印刷线路板的制作方法

本发明涉及一种印刷线路板。本申请要求2017年8月21日提交的日本专利申请no.2017-158864的优先权，该日本专利申请的内容通过引用整体并入本文。

背景技术：

近年来，电子设备已经小型化，并且电子设备中使用的印刷线路板要求密集的布线。根据这样的要求，经常使用具有多个图案化导电层的多层印刷线路板。通过形成穿过基材层设置的给定孔以在孔的内表面上形成金属层，这种多层印刷线路板通常包括将不同导电层的图案连接在一起的各个通路孔。

为了提高这种多层印刷线路板的布线密度，还需要减小通路孔的直径。然而，如果减小通路孔的直径，则气泡会滞留在形成于基材层中的孔中，因此不能注入镀液，这可能导致导电层的连接故障。

特别是，当使用允许减小占用面积的盲通路孔时，不需要在一个导电层中形成焊盘(land)，并且气泡更可能被保留在基材层中的给定孔中，并且更可能发生导电层的连接故障。

在这方面，提出了这样一种技术：在形成盲通路孔时，通过钻头形成渐缩孔，该钻头的直径从尖端逐渐增加，以便于去除气泡，从而可靠地进行镀敷(参见日本未审查专利申请公开no.5-82969)。

[引用列表]

[专利文献]

[ptl1]日本未审查专利申请公开no.5-82969

技术实现要素：

根据本公开的一种方式的印刷线路板包括：绝缘的基材层；第一导电层，其层压到所述基材层的一个表面；第二导电层，其层压到所述基材层的另一表面；以及通路孔，其沿着连接孔的内表面形成并且使所述第一导电层和所述第二导电层电连接，所述连接孔被设置成沿厚度方向穿过所述基材层和所述第一导电层，其中所述连接孔的至少沿着所述基材层的一个表面的截面形状是不规则形状。

附图说明

[图1]图1是根据本公开的一个实施例的印刷线路板的示意性截面图；

[图2]图2是图1中的印刷线路板的连接孔的示意性透视图；

[图3]图3是与图2不同的连接孔的示意性透视图；

[图4]图4是与图2和图3不同的连接孔的示意性透视图；

[图5]图5是与图2至图4不同的连接孔的示意性透视图；并且

[图6]图6是与图2至图5不同的连接孔的示意性透视图。

具体实施方式

[本公开所要解决的问题]

如该公开中所披露的，在使用钻头的方法中，不能充分地减小通路孔的直径，因此限制了密集布线。

另外，作为本申请的发明人验证的结果，已经认识到，当孔直径较小时(例如在100μm以下)，不能通过使孔渐缩来可靠地注入镀液，因此可能发生导电层的连接故障。

鉴于上述情况，本公开被提出并且提供一种提供印刷线路板的解决方案，由此通过通路孔可靠地进行导电层之间的连接。

[本公开的效果]

在根据本公开的一种方式的印刷线路板中，通过通路孔可靠地进行导电层之间的连接。

[本公开的各实施例的描述]

根据本公开的一种方式的印刷线路板包括：绝缘的基材层；第一导电层，其层压到基材层的一个表面；第二导电层，其层压到基材层的另一表面；以及通路孔，其沿着连接孔的内表面形成并且使第一导电层和第二导电层电连接，连接孔被设置成沿厚度方向穿过基材层和第一导电层，其中连接孔的至少沿着基材层的一个表面的截面形状是不规则形状。

对于印刷线路板，在连接孔的至少沿着基材层的一个表面的截面形状为不规则形状的情况下，在通过镀敷形成通路孔的情况下，流入连接孔的镀液的流速的变化增大。由此，能够防止连接孔内的空气以圆顶状的气泡的形式滞留，从而能够用镀液填充连接孔。因此，对于印刷线路板，通路孔沿着连接孔的内表面形成以具有均匀的厚度，因此通过通路孔可靠地进行第一导电层和第二导电层之间的连接。

对于印刷线路板，连接孔可以包括扩展部，扩展部用于部分地扩展连接孔的至少沿着基材层的一个表面的截面形状的边缘。这样，利用包括扩展部的连接孔，通过扩展部可以增加镀液到连接孔的流速的变化，从而可以更有效地排出连接孔内的空气。

对于印刷线路板，扩展部的沿着厚度方向截取的截面的截面积可以从第二导电层朝向第一导电层增加。这样，对于扩展部，当截面积从第二导电层朝向第一导电层增加时，镀液从扩展部流动的流路面积逐渐减小，因此流速增加。因此，能够更可靠地排出连接孔内的空气。

对于印刷线路板，扩展部可以不存在于基材层的另一表面。这样，在扩展部不存在于基材层的另一表面的情况下，能够减小连接孔在基材层的另一表面处的最大尺寸。由此，能够提高第二导电层的布线密度。

对于印刷线路板，扩展部在第一导电层的外表面处的平均直径是每个连接孔的不包括一个或多个扩展部的部分的平均直径的0.1至0.5倍。这样，在扩展部在第一导电层的外表面处的平均直径相对于每个连接孔的不包括扩展部的部分的平均直径在上述范围内的情况下，连接孔中的空气通过镀液可靠地排出，并且用于朝向第一导电层连接给定通路孔的焊盘不会过度增大。

对于印刷线路板，每个连接孔的不包括一个或多个扩展部的部分可以具有30μm至150μm的平均直径。这样，在每个连接孔的不包括扩展部的部分的平均直径在上述范围内的情况下，与现有技术中的印刷线路板相比，该印刷线路板提供了优点，例如，存在通路孔的缺陷发生率的显著差异。

在本说明书中，“平均直径”意思是等效圆直径。具体地说，“扩展部在第一导电层的外表面处的平均直径”是指在第一导电层的外表面处分别对应于作为对应扩展部的外边缘的圆弧的每个直径的平均值，所述每个直径是如下所述圆的直径：该圆包括由扩展部的外边缘和连接扩展部的两个外边缘端部的弦所界定的区域。此外，每个连接孔的不包括一个或多个扩展部的部分的平均直径由对应于每个圆弧的每个直径的平均值来确定，所述每个圆弧限定等效于以下区域的圆弧区域：该区域由对应连接孔的不包括扩展部的部分的外边缘以及连接对应扩展部的两个外边缘端部的每个弦所界定。

[本公开的各实施例的细节]

以下，将参考附图，对使用本发明的印刷线路板的各实施例进行详细描述。

[第一实施例]

图1示出根据本公开的一个实施例的印刷线路板。该印刷线路板是柔性印刷线路板。

印刷线路板包括：绝缘的基材层1；第一导电层2，其层压到基材层1的一个表面；第二导电层3，其层压到基材层1的另一表面；以及通路孔4，其形成在基材层1上，并且使第一导电层2和第二导电层3电连接。

为了形成通路孔4，印刷线路板包括连接孔5，连接孔5被形成为沿厚度方向穿过基材层1和第一导电层2。通路孔4由金属形成，该金属连续镀敷于：连接孔5的内表面；第一导电层2在基材层1的相反侧的位于连接孔5的周边的部分；以及第二导电层3的暴露在连接孔5的内部的部分。换言之，通路孔4是不穿过第二导电层3的盲通路孔。

为了示出连接孔5的形状，图2示出了形成通路孔4和图案化第一导电层2和第二导电层3之前的状态。如图所示，对于连接孔5，至少在基材层1的一个表面(层压有第一导电层2的表面)处的截面形状是不规则形状。更具体地说，连接孔5包括各个扩展部6，扩展部6用于部分地扩展连接孔的至少在基材层1的一个表面处的截面形状的边缘。

形成给定的扩展部6，使得沿着厚度方向截取的截面积从第二导电层3朝向第一导电层2增加。此外，对于给定的扩展部6，其截面面积在基材层1内变为零，并且扩展部不存在于基材层1的另一表面(层压有第二导电层的表面)。

对于印刷线路板，在连接孔5的至少沿着基材层1的一个表面的截面形状为不规则形状的情况下，在通过镀敷形成通路孔4的情况下，流入连接孔5的镀液的流速的变化增大。由此，能够防止连接孔5内的空气以圆顶状的气泡的形式滞留，从而能够用镀液填充连接孔5。因此，对于印刷线路板，通路孔4沿连接孔5的内表面形成以具有均匀的厚度，因此通过通路孔4可靠地进行第一导电层2和第二导电层3之间的连接。

特别是，对于印刷线路板，利用包括扩展部6的连接孔5，通过扩展部6可以进一步增加镀液到连接孔5的流速的变化，从而可以更有效地排出连接孔5内的空气。

另外，形成给定的扩展部6，使得上述截面积从第二导电层3朝向第一导电层2增加。由此，镀液从扩展部6流动的流路面积沿流动方向向下游逐渐减少，因此从扩展部6流动的镀液流速增加。因此，能够更可靠地排出连接孔5内的空气。

此外，在给定的扩展部6不存在于基材层1的另一表面的情况下，可以减小在基材层1的另一表面处的连接孔5的最大尺寸。由此，能够减小密封连接孔5的另一端部的第二导电层3的宽度，因此能够进一步增加第二导电层3的布线密度。

下面将详细描述印刷线路板的每个部件。

<基材层>

基材层1的材料的实例包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯等。在这些材料中，就诸如耐热性等机械强度而言，优选使用聚酰胺、聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺。

基材层1的平均厚度的下限优选为5μm，并且更优选为10μm。另一方面，基材层1的平均厚度的上限优选为500μm，并且更优选为150μm。如果基材层1的平均厚度小于上述下限，则基材层1的强度可能不足。另外，如果基材层1的平均厚度超过上述上限，则柔性可能不足。

<导电层>

第一导电层2和第二导电层3分别通过对层压在基材层1的层状导体进行图案化而形成。

将包括第一导电层2和第二导电层3中的每一个的导体层压到基材层1的方法不受特别限制。例如可以使用以下方法：使用粘合剂粘合片状导体的粘合方法；将作为基材层1的材料的树脂组合物涂布到片状导体上的浇铸方法；通过镀敷在薄导电层(晶种层)上形成金属导电层的溅射或镀敷方法，该薄导电层具有几nm的厚度并且通过溅射或蒸发方法形成在基材层1上；通过热压将片状导体附着到基材层1的层压方法；等等。

作为对层状导体进行图案化以形成第一导电层2和第二导电层3中的每一个的方法，例如，可以使用通过光刻法在层状导体上形成抗蚀图案以通过蚀刻选择性地去除导体的已知的减成法。

通常，在形成通路孔4之后，执行用于形成第一导电层2和第二导电层3的导体的图案化。

为了增加布线密度，第一导电层2和第二导电层3中的每一个可以具有包括以下部分的构造：焊盘，其与通路孔4连接；以及布线图案，其宽度小于该焊盘的宽度，并且该布线图案直线状地延伸。

第一导电层2和第二导电层3中的每一个的材料不受限制，只要它是导电材料即可。例如，使用诸如铜、铝或镍等金属。通常，使用相对便宜且具有高导电性的铜。形成第一导电层2的材料可以不同于形成第二导电层3的材料。可以对第一导电层2和第二导电层3中的每一个的表面进行镀敷处理。

第一导电层2和第二导电层3中的每一个的平均厚度的下限优选为2μm，并且更优选为5μm。另一方面，第一导电层2和第二导电层3中的每一个的平均厚度的上限优选为500μm，并且更优选为100nm。如果第一导电层2和第二导电层3中的每一个的平均厚度小于上述下限，则导电性可能不足。另一方面，如果第一导电层2和第二导电层3中的每一个的平均厚度超过上述上限，则柔性可能不足。

第一导电层2和第二导电层3中的每一个的布线图案的平均宽度的下限优选为10μm，并且更优选为15μm。另一方面，第一导电层2和第二导电层3中的每一个的布线图案的平均宽度的上限优选为500μm，并且更优选为300μm。如果第一导电层2和第二导电层3中的每一个的布线图案的平均宽度小于上述下限，则给定的布线图案可能是不连续的。另外，如果第一导电层2和第二导电层3中的每一个的布线图案的平均宽度超过上述上限，则即使在不应用本公开的本实施例的情况下，也可能要增加连接孔5以确保第一导电层2和第二导电层3之间的连接；因此，本公开的实施例的优点可能被削弱。

<通路孔>

通路孔4可以具有包括基底导电层以及进一步层压到基底导电层的主导电层的构造，基底导电层层压到：连接孔5的内表面；第一导电层2的与基材层1相反的表面；以及第二导电层3的暴露在连接孔5的内部的表面。

(基底导电层)

基底导电层为薄导电层，并且当通过电镀形成主导电层时，基底导电层用作为待沉积的对象。基底导电层可由通过化学镀而层压的金属形成。形成基底导电层的金属包括诸如铜、银、镍或钯等金属。在这些金属中，就铜的优异的柔性、增加厚度的能力、电镀铜的附着性而言，优选低电阻的铜。

当通过化学镀铜形成给定的基底导电层时，基底导电层的平均厚度的下限优选为0.01μm，并且更优选为0.2μm。另一方面，基底导电层的平均厚度的上限优选为1μm，并且更优选为0.5μm。如果基底导电层的平均厚度小于上述下限，则不能确保基底导电层的连续性，因此可能不能均匀地形成主导电层。另外，如果基底导电层的平均厚度超过上述上限，则成本可能不期望地增加。

用于形成基底导电层的化学镀是通过催化剂的还原作用沉积具有催化活性的金属的方法，并且可以通过施加各种商业上可获得的化学镀液来进行。这样，在使用化学镀形成基底导电层的情况下，基底导电层容易层压，并且能够可靠地层压另外的主导电层。

(主导电层)

主导电层由通过电镀层压到基底导电层的金属形成。这样，形成基底导电层，然后在基底导电层的内周面上设置主导电层。由此，能够容易且可靠地形成具有良好导电性的通路孔4。

形成主导电层的金属包括铜、镍等。在这些金属中，优选使用便宜且电阻低的铜。

主导电层的平均厚度的下限优选为1μm，并且更优选为5μm。另一方面，主导电层的平均厚度的上限优选为50μm，并且更优选为30μm。如果主导电层的平均厚度小于上述下限，则由于印刷线路板1的弯曲等而导致通路孔4破裂，从而可能中断第一导电层2和第二导电层3之间的电连接。另外，如果主导电层的平均厚度超过上述上限，则印刷线路板1可能变得过厚，或者制造成本可能不期望地增加。

在形成主导电层的电镀工艺中，对于作为待沉积对象的基底导电层，通过电镀而层压金属以形成接触基底导电层的内周面的主导电层，从而可以形成具有足够厚度的通路孔4。在这种情况下，为了防止抗蚀剂图案与镀液接触，将抗蚀图案层压至：第一导电层2的外表面的除其上形成有通路孔4的焊盘部以外的部分；以及第二导电层3的外表面。

<连接孔>

连接孔5由以下部分限定：圆筒形部分，其沿着基材层1和第一导电层2的厚度方向延伸，该圆筒形部分包括连接孔5的不包括扩展部的部分；各个锥形部分，其作为表示给定的扩展部6的实例，给定的扩展部6用于在周向上局部地扩展圆筒形部分的位于第一导电层侧的边缘的一部分；等等。

例如，冲压、钻孔、激光加工等可以用作形成连接孔5的不包括扩展部6的部分的方法。在这些方法中，特别优选能够精确地形成精细连接孔5的激光加工。

每个连接孔5的不包括扩展部6的部分(即圆筒形部分)的平均直径的下限优选为30μm，并且更优选为50μm。另一方面，每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径的上限优选为150μm，并且更优选为100μm。如果每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径小于上述下限，则在形成通路孔4(特别是，主导电层)的情况下，连接孔5中的空气不能被镀液排出，因此连接孔5的内表面不能被镀敷。由此，第一导电层2和第二导电层3可能不能被牢固地连接。另外，如果每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径超过上述上限，则即使在不形成扩展部6的情况下，也能够将镀液注入到连接孔5中，并且本公开的应用实施例可能不能展现优点。

(扩展部)

形成给定的扩展部6，使其比第一导电层的厚度延伸得更深，使得连接孔5的至少沿着基材层1的在第一导电层的表面的截面呈现不规则形状。

截面积沿厚度方向变化的扩展部6可以通过例如使用锥形切削工具铣削；使用多轴加工机器的三维加工等等而形成。然而，通过在短时间内发射垂直于第一导电层2的激光，可以相对容易地形成给定的扩展部6。

给定的扩展部6在其厚度方向上的最长部分的长度(在下文中，最大长度)的下限优选为第一导电层2的厚度的1.2倍，并且更优选为1.5倍。另一方面，给定的扩展部6在其厚度方向上的最大长度的上限优选为基材层1和第一导电层2的总厚度的0.9倍，并且更优选为0.7倍。如果给定的扩展部6在其厚度方向上的最大长度小于上述下限，则连接孔5中的空气可能不能被镀液排出。另外，如果给定的扩展部6在其厚度方向上的最大长度超过上述上限，则考虑到由于制造误差导致扩展部6可能到达基材层1的位于第二导电层3侧的表面，必须增加第二导电层3的焊盘，或者，由于扩展部6的在第一导电层2的外表面的直径增加，必须增加第一导电层2的焊盘。因此，可能妨碍第一导电层2或第二导电层3的布线图案的致密化。

扩展部6在第一导电层2的外表面(与基材层1相反的表面)处的平均直径的下限优选为每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径的0.1倍，并且更优选为0.2倍。另一方面，扩展部6在第一导电层2的外表面处的平均直径的上限优选为每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径的0.5倍，并且更优选为0.4倍。如果扩展部6在第一导电层2的外表面处的平均直径小于上述下限，则扩展部6的截面积减小，从而连接孔5中的空气可能不能通过镀液可靠地排出。另外，如果扩展部6在第一导电层2的外表面处的平均直径超过上述上限，则需要增加第二导电层2的焊盘。因此，可能妨碍第一导电层2的布线图案的致密化。

每个扩展部6在第一导电层的外表面处的两个外边缘端部之间的平均距离的下限优选为每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径的0.1倍，并且更优选为0.2倍。另一方面，每个扩展部6在第一导电层的外表面处的两个外边缘端部之间的平均距离的上限优选为每个连接孔5的不包括扩展部6的部分的平均直径的0.5倍，并且更优选为0.4倍。如果每个扩展部6在第一导电层的外表面处的两个外边缘端部之间的平均距离小于上述下限，则扩展部6的截面积减小，从而连接孔5中的空气可能不能通过镀液可靠地排出。另外，如果每个扩展部6在第一导电层的外表面处的两个外边缘端部之间的平均距离超过上述上限，则扩展部6的宽度增加，并且因此镀液的流速之间的差异减小。因此，连接孔5中的空气可能不能被可靠地排出。

扩展部6的数量可以是一个，并且优选为多个，例如四个或更多，以便从连接孔5排出的空气的效果不太可能取决于镀液的流动方向而不同。另外，就镀液的流动方向而言，优选地将扩展部6设置成在周向上等间隔地隔开。

<优点>

对于印刷线路板，在连接孔5的至少沿着基材层1的一个表面的截面形状是不规则形状的情况下，在通过镀敷形成通路孔4的情况下，流入连接孔5的镀液的流速的变化增大。由此，防止连接孔5中的空气以圆顶状的气泡的形式滞留，以允许镀液填充连接孔5。因此，对于印刷线路板，通路孔4沿着连接孔5的内表面形成以具有均匀的厚度，因此通过通路孔4可靠地形成第一导电层2和第二导电层3之间的连接。

[其它实施例]

本文中披露的实施例应当被认为在所有方面是说明性的而不是限制性的。本发明的范围不限于上述实施例的构造。该范围由权利要求阐述，并且旨在包括实现等同功能且在该范围内进行的所有变型。

对于印刷线路板，第一导电层和第二导电层是相对的，并且作为用于一个通路孔的第一导电层的导电层可以是用于另一通路孔的第二导电层。

印刷线路板可以是层压有附加基材层和导电层的多层线路板。印刷线路板还可以包括其它层，诸如覆盖层、阻焊剂、屏蔽膜等。

印刷线路板中的通路孔可以是贯穿所有导电层的通孔；或者是将多层线路板内的各导电层连接在一起的填隙式(interstitial)通路孔。

在印刷线路板中，连接孔的沿着基材层的一个表面的截面形状可以不包括扩展部，只要该截面形状是不规则形状即可。作为实例，印刷线路板中的连接孔可以具有多边形的截面形状，这如图3所示。

例如，如图4所示，印刷线路板中的连接孔的扩展部可以形成为在基材层和第一导电层的整个厚度上延伸的具有相同断面的凹槽形状。

印刷线路板中连接孔的扩展部的截面形状不限于圆形。作为实例，如图5所示，印刷线路板中的扩展部可以具有三角形截面。关于印刷线路板中的给定的连接孔的扩展部，如图6所示，连接孔的不包括各个扩展部的部分可以彼此平滑地连接。

实例

以下，使用实例对本发明进行详细说明。然而，本发明不应被解释为受这些实例的描述的限制。

为了确认本公开的效果，批量制备以下原型实例：柔性印刷线路板的原型实例1，其中通路孔由截面为圆形的连接孔形成；以及柔性印刷线路板的原型实例2，其中通路孔由具有锥形扩展部的连接孔形成。然后，进行通路孔的连续性(导通性)检查。

在原型实例1中，使用了这样的层压结构：其中，作为第一导电层和第二导电层中的每一个的厚度为12μm的铜箔被层压到给定基材层上，该给定基材层由聚酰亚胺膜形成并且厚度为32μm。在该层压结构中，形成具有85μm孔径的连接孔，并且进行铜的化学镀和电镀以形成具有8μm总镀层厚度的通路孔。

在原型实例2中，以每90度形成一个扩展部的方式一共形成四个扩展部，在每个扩展部中，孔径为85μm的圆筒形孔的外表面扩展为圆锥形表面。每个扩展部被形成为使得扩展部沿着第一导电层的外表面的宽度和直径中的每一个是30μm(圆筒形部分的直径的0.35倍)；并且使得从第一导电层的外表面起算扩展部沿基材层的厚度方向的长度为10μm。

在原型实例1中，检查1360000个样品的连续性，并且在原型实例2中，检查1180000个样品的连续性。结果，在原型实例1中，发现14个连续性故障，但是在原型实例2中，没有发现连续性故障。

如上所述，已经确认的是，通过提供扩展部以形成连接孔，可以防止第一导电层和第二导电层的连接故障。

[附图标记列表]

1基材层

2第一导电层

3第二导电层

4通路孔

5连接孔

6扩展部