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ビルドアップ基板の製造仕様

ビルドアップ基板の製造仕様

ビルドアップ基板の製造仕様

層構成とその呼び方

コアとなる層数を真ん中に、積み上げる層数を両端にして呼びます。
例えば、4層基板をコアとした1段ビルドアップ基板の場合、1-4-1の層構成と呼びます。

■穴のあけ方

穴のあけ方には以下の3種類があります。

  1. コンフォーマルマスク法
    ビルド層を1層積み上げた後、内層に合わせてコンフォーマルエッチングをおこないます。
    エッチング径は穴の狙い値と同じに設定しておきます。
    穴径よりも若干大きい径のレーザ加工をおこない、基材のみを加工する方法です。
    現在取り入れている方法です。
  2. ウィンドウ法(ラージウィンドウとも呼びます)
    ビルド層を1層積み上げた後、内層に合わせてコンフォーマルエッチングをおこないます。
    エッチング径は穴の狙い値よりも若干大きく仕上げておきます。
    穴径と同径のレーザ加工をおこない、基材のみを加工する方法です。
    コンフォーマル法と比較して銅めっき性が少し向上しますが、位置合わせが難しいことからあまり採用されていません。
  3. ダイレクトドリリング法
    上記のようにエッチングをおこなわず、直接レーザで加工する方法です。
    銅はくを貫通するエネルギーを加えることで加工します。
    デメリットとしてはレーザ加工費が高くなってしまうことと、レーザ出力の調整が難しいことです。
    出力大きすぎると内層のランドまで貫通してしまいます。

レーザについて

【語源】
LASER(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation:輻射の誘導放出による光増幅)の頭文字の造語です。

【種類】
レーザ発振器により光を増幅させます。
増幅させる媒体により、レーザの名称が変わります。
炭酸ガスを媒体として増幅させるものをCO2レーザと呼び、安価かつ高出力が可能です。
レーザ波長は赤外線です。
個体を媒体とするものをYAGレーザと呼びます。
基板業界で使用するのは短波長の紫外線レーザであるため、UV-YAGレーザと呼びます。
出力はCO2の方が高いのですが、それぞれの物質にはレーザ吸収率というものが存在し、UV-YAGレーザは樹脂系の物質に対して吸収率が高く、CO2レーザは金属やガラスなど幅広い物質に対して吸収率が高いです。

VIAの種類

ビルドアップのVIA形成にはその性質によって呼び方がいくつか存在します。 おおまかには次ページの表の種類が存在します。

  1. コンフォーマルビア
    上述したようにケイツーで採用している工法です。
    レーザ加工したい箇所だけエッチングしておき、その上からレーザ加工することで基材のみを加工します。
  2. フィルドビア
    特殊なめっき薬液を使用してレーザビアを銅めっきで埋めたものです。
    そのめっき法をビアフィルめっきと呼びます。
    レーザビアをパッドオンビアにする場合必要な工法で、ほとんどのビルドアップには必要な工法です。
    ビアフィルめっきの場合、通常よりも厚くめっきしないと穴が埋まりませんので、その後スエップ処理によって銅はくを薄くする必要があります。
  3. スタックビア
    断面図の通り、ビアの上にビアを形成する方法です。
    図の左側の形状は上の層の穴径が大きくなってしまうことから、最近は使用されておりません。
    ほとんどは図の右側の形状で形成します。
    弊社の工法としては、レーザビア形成→銅めっき→樹脂埋め→銅めっき→その上にレーザビア形成の工法です。
  4. スキップビア
    図の通り、層を飛ばしてビアを形成する方法です。
    アスペクト比の問題から銅めっきがつきにくく、現在ではほとんど使用されておりません。
    ケイツーの場合、このような仕様がある場合はスタックビアで対応しています。
  5. 穴埋めベースビア
    ALIVH(アリブ)という工法で使用されるビアのことです。
    パナソニックが開発した工法です。
    現在は製造されていない工法です。
  6. スタッドビア
    B2IT(ビースクエアイット)という工法で使用されるビアのことです。
    東芝が開発した工法です。

スペック

【レーザVIA径とランド径】
特に指示がない場合、レーザVIA径はΦ0.1㎜を基本とします。
お客様からのデータがΦ0.1㎜以外である場合、ランド径を確認後にΦ0.1㎜に変更して良いかの確認をおこないます。
Φ0.1㎜のレーザVIAに対するランド径の一般値はΦ0.3㎜です。
スペック上難しい場合、外層ランド径:Φ0.25㎜、内層ランド径:Φ0.275㎜までの実績があります。
また、プリプレグの厚みを40umとした場合は、レーザVIA径Φ:0.08㎜、ランド径:Φ0.23㎜が可能です。
プリプレグの厚みを20umとした場合は、レーザVIA径:Φ0.06㎜、ランド径:Φ0.21㎜が可能です。

【一般材料構成について】
指定材料がFR-4であった場合、コアとなる貫通板は通常のFR-4を使用します。
ビルド層のプリプレグは利昌工業:ES-3306Sを使用します。
ハロゲンフリーの材料です。
また、ES-3306S相当のコア材はCS-3356Sなので、コアとなる貫通板をCS-3356Sで製作すれば基板としてハロゲンフリーとなります。
あまり知られておりませんが、CS-3356Sは高Tg材でもあり、FR-5相当に該当します。
CS-3665Dの方がTgは高いですが、CS-3356SもFR-5相当の基準はクリアしております。

【実績のある材料】
ビルドアップ基板として実績があるのは、FR-4、ハロゲンフリーFR-4、FR-5相当となります。
また、特殊材としてMEGTRON6(低誘電率)、E705G(高Tg)も対応可能です。
ただ、MEGTRON6の場合、デスミア性が非常に悪いのでCO2レーザでコンフォーマル加工をしてから、内層底面に残ったスミアをUV-YAGレーザで除去しますので非常に高価な基板となります。

【段数】

1段、2段までは特に問題ありません。
3段となると実績はありますが、歩留りは極端に悪くなります。
4段も受注実績はありますが、良品はできませんでした。

【ワークサイズ】
なるべく340㎜×406㎜以下とします。
340㎜×510㎜までであれば対応可能ですが、406㎜×510㎜以上のワークサイズはレーザ加工用のプリプレグを所持していないため、即日製造着手ができません。
見積は基板単価が高くなるとしても340㎜×406㎜以下のワークサイズでおこないます。
また、製造余白は1辺あたり15㎜です。(通常の多層基板と同じ)

見積時の注意

【フィルド、スタックの判断】
御見積依頼時に、フィルド、スタックの有無によって価格が変わりますが、ほどんどの場合にその指示はありませんし、お客様に確認しても回答が得られません。
御見積時には1段ビルドの場合:フィルド有り、スタック無しとし、2段以上の場合:フィルド有り、スタック有りとしております。

【別名】
ビルドアップ基板と表示されることがほとんどですが、SVHやLVHと呼ばれることもあります。
SVHは表面にビアがあれば該当するのでビルドアップとは限りません。