多層配線板およびその製造方法

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【発明の名称】	多層配線板およびその製造方法
【発明者】	【氏名】水谷宗幹【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０株式会社フジクラ佐倉事業所内
【要約】	【課題】層間接続の手段としてめっきを用いる場合に比べて短時間で効率的にバイアホールを形成し、しかも、導電性組成物を用いる場合に比べて層間接続部の電気的信頼性を高める。【解決手段】多層配線板（１）は、配線パターンをなす導電層（１３）を備えた絶縁性基材（１０）を、片面に導電層（２３）を備えた２枚の絶縁性基材（２０）で挟んで積層した多層配線板用基材（２）に、各導電層（１３，２３）間を貫通する貫通孔（３）を形成する。そして、この貫通孔（３）の側面に前処理としてめっき（４）を施し、この貫通孔（３）の表裏いずれかの開口に金属球（５）を配置して、加熱により溶融させ、貫通孔（３）内に充填して充填金属（６）とした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表裏両面に導電層を備えた多層配線板用基材に前記両導電層間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板において、
前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施し、この貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置し加熱により溶融させて貫通孔内に充填したことを特徴とする多層配線板。
【請求項２】
配線パターンをなす導電層を備えた絶縁性基材を、片面に導電層を備えた２枚の絶縁性基材で挟んで積層した多層配線板用基材に、前記各導電層間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板において、
前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施し、この貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置し加熱により溶融させて貫通孔内に充填したことを特徴とする多層配線板。
【請求項３】
前記金属球は、前記貫通孔の直径より大径で前記開口に載せられたとき開口内に底部が侵入して位置決めされることを特徴とする請求項１または２記載の多層配線板。
【請求項４】
前記金属球は、部品類の実装に用いられる金属融点よりも高い融点を有することを特徴とする請求項１または２記載の多層配線板。
【請求項５】
少なくとも表裏両面に導電層を備えた多層配線板用基材に前記両導電層間を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板の製造方法であって、
前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施す工程と、
前記貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置する工程と、
前記金属球を加熱により溶融させて前記貫通孔内に充填する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項６】
配線パターンをなす導電層を備えた絶縁性基材を、片面に導電層を備えた２枚の絶縁性基材で挟んで積層した多層配線板用基材に、前記各導電層間を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板の製造方法であって、
前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施す工程と、
前記貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置する工程と、
前記金属球を加熱により溶融させて前記貫通孔内に充填する工程と、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、多層配線板およびその製造方法に関し、とくに、高密度実装が可能なフレキシブル多層配線板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高耐熱性、電気絶縁性、高屈曲性を有するポリイミドフィルムを絶縁性基材として使用したフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）が知られている。また、ＦＰＣを多層積層した多層配線板が開発されている。
【０００３】
多層配線板では、多層積層後の基板に一括で孔あけを施し、この孔（貫通孔）に層間接続処理を施したスルーホールによって層間導通を得ることが行われている。
【０００４】
また、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）タイプの多層配線板では、多層積層される一部の層ごとに孔あけを施し、この孔（貫通孔）に層間接続処理したバイアホールによって層間導通を得ることが行われている。
【０００５】
このようなバイアホール（またはスルーホール）によって層間導通を得る多層配線板において、層間接続の手段としては、貫通孔内にめっきを施すことでバイアホール（またはスルーホール）を形成する方法と、導電性組成物を印刷法により貫通孔内に充填することでバイアホール（またはスルーホール）を形成する方法とがある。
【０００６】
従来の多層配線板の一例を図７に示してある。この多層配線板１０１は、配線パターンをなす導電層１１３を備えた絶縁性基材１１０を、片面に導電層１２３を備えた２枚の絶縁性基材１２０で挟んで積層したものである。
【０００７】
絶縁性基材１１０は、ポリイミド基材１１２の片面に銅箔１１３が接着された片面銅箔付きポリイミド基材の銅箔１１３を、サブトラクティブ法を用いてエッチングすることで、配線パターンをなす導電層１１３を片面に備えた回路形成済み配線板１１１を作製したうえ、この回路形成済み配線板１１１の導電層１１３に、接着剤１１４を介してポリイミドからなるカバー層１１５を貼り合わせたものである。
【０００８】
また、絶縁性基材１２０は、リジッド板またはポリイミド基材１２２の片面に銅箔１２３が接着された片面銅箔付き絶縁性基材１２１に、積層用に接着剤フィルム１２４を貼り合わせたものである。
【０００９】
そして、これら３枚の絶縁性基材１１０，１２０，１２０を接着剤フィルム１２４，１２４によって貼り合わせたのち、層間接続が必要な箇所に貫通孔（バイアホール）１０３を形成し、この貫通孔１０３内に層間接続用のめっき１０４を施して、層間接続を行うものである。
【００１０】
最後に、多層配線板１０１の表裏両面の銅箔１２３に回路形成したうえ、絶縁保護層（ソルダーレジスト）１０７を形成することで、多層配線板１０１を完成させる。
【特許文献１】特開平６－３０２９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の多層配線板１０１において、層間接続の手段としてめっき１０４を施すことでバイアホールを形成する方法は、例えば導電性組成物を印刷法により充填することでバイアホールを形成する場合と比べて、バイアホール形成にかかる時間が長く、生産性が悪い。
【００１２】
けれども、必要な時間を削れば層間接続部分のめっき厚が薄くしか形成されず、層間接続部分のめっき厚が薄いと層間接続部分の電気抵抗が高くなり、層間接続部の導電性が悪化する。
【００１３】
一方、層間接続部分のめっき厚を厚くするとめっき時間が長くなり、生産性が悪化するだけでなく、層間接続部分以外の配線部分にもめっきが付着するため、微細回路の形成が困難となる。
【００１４】
また、導電性組成物を印刷法により充填することでバイアホールを形成する方法ては、印刷の際に位置ずれが生じてしまう。これに加えて、導電性組成物はめっきなどの金属に比べて導電性が高くないため、層間接続部の電気的信頼性が問題となる。
【００１５】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、層間接続の手段としてめっきを用いる場合に比べて短時間で効率的にバイアホールを形成することができ、しかも、導電性組成物を用いる場合に比べて層間接続部の電気的信頼性を高めることのできる多層配線板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、少なくとも表裏両面に導電層を備えた多層配線板用基材に前記両導電層間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板において、前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施し、この貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置し加熱により溶融させて貫通孔内に充填した多層配線板である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、配線パターンをなす導電層を備えた絶縁性基材を、片面に導電層を備えた２枚の絶縁性基材で挟んで積層した多層配線板用基材に、前記各導電層間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板において、前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施し、この貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置し加熱により溶融させて貫通孔内に充填した多層配線板である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の発明において、前記金属球は、前記貫通孔の直径より大径で前記開口に載せられたとき開口内に底部が侵入して位置決めされる多層配線板である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１または２記載の発明において、前記金属球は、部品類の実装に用いられる金属融点よりも高い融点を有する多層配線板である。
【００２０】
請求項５に係る発明は、少なくとも表裏両面に導電層を備えた多層配線板用基材に前記両導電層間を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板の製造方法であって、前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施す工程と、前記貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置する工程と、前記金属球を加熱により溶融させて前記貫通孔内に充填する工程と、を含む多層配線板の製造方法である。
【００２１】
請求項６に係る発明は、配線パターンをなす導電層を備えた絶縁性基材を、片面に導電層を備えた２枚の絶縁性基材で挟んで積層した多層配線板用基材に、前記各導電層間を貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板の製造方法であって、前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施す工程と、前記貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置する工程と、前記金属球を加熱により溶融させて前記貫通孔内に充填する工程と、を含む多層配線板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は以上のように、少なくとも表裏両面に導電層を備えた多層配線板用基材に前記両導電層間を貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔内に層間導通を得るための導電性物質が配置される多層配線板において、前記貫通孔の側面に前処理としてめっきを施し、この貫通孔の表裏いずれかの開口に金属球を配置し加熱により溶融させて貫通孔内に充填したので、層間接続の手段としてめっきを用いる場合に比べて短時間で効率的にバイアホールを形成することができ、しかも、導電性組成物を用いる場合に比べて層間接続部の電気的信頼性を高めることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１～図６は、この発明による多層配線板の一実施形態を示す説明図であり、この多層配線板１をその製造方法とともに説明する。
【００２４】
まず、図１に示すように、配線パターンをなす導電層１３を備えた絶縁性基材１０を、片面に導電層２３を備えた２枚の絶縁性基材２０で挟んで積層した多層配線板用基材２を作製する。
【００２５】
すなわち、絶縁性基材１０は、ポリイミド基材１２の片面に銅箔１３が接着された片面銅箔付きポリイミド基材の銅箔１３を、サブトラクティブ法を用いてエッチングすることで、配線パターンをなす導電層１３を片面に備えた回路形成済み配線板１１を作製したうえ、この回路形成済み配線板１１の導電層１３に、接着剤１４を介してポリイミドからなるカバー層１５を貼り合わせたものである。
【００２６】
また、絶縁性基材２０は、リジッド板またはポリイミド基材２２の片面に銅箔２３が接着された片面銅箔付き絶縁性基材２１に、積層用に接着剤フィルム２４を貼り合わせたものである。
【００２７】
そして、これら３枚の絶縁性基材１０，２０，２０を接着剤フィルム２４，２４によって貼り合わせることで多層配線板用基材２が構成される。
【００２８】
つぎに、図２に示すように、この多層配線板用基材２の層間接続が必要な箇所に、レーザ加工またはドリル加工によって層間接続用の貫通孔（バイアホール）３を形成する。
【００２９】
つぎに、図３に示すように、この多層配線板用基材２の貫通孔３に、所要のめっき前処理を行ったのち、１～２μｍの厚さのめっき４を施し、層間接続を行う。
【００３０】
つぎに、図４に示すように、貫通孔３の上部開口に、ボールプレーサを用いて、貫通孔３の直径より大径の金属球５を載せる。このとき金属球５は、貫通孔３の上部開口内に底部が侵入して位置決めされる。
【００３１】
また、金属球５は、部品類の実装に用いられる金属融点よりも高い融点を有する金属が選択される。
【００３２】
つぎに、この多層配線板用基材２を高温槽に入れて金属球５を溶融させることで、図５に示すように、金属球５は溶融して貫通孔３に流入し、貫通孔３内に充填されて充填金属６に形を変える。
【００３３】
金属球５は、部品類の実装に用いられる金属融点よりも高い融点を有しているから、この金属球５を溶融させるときの高温槽の温度は、部品類の実装に用いられる温度よりも高温に設定される。そのため、金属球５の溶融・充填工程を経て作製された多層配線板１を、その後部品類の実装工程に供した際に、貫通孔３内の充填金属６（元の金属球５）が実装用の温度で溶融する虞れはない。
【００３４】
最後に、多層配線板用基材２の表裏両面の銅箔２３に回路形成したうえ、絶縁保護層（ソルダーレジスト）７を形成することで、図６に示すように多層配線板１を完成させる。
【００３５】
このような多層配線板の製造方法によれば、貫通孔３の上部開口に貫通孔３の直径より大径の金属球５を載せることで、金属球５は、貫通孔３の上部開口内に底部が侵入して自動的に位置決めされる。そのため、位置ズレなどの不都合が発生する不安がない。
【００３６】
しかも、このような金属球５を貫通孔３の上部開口に載せることは、ボールプレーサを用いて行うことができるから、生産性の向上とともに歩留まりの向上も実現することが可能である。
【００３７】
また、このようにして貫通孔３の上部開口に位置決めした金属球５を溶融させることで、金属球５は貫通孔３に流入し、貫通孔３内に充填されて充填金属６となる。そのため、事前のめっき４により層間接続済みの貫通孔３内の電気的導通を、より確実で安定した状態にして、事前のめっき４に頼らない充填金属６（元の金属球５）による層間接続を確保することができる。
【００３８】
そのため、事前のめっき４は、貫通孔３の上部開口に位置決めした金属球５を溶融させたとき、金属球５がスムーズに貫通孔３に流入していく機能だけあれば充分であるから、最低限度の厚さで足りる。
【００３９】
したがって、貫通孔３内の事前のめっき４の厚さは１～２μｍ程度あればよく、このとき多層配線板用基材２の表裏両面の銅箔２３にも形成されてしまうめっき４の厚さを最低限度に抑えることができ、その結果、表裏両面の微細回路にも充分対応することができる。
【００４０】
すなわち、この発明に用いるめっき４の厚さは、図７に示す従来のめっき１０４の厚さに比べてはるかに薄くて済むから、めっき４に要する時間も、従来のめっき１０４に比べてずっと短時間で済む。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明による多層配線板用基材の一実施形態を示す説明図である。
【図２】多層配線板用基材に貫通孔を形成した様子を示す説明図である。
【図３】貫通孔にめっきを施した様子を示す説明図である。
【図４】貫通孔の上部開口に金属球を載せた様子を示す説明図である。
【図５】金属球を溶融させて貫通孔内に充填した様子を示す説明図である。
【図６】この発明による多層配線板の一実施形態を示す説明図である。
【図７】従来の多層配線板の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１多層配線板
２多層配線板用基材
３貫通孔（バイアホール）
４めっき
５金属球
６充填金属
１０，２０絶縁性基材
１１回路形成済み配線板（片面銅箔付きポリイミド基材）
１２ポリイミド基材
１３銅箔（配線パターンをなす導電層）
１４接着剤
１５カバー層
２１片面銅箔付き絶縁性基材
２２リジッド板またはポリイミド基材
２３銅箔（導電層）
２４接着剤フィルム

【出願人】	【識別番号】０００００５１８６【氏名又は名称】株式会社フジクラ【住所又は居所】東京都江東区木場１丁目５番１号
【出願日】	平成１５年９月１日（２００３．９．１）
【代理人】	【識別番号】１０００８３８０６【弁理士】【氏名又は名称】三好秀和【識別番号】１００１００７１２【弁理士】【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦【識別番号】１００１００９２９【弁理士】【氏名又は名称】川又澄雄【識別番号】１００１０１２４７【弁理士】【氏名又は名称】高橋俊一
【公開番号】	特開２００５－７９４０４（Ｐ２００５－７９４０４Ａ）
【公開日】	平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願番号】	特願２００３－３０９２７０（Ｐ２００３－３０９２７０）