホールの内部にメッキ層を形成する段階で、前記ベース基板は、ビアホールの内部に化学銅によりメッキ層が充填されるとともに、前記銅箔の外層に導電層がさらに形成されることができ、前記メッキ層及び導電層をエッチングして前記ベース層の両面に回路パターンが形成されることができる。

一方、前記回路パターンを形成する段階の後に、前記回路パターンが形成されたベース層の両面に絶縁層を形成する段階と、前記絶縁層にそれぞれビアホールを形成する段階と、前記ビアホールにメッキ層を充填し、前記ビアホール及び絶縁層の上面に第２回路パターンを形成する段階と、をさらに含むことができる。

その後、前記絶縁層上に第２絶縁層をさらに積層し、ビアホールを形成した後、第３回路パターンを形成する段階を繰り返して多層プリント回路基板を形成することができる。

以上説明したように、本発明のプリント回路基板の製造方法によると、ベース基板の厚さが増加する場合にも、ビアホールが砂時計状に形成されるため、ビアホール内部のメッキ層の充填効率を向上させることができる。
また、本発明によると、ベース基板のベース層を露出させた後、ベース基板を多数積層して貫通孔を形成することにより、生産性を増加させることができる。また、一回の工程で多数の基板に貫通孔が形成されるため、製作コスト及び製作工数を低減することができる。

本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、ベース基板を示す断面図である。 本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、ベース基板のベース層に貫通孔が形成された状態を示す断面図である。 本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、ベース層にビアホールが形成された状態を示す断面図である。 本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、ビアホール内にメッキ層が形成された状態を示す断面図である。 本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、ベース層の両面に回路パターンが形成された状態の断面図である。 本発明の他の実施形態によるプリント回路基板の製造方法を図示した断面図であって、コア基板に絶縁層が形成された状態を示した断面図である。 本発明の他の実施形態によるプリント回路基板の製造方法を図示した断面図であって、絶縁層とブラインドビアホールの上面に導電層が形成された状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態によるプリント回路基板の製造方法を図示した断面図であって、絶縁層に回路パターンが形成された状態を示す断面図である。

本発明によるプリント回路基板の製造方法を説明するにあたり、前記目的に対する技術的構成を含む作用効果に関する事項は、本発明の好ましい実施形態が図示された図面を参照した以下の詳細な説明によって明確に理解されるであろう。

まず、図１〜図５は本発明によるプリント回路基板の製造方法を順に図示した工程図であって、図１はベース基板の断面図であり、図２はベース基板のベース層に貫通孔が形成された状態の断面図であり、図３はベース層にビアホールが形成された状態の断面図であり、図４はビアホール内にメッキ層が形成された状態の断面図であり、図５はベース層の両面に回路パターンが形成された状態の断面図である。

図示されたように、本発明によるプリント回路基板の製造方法は、まず、ベース層１１０の両面に銅箔１２０が形成されたベース基板１００を準備（図１参照）する。ベース基板１００としては両面に銅箔が積層されたＣＣＬ（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ）が採用されることができ、銅箔１２０の間のベース層１１０は絶縁体またはメタル材質で形成されることができる。

この際、ベース層１１０がメタル材質で形成される場合、アルミニウム、マグネシウム、チタン、亜鉛、鉄、ニッケルのうち何れか一つの材質またはこれらの合金材質で形成されることができる。メタル材質のベース層により、ベース基板１００の放熱効率を向上させることができる。

ベース基板１００は通常６０μｍの厚さに生産されるが、この厚さは特に制限されず、使用者の要求に応じて３０μｍ〜１００μｍの厚さを有することができる。特に、ベース基板１００を構成するベース層１１０の厚さが厚いほど、最終基板を生産する際に反りが発生することを防止することができるため、比較的厚いベース層を有するベース基板が使用者から要求される。

この際、ベース層が厚くなる場合、ビアホールを形成した後ビアホールの内部にメッキ層を充填する以後の工程で、充填不良が発生する恐れがある。これを防止するために、ビアホールの形状を砂時計状に形成することができる。前記ビアホールの具体的な形状及びその製造方法については後述する。

次に、ベース基板１００の両面に積層された銅箔１２０の一部を除去して、ベース層１１０を露出（図２参照）させることができる。前記銅箔１２０はエッチングにより除去されることができる。エッチングにより銅箔１２０を除去する際に、パターンが形成されたマスクまたはドライフィルムを銅箔上に積層した後、エッチングにより銅箔１２０の一部を除去することができる。

この際、図２では一地点の銅箔１２０が除去された状態を図示したが、これに限定されず、実際にはベース基板１００全体に亘って多数のベース層の露出領域１２５が形成されるようにすることができる。

また、前記ベース層の露出領域１２５は、以後の段階で形成されるビアホールの直径に対応するサイズに形成されることができる。

次に、ベース基板１００のベース層１１０の露出領域に、貫通孔１３０を形成することができる（図２参照）。貫通孔１３０は、ＣＮＣ装置を用いた孔あけ加工またはレーザー加工により形成されることができる。レーザー加工により貫通孔を形成する場合、ＣＯレーザーまたはＹＡＧレーザーを用いることができる。

また、前記ベース層１１０に貫通孔１３０を形成する際に、多数のベース基板１００を積層した後、孔あけまたはレーザーによって貫通孔１３０を加工することができる。これにより、一回の工程で多数のベース基板１００に貫通孔１３０が形成されることができる。

即ち、ベース基板１００の両面にベース層の露出領域が形成されるように銅箔１２０の一部を除去したベース基板１００を、ベース層の露出領域が整列されるように順に積層した後、整列されたベース層の露出領域に孔あけまたはレーザーを用いた一回のホール加工を行うことにより、各ベース基板１００のベース層１１０に貫通孔１３０が形成されることができる。

従って、貫通孔１３０を加工するための工程をベース基板１００毎に行う必要がないため、工程数を減らすことができ、生産性が向上される。

次に、貫通孔１３０が形成されたベース基板１００のベース層１１０にデスミア（ｄｅｓｍｅａｒ）処理を行って、ビアホール１４０を形成することができる（図３参照）。

貫通孔１３０のデスミア処理により、同一の直径に形成された貫通孔は、中央部の直径が小さく、上、下部の直径が大きく形成された砂時計状のビアホール１４０に形成されることができる。

即ち、デスミア工程時に用いられるデスミア薬品がベース層１１０の露出領域に接触されることによりビアホール１４０の上部及び下部が大きい直径を有するようになり、デスミア薬品の接触が小さいビアホール１４０の中央部が小さい直径を有する形態に形成されることができる。

このような砂時計形状のビアホール１４０により、ベース層１１０の厚さが厚くビアホールの直径が大きい場合に発生するメッキ層の充填不良を防止して、メッキ層が充填される効率、即ちビアフィル（ｖｉａ ｆｉｌｌ）性能を向上させることができる。

この際、デスミア処理によりビアホール１４０を形成する際、デスミア薬品としては過マンガン酸ナトリウム（ＮａＭｎＯ_４）が用いられることができる。また、前記ビアホール１４０の形成時、砂時計状のビアホール１４０を構成する上、下部の直径は、ベース層１１０がデスミア薬品に露出される時間によって調節することができる。

デスミア工程によるビアホール１４０の形成が終了すると、ベース基板１００の表面とビアホール１４０の内部に化学銅によるフィル（ｆｉｌｌ）メッキが行われ、ビアホール１４０の内部にメッキ層１５０が形成されることができる（図４参照）。

一般的に、ビアホール１４０内にメッキ層１５０を形成するビアフィル（ｖｉａ ｆｉｌｌ）工程は、基板の厚さによって異なるが、基板を構成するベース層１１０の厚さが厚くホールの直径が大きい場合、またはビアホールの整列がずれている場合は、ビアフィル（ｖｉａ ｆｉｌｌ）が円滑になされないだけでなく、ディンプル（ｄｉｍｐｌｅ）が発生してビアホールの内部にメッキ層の接合不良が発生する恐れがある。しかし、ビアホール１４０の形状を砂時計状に形成する場合は、メッキ層が充填されるビアフィル（ｖｉａ ｆｉｌｌ）性能が向上されることができる。

一方、ビアホール１４０内のメッキ層の形成が終了すると、フィル（ｆｉｌｌ）メッキが終了したビアホール１４０の上面を含むベース基板１００の表面に、導電層１６０がさらに形成されることができる。

また、前記導電層１６０により、ビアホール１４０に充填されたメッキ層１５０と電気的に接続される回路パターン１７０が形成されることができる（図５参照）。

回路パターンの形成方法としては、当業界において公知された方法を用いることができ、代表的には、エッチングによる回路パターンの形成方法が適用されることができる。即ち、導電層１６０に回路パターンを形成するためのエッチングレジストパターンを形成した後、エッチングレジストパターンが形成されていない領域のメッキ層をエッチング工程で除去することにより、回路パターンが形成されることができる。

この際、エッチングレジストパターンは、アートワークフィルムに印刷された回路パターンを導電層１６０上に転写することにより形成されることができ、ドライフィルムまたはマスクを用いて形成されることができる。

次に、図６〜図８は本発明の他の実施形態によるプリント回路基板の製造方法を図示した断面図であって、図６はコア基板に絶縁層が形成された状態の断面図であり、図７は絶縁層とブラインドビアホールの上面に導電層が形成された状態の断面図であり、図８は絶縁層に回路パターンが形成された状態の断面図である。

図示されたように、本実施形態のプリント回路基板の製造方法は、まず、図１〜図５に図示された製造方法により製作されたプリント回路基板をコア基板２００にして、両面に絶縁層２１０を形成することができる（図６参照）。

この際、前記コア基板２００の製造方法は、上記の図１〜図５に図示された図面を参照して説明したプリント回路基板に準じて、コア基板２００の製造方法は上述の説明と重複されるため、以下ではコア基板２００の詳細な製造方法についての説明は省略する。

前記絶縁層２１０に、内層と外層に形成される回路パターンを電気的に連結するためのブラインドビアホール２２０が形成されることができる（図６参照）。即ち、コア基板２００に形成された第１回路パターン１７０とコア基板２００の両面に形成された絶縁層２１０に形成される第２回路パターン（図８参照）とを電気的に連結するためのビアホール２２０が形成されることができる。

前記ビアホール２２０は、孔あけ工程またはレーザー加工などの通常の方法により形成されることができ、上述の実施形態のようにデスミア工程により形成されることもできる。

次に、前記ビアホール２２０及び絶縁層２１０上に、第２回路パターン２４０を形成するための導電層２３０を形成することができる（図７参照）。その後、前記導電層をエッチングして第２回路パターン２４０を形成することができる（図８参照）。

前記第２回路パターン２４０は、コア基板２００に形成された第１回路パターン１７０と同様の方法により形成されることができ、具体的な回路パターンの形成方法についての詳細な説明は重複されるため省略する。

その後、複数の絶縁層を積層し、コア基板２００のビアホール１４０と電気的に連結されるブラインドビアホール２２０をスタックビア形態に形成することにより、多層プリント回路基板が製作されることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該技術分野において通常の知識を有する者であれば、添付の特許請求範囲に記載される本発明の思想及び領域を外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変形することができるということを理解するのであろう。

１００ ベース基板
１１０ ベース層
１２０ 銅箔
１２５ ベース層の露出領域
１３０ 貫通孔
１４０ ビアホール
１５０ メッキ層
１６０ 導電層
１７０ 回路パターン
２００ コア基板

Claims (13)

1. ベース基板の両面に形成された銅箔の一部を除去してベース層を露出させる段階と、
   前記ベース層の露出領域に貫通孔を形成する段階と、
   前記貫通孔をデスミア処理してビアホールを形成する段階と、
   前記ビアホールの内部にメッキ層を形成する段階と、
   前記ビアホールに充填されたメッキ層により電気的に接続される回路パターンを形成する段階と、
   を含むプリント回路基板の製造方法。
2. 前記ベース層を露出させる段階で、
   前記銅箔はエッチングにより除去され、前記ベース層の露出領域は前記ビアホールの直径に対応するサイズに形成される、請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
3. 前記ベース層は絶縁体または金属材質で形成される請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
4. 前記貫通孔を形成する段階で、前記貫通孔は孔あけまたはレーザー加工により形成される請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
5. 前記貫通孔を形成する段階で、前記貫通孔は、前記ベース層が露出された複数のベース基板を積層した後、前記複数のベース基板に形成された前記ベース層の露出領域に一括して形成される、請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
6. 前記デスミア処理によりビアホールを形成する段階で、前記ビアホールは、中央部の直径が小さく、上、下部の直径が大きい砂時計状に形成される請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
7. 前記ビアホールの形成時に用いられるデスミア薬品は、過マンガン酸ナトリウム（ＮａＭｎＯ_４）である、請求項６に記載のプリント回路基板の製造方法。
8. 前記回路パターンを形成する段階で、
   前記ビアホールの内部に化学銅メッキによりメッキ層を形成すると同時に、または前記メッキ層を形成した後に、前記ビアホールの上面を含む前記ベース基板の表面に導電層を形成する段階と、
   前記導電層にエッチングレジストパターンを転写して、エッチング工程を行う段階と、をさらに含む請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法。
9. ベース基板の両面に形成された銅箔の一部を除去してベース層を露出させる段階と、
   前記ベース層の露出領域に貫通孔を形成する段階と、
   前記貫通孔をデスミア処理してビアホールを形成する段階と、
   前記ビアホールの内部にメッキ層を形成する段階と、
   前記ビアホールに充填されたメッキ層により電気的に接続される第１回路パターンを形成する段階と、を含むコア基板を用いたプリント回路基板の製造方法であって、
   前記コア基板の両面に絶縁層を形成し、ブラインドビアホールを形成する段階と、
   前記ブラインドビアホールと絶縁層上に導電層を形成する段階と、
   前記導電層をエッチングして第２回路パターンを形成する段階と
   を含むプリント回路基板の製造方法。
10. 前記ブラインドビアホールは、孔あけ工程、レーザー加工、またはデスミア工程のうち何れか一つの工程により形成される、請求項９に記載のプリント回路基板の製造方法。
11. 前記貫通孔を形成する段階で、前記貫通孔は、前記ベース層が露出された複数のベース基板を積層した後、前記複数のベース基板に形成された前記ベース層の露出領域に一括して形成される、請求項９に記載のプリント回路基板の製造方法。
12. 前記デスミア処理によりビアホールを形成する段階で、前記ビアホールは、中央部の直径が小さく、上、下部の直径が大きい砂時計状に形成される請求項９に記載のプリント回路基板の製造方法。
13. 前記ビアホールの形成時に用いられるデスミア薬品は、過マンガン酸ナトリウム（ＮａＭｎＯ_４）である、請求項１２に記載のプリント回路基板の製造方法。

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