JP2002016333A

JP2002016333A - プリント配線板およびその製造方法

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Publication number: JP2002016333A
Application number: JP2000192770A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Matsuda; 良成松田; Shinichi Wakita; 真一脇田; Hiroaki Umeda; 裕明梅田
Original assignee: Sony Corp; Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Sony Corp; Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】バイアホールを有する回路基板のエッチング
精度を向上させて、エッチング回路のファイン化を可能
にしたプリント配線板を提供する。【解決手段】スルーホールメッキ１４するか、してい
ない基板１１のバイアホール１３に、基本的組成とし
て、硬化後の（固形分）容積比で平均粒径が１μｍ〜２
５μｍの導体フィラーが２５容積％以上６５容積％未
満、バインダーが３５容積％以上７５容積％未満からな
る導電ペースト１５を充填し、該導電ペースト１５の充
填部と銅箔１２面に亘って化学ニッケルメッキ１７を施
し、上記化学ニッケルメッキ１７上に電気ニッケルメッ
キ１８および化学または電気金メッキ１９を順に施して
なる構成としたものであり、上記導体フィラーの形状が
不定形もしくは球状または樹枝状としたものであり、必
要量の分散剤、導電性付与剤、硬化剤を添加してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁基材層をは
さんだ両側の導体パターン内に設けられたバイアホール
にメッキ性の優れた導電ペーストを充填して、導体パタ
ーンと充填された導電ペーストの端面に直接ニッケルメ
ッキを施すことを可能にすることにより銅ふたメッキを
省略でき導体パターンの密度を高めることを可能にする
プリント配線板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やモバイルパソコンに見
られるように電子機器の小型化の要求が急速に高まり、
その中にあってこうした電子機器の回路基板に対しても
高密度化が迫られ、その手段として基材の積層化があ
り、そこには、各層の導体パターンを繋ぐためにバイア
ホールが設けられる。

【０００３】携帯電話ではボタンが押されたとき、キー
パッドを電極ランドに接触させるため、この電極ランド
には金メッキによる表面処理が必要であり、また、筐体
の内側に施されているシールドをグラウンドに接続する
ためプリント配線板のグラウンドパターンに金メッキに
よる表面処理が必要とされる。

【０００４】これらの金メッキは銅箔との密着性を高め
るため、銅箔にニッケルメッキを施したうえ、ニッケル
メッキの上にさらに金メッキ処理を行うようにしてい
る。

【０００５】従って、これまでのバイアホールの構成は
図３に示すように、銅箔２２（１８μｍ）貼り基板２１
に公知技術により穿孔されたバイアホール２３の内面に
銅スルーホールメッキ２４（２０μｍ）を施した後、該
バイアホール２３に導電ペースト２５を充填し、充填さ
れた導電ペーストの露出面を研磨し、該露出面と銅スル
ーホールメッキ２４上に亘って銅ふたメッキ２６（２０
μｍ）、化学ニッケルメッキ２７（２μｍ）、電気ニッ
ケルメッキ２８（５μｍ）および金メッキ２９（１μ
ｍ）を順次施して形成している。

【０００６】このような従来の銅スルーホール配線板の
製造方法は、例えば、両面銅箔貼り基板に、穿孔された
バイアホールの内面に、無電解薄付け及び電解厚付け銅
メッキを処理して、両面の銅箔をバイアホールにて電気
的に接続する。さらに、導電性ペーストをバイアホール
に充填印刷し、加熱硬化後、基板の表面に余分にでてい
る導電性ペーストを、基板表面まで研磨する。さらに、
導電性ペーストが露出したままでは、後の実装工程では
んだ付けが不可能であるために、銅ふたメッキを施す。
その後エッチングして導体パターンを形成したあとに、
はんだ付けが必要な部分を除いてソルダーレジスト（保
護用樹脂層）を形成させる。最後に表面処理として、無
電解ニッケルと金メッキ、または電解ニッケルと金メッ
キとが施される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、上
記の構成から判るようにメッキ層を含む銅箔の厚さがほ
ぼ６０μｍにもなり、図４（ａ）に示されるように、エ
ッチングによるメッキ層の侵食が大きくなるため、その
分だけ隣り合う導体パターンの間隔が必要になるので、
導体パターンを微細化してプリント配線板を高密度にす
るのに障害となっている。

【０００８】この発明は上記従来技術の問題に鑑み、電
極に金メッキを施すプリント配線板で絶縁基材層の両側
の導体パターン内に設けられたバイアホールにメッキ性
の優れた導電性ペーストを充填して、導体パターンと導
電ペーストの端面上に、直接ニッケルメッキを施し、厚
さの大きい銅ふたメッキを省略してプリント配線板の密
度を上げようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、絶縁基材層を挟む両側に設けられた導体
パターンと、上記導体パターン内で上記絶縁基材層に設
けられたバイアホールを有するプリント配線板におい
て、上記バイアホールに充填された所定配合の導電性ペ
ーストの端面と上記導体パターンとにニッケルメッキを
施すことを特徴とする。

【００１０】前記の構成によれば、導体パターンと充填
された導電ペーストの端面に直接ニッケルメッキを施す
ことを可能にして、銅ふたメッキを省略できる。

【００１１】上記所定配合の導電ペーストは、基本的組
成として、硬化後の（固形分）容積比で、平均粒径が１
μｍ〜２５μｍの導体フィラーが２５容積％以上６５容
積％以下、バインダーが３５容積％以上７５容積％以下
からなることを特徴とする。

【００１２】また、上記導体フィラーは、金、銀、銅、
ニッケル、金メッキした銅，金メッキしたニッケル、銀
メッキした銅，銀メッキしたニッケルから選ばれた少な
くとも一種類で、その形状は、不定形もしくは球状また
は樹枝状としたものであり、上記バインダーには必要量
の硬化剤、分散剤、導電性付与剤を添加してなる構成と
したことを特徴とする。

【００１３】本発明に係るプリント配線板の製造方法
は、銅張り積層板の銅箔をエッチング処理して導体パタ
ーンを形成するエッチング処理工程を備えるプリント配
線板の製造方法であって、導体パターン内で絶縁基材層
に設けられたバイアホールに対して、所定配合の導電性
ペーストを充填し、その端面と上記導体パターンとにニ
ッケルメッキを施すことを特徴とする。

【００１４】前記の構成によれば、導体パターンと充填
された導電ペーストの端面に直接ニッケルメッキを施す
ことを可能にして、銅ふたメッキの工程を省略できる。

【００１５】上記構成において、導体フィラーの平均粒
径が１μｍ未満であるときは、高充填が不可能になりそ
の結果メッキ性が損なわれ、２５μｍを越えるときは、
バイアホールへの導電ペーストの充填が困難になる。

【００１６】導体フィラーの配合量が２５容積％未満で
あるときは、導電ペーストの端面にニッケルメッキが不
可能になり、６５容積％を越えるときは導電ペーストの
粘度が高くなって、スクリーン印刷でのバイアホールへ
の充填が不可能になる。

【００１７】導体フィラーの形状を不定形もしくは球形
または樹枝状としたのは、これ以外の形状、例えばフレ
ーク状や鱗片状では、バイアホールに充填した導電ペー
ストの表面を研磨したとき、その表面に現れる導体フィ
ラーの占有面積が小さくなって化学ニッケルメッキが不
十分になるからである。

【００１８】バインダーの配合量が３５容積％未満のと
きは、導体フィラーの結合が不十分になって導電性が低
下し、７５容積％を越えるときは導電性とメッキ性が低
下する。

【００１９】上記バインダーとしては、エポキシ樹脂系
またはフェノール樹脂系のものを採用することができ、
エポキシ樹脂系の場合は公知の好ましくは液状の硬化剤
を添加し、フェノール樹脂系の場合は必ずしも硬化剤を
必要としない。

【００２０】導電ペースト内での導体フィラーの分散を
よくするために飽和・不飽和脂肪酸またはそれらの金属
塩やイソプロピル−トリイソステアロイルチタネートの
ようなカップリング剤を添加することができ、酸化され
やすい銅のフィラーを用いるときは、ヒドロキノン、オ
ルソアミノフェノールなどの還元剤やトリエタノールア
ミンなどのキレート形成剤、１，２−Ｎ−ラウロイル−
Ｎ−メチレンエチレンジアミンなどの導電性付与剤を採
用することができる。

【００２１】

【実施の形態】次にこの発明の実施形態を図面を参照し
ながら説明する。図１（ａ）は第一実施形態の断面図、
図１（ｂ）は第二実施形態の断面図である。図において
１１はガラスエポキシを材料とする基板、１２は銅箔
層、１３はバイアホール、１４はスルーホールメッキ、
１５は充填した導電ペースト、１７は化学ニッケルメッ
キ層、１８は電気ニッケルメッキ層、１９は化学または
電気金メッキ層である。

【００２２】図２（ａ）は第三実施形態の断面図で、第
一実施形態の構造から電気ニッケルメッキ層１８を省い
て、化学ニッケルメッキ層１７の上に、直接化学金メッ
キまたは電気金メッキを施したものである。

【００２３】図２（ｂ）は第四実施形態の断面図で、第
二実施形態の構造から電気ニッケルメッキ層１８を省い
て、化学ニッケルメッキ層１７の上に、直接化学金メッ
キまたは電気金メッキを施したものである。

【００２４】第一実施形態と第三実施形態では銅ふたメ
ッキを、また、第二実施形態と第四実施形態では導体パ
ターンと充填された導電ペーストの端面に直接ニッケル
メッキを施すことにより、銅スルーホールメッキと銅ふ
たメッキを必要としていないためメッキ層を含む銅箔の
厚さをさらに薄くすることが可能で、図４（ｂ）に示さ
れるように、エッチングによるメッキ層の侵食が少ない
ので隣り合う導体パターンの間隔を小さくすることがで
きるので、従来技術ではバイアホールの間隔が２００μ
ｍとするのが限界であったが今回の発明によれば５０μ
ｍまで間隔を詰めることができるようになった。

【００２５】したがって、このようなプリント配線板の
製造方法は、導電性ペーストをバイアホールに充填印刷
し、加熱硬化後、基板の表面に余分にでている導電性ペ
ーストを、基板表面まで研磨したのち、エッチングして
必要な導体パターンを形成し、はんだ付けが必要な部分
を除いてソルダーレジスト層（保護用樹脂）を形成す
る。最後に表面処理として、無電解ニッケルと金メッ
キ、または電解ニッケルと金メッキとが施される。

【００２６】次に表１により実施例を比較例を示しなが
ら説明する。エポキシ樹脂またはフェノール樹脂に導体
フィラーとして各種形状の銅粉、銀メッキ銅粉、銀粉、
ニッケル粉、硬化剤、添加剤４、添加剤５を表１に示す
割合で、それぞれ配合して導電性組成物を調整した。な
お、各材料の容積％は重量を配合材料の密度で除したも
のである。

【００２７】上記組成に公知の溶剤（例えばブチルカル
ビトール、ブチルカルビトールアセテート、ブチルセロ
ソルブ、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン
など）を注入し、三軸ロールで充分混練して導電ペース
トとした。

【００２８】得られた導電ペーストを、板厚１．０ｍ
ｍ、銅箔厚さ１８μｍ、バイアホール径０．３ｍｍのガ
ラスエポキシ基板にスクリーン印刷法により充填し、８
０℃で予備乾燥した後、１８０℃で６０分間加熱して硬
化させ、基板から突き出た導電ペーストをバフ研磨した
後、酸洗浄、水洗、乾燥して触媒を施して、化学メッキ
のための準備をし、ニッケル−リン化学メッキ液に３０
分間浸漬し、銅箔の必要部分および導電ペースト上にニ
ッケル−リンメッキ膜を析出させた後、その直上に化学
金メッキまたは電気金メッキを施す（第三・第四実施形
態に相当）か、電気ニッケルメッキ、化学金メッキまた
は電気金メッキを施し（第一・第二実施形態に相当）、
上記各メッキ処理におけるメッキの析出状況を観察し、
全てのメッキが１００％析出しているときは『○』と
し、少しでも導電ペースト面が露出しているものは
『×』とした。

【００２９】化学銅メッキ浴に浸漬して銅箔の必要部分
と導電ペースト上に析出した銅メッキ膜を観察し、良好
に析出しているものは『○』とし、少しでも導電ペース
ト面が露出しているものは『×』とした。

【００３０】表１の比抵抗の測定は、６ｃｍの間隔をあ
けたガラスエポキシ基板上の銅箔電極間に、導電ペース
トでスクリーン印刷により１ｍｍ幅で模擬回路を印刷
し、１８０℃で６０分間加熱硬化後、電極間の抵抗を測
定し次式により算出した。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【表１】

【００３３】上記第一実施形態および第二実施形態と従
来技術によるプリント配線板の加工工程を対比すると表
２の通りになる。この表から明らかな通り、この発明に
係る実施形態によれば第一実施形態では銅ふたメッキが
なくなり、第二実施形態では銅スルーホールメッキと銅
ふたメッキがなくなってメッキ層を含む銅箔の厚さが２
／３または１／３になり、エッチング精度が大幅によく
なり、かつ、工程とコストの削減となることが分かる。

【００３４】

【表２】

【００３５】上記の実施形態では両面プリント配線板を
例に説明したが、両面プリント配線板に限定されず、多
層プリント配線板の内層として各層間の電気的接続を行
うためのパターンに適用することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
電ペースト上への直接化学ニッケルメッキ、電気ニッケ
ルメッキおよび化学金メッキまたは電気金メッキができ
るようになってメッキ層を含む銅箔を薄くすることがで
きるようになり、エッチング精度が大幅に向上し、導体
パターンの微細化が可能になるとともに、銅ふたメッキ
や銅スルーホールメッキを省略できるようになり工程の
削減とあいまって低コストで製造できるという効果を生
ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）第一実施形態の断面図（ｂ）第二実施形態の断面図

【図２】（ａ）第三実施形態の断面図（ｂ）第四実施形態の断面図

【図３】従来例の断面図

【図４】エッチングによるメッキ層の侵食説明図で
（ａ）は従来技術、（ｂ）は本発明によるもの

【符号の説明】

１１，２１基板１２，２２銅箔１３，２３スルーホール１４，２４銅スルーホールメッキ１５，２５導電ペースト充填部１６，２６銅ふたメッキ１７，２７化学ニッケルメッキ１８，２８電気ニッケルメッキ１９，２９化学または電気金メッキ

フロントページの続き (72)発明者脇田真一東大阪市岩田町２丁目３番１号タツタ電線株式会社内 (72)発明者梅田裕明東大阪市岩田町２丁目３番１号タツタ電線株式会社内Ｆターム(参考） 4E351 AA03 BB01 BB23 BB24 BB31 BB33 BB35 BB49 CC06 CC11 DD04 DD05 DD06 DD19 DD52 DD53 DD56 EE02 EE03 EE11 GG14 5E317 AA24 BB12 BB13 BB14 BB15 CC22 CC25 CC31 CC52 CD27 CD32 GG09 GG14 5E343 AA07 AA15 AA17 BB18 BB23 BB24 BB25 BB44 BB72 DD03 DD33 DD43 EE43 GG08 GG11 5G301 DA03 DA05 DA06 DA10 DD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基材層の両側に設けられた導体パタ
ーンと、上記導体パターン内で上記絶縁基材層に設けら
れたバイアホールを有するプリント配線板において、上記バイアホールに充填された所定配合の導電性ペース
トの端面と上記導体パターンとにニッケルメッキを施し
てなることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】上記ニッケルメッキ上に金メッキを施し
てな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】上記バイアホールにスルーホールメッキ
を施してな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４】上記所定の配合は、平均粒径が１μｍ〜
２５μｍの導体フィラーが２５容積％以上６５容積％以
下と、バインダーが３５容積％以上７５容積％以下とか
らな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５】上記導体フィラーは金、銀、銅、ニッケ
ル、金メッキした銅、金メッキしたニッケル、銀メッキ
した銅、銀メッキしたニッケルから選ばれた少なくとも
一種類であり、その形状は不定形もしくは球状または樹
枝状をベースとすることを特徴とする請求項４に記載の
プリント配線板。
【請求項６】上記バインダーに硬化剤、分散剤、導電
性付与剤、キレート形成剤を必要に応じ添加してなるこ
とを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。
【請求項７】絶縁基材層の両側に設けられた導体パタ
ーンと、上記導体パターン内で絶縁基材層に設けられた
バイアホールに対して、所定配合の導電性ペーストを充
填し、その端面と上記導体パターンとにニッケルメッキ
を施すことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項８】上記ニッケルメッキ上に金メッキを施す
ことを特徴とする請求項７に記載のプリント配線板の製
造方法。
【請求項９】上記バイアホールにスルーホールメッキ
を施すことを特徴とする請求項７に記載のプリント配線
板の製造方法。
【請求項１０】上記所定配合は、平均粒径が１μｍ〜
２５μｍの導体フィラーが２５容積％以上６５容積％以
下と、バインダーが３５容積％以上７５容積％以下とか
らなることを特徴とする請求項７に記載のプリント配線
板の製造方法。
【請求項１１】上記導体フィラーは金、銀、銅、ニッ
ケル、金メッキした銅、金メッキしたニッケル、銀メッ
キした銅、銀メッキしたニッケルから選ばれた少なくと
も一種類であり、その形状は不定形もしくは球状または
樹枝状をベースとすることを特徴とする請求項７に記載
のプリント配線板の製造方法。
【請求項１２】上記バインダーに硬化剤、分散剤、導
電性付与剤、キレート形成剤を必要に応じ添加すること
を特徴とする請求項１０に記載のプリント配線板の製造
方法。