| 【発明の名称】 |
多層基板及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】清水 元規
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内
【氏名】近藤 宏司
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会社デンソー内
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| 【要約】 |
【課題】層間接続信頼性を向上した多層基板及びその製造方法を提供すること
【解決手段】回路部としての配線部と、配線部に電気的に接続される接続端子としてのランド３０と、配線部及びランド３０と電気的に絶縁状態にある金属パターン４０とにより構成される導体パターン２０を、熱可塑性樹脂１０に多層に積層配置してなる多層基板１００であって、金属パターン４０に、積層方向に貫通する微小なガス抜き穴４３を設けた。従って、加熱時に基板１００内に生じるガス５０を、ガス抜き穴４３を通じて、排出経路が短い方向に排出することができる。すなわち、多層基板１００内に残留するガス量が低減し、加熱時に生じる層間剥離が低減するので、多層基板１００の層間接続信頼性が向上される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路部としての配線部と、前記配線部に電気的に接続される接続端子としてのランドと、前記配線部及び前記ランドと電気的に絶縁状態にある金属パターンとにより構成される導体パターンを、熱可塑性樹脂中に多層に積層配置してなる多層基板であって、
前記金属パターンが、積層方向に貫通するガス抜き穴としての微小な除去部を有することを特徴とする多層基板。
【請求項２】
前記金属パターンは、少なくとも一部が積層方向において重なるように複数層に配置され、各層の前記金属パターンの重なる領域内に、前記除去部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多層基板。
【請求項３】
各層の前記金属パターンに設けられている前記除去部は、積層方向において前記除去部の少なくとも一部が重なるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【請求項４】
各層の前記金属パターンに設けられている前記除去部は、同一の大きさを有し、且つ、積層方向における同一位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の多層基板。
【請求項５】
前記金属パターンの重なる領域が、基板の積層中心を境とし、積層上部及び積層下部に夫々設けられ、前記積層上部及び前記積層下部の各々において、前記除去部は少なくとも一部が積層方向において重なるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の多層基板。
【請求項６】
前記金属パターンの重なる領域間が、前記熱可塑性樹脂中に設けられた層間接続材料により電気的に接続され、当該層間接続材料の周囲に前記除去部が設けられていることを特徴とする請求項２〜５いずれか１項に記載の多層基板。
【請求項７】
前記除去部は、同一層の前記金属パターンにおいて、所定ピッチで複数設けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の多層基板。
【請求項８】
表層に設けられた前記ランドに対し、接合材料を介して電子部品が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の多層基板。
【請求項９】
表層に設けられた前記ランドに対し、積層方向において前記金属パターンが重なる領域を有する場合、当該領域を避けて前記除去部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の多層基板。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの少なくとも片面上に、導体パターンとして、回路部である配線部と、前記配線部に電気的に接続され、接続端子であるランドと、前記配線部及び前記ランドと電気的に絶縁状態にある金属パターンとの少なくとも１つを形成する導体パターン形成工程と、
前記導体パターンが形成された樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層し、積層体を形成する積層工程と、
減圧下において、前記積層体を熱プレス板によって加熱しつつ加圧することにより、前記樹脂フィルムを相互に接着して多層基板を形成する加熱・加圧工程とを備え、
前記導体パターン形成工程において、前記金属パターンとともに、当該金属パターンを積層方向に貫通するガス抜き穴としての微小な除去部を形成することを特徴とする多層基板の製造方法。
【請求項１１】
前記除去部は、前記樹脂フィルム表面に貼着された導体箔をエッチングすることにより、前記導体パターンとともに形成されることを特徴とする請求項１０に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１２】
前記積層工程において、複数の前記金属パターンの少なくとも一部が積層方向において重なるように、前記導体パターン形成工程において、前記金属パターンが複数の前記樹脂フィルムに形成され、前記除去部が各前記金属パターンの重なる領域内に形成されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１３】
前記除去部は、前記積層体形成時に、各層の前記金属パターンに形成された前記除去部の少なくとも一部が積層方向において重なるように、所定位置に形成されることを特徴とする請求項１２に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１４】
各層の前記金属パターンに形成される前記除去部は、夫々が同一の大きさで、且つ、積層方向において同一となる位置に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１５】
前記積層体の積層中心を境とし、積層上部及び積層下部に前記金属パターンの重なる領域が夫々形成される場合、前記積層上部及び前記積層下部の夫々において、前記除去部は、前記積層体形成時に各層の前記金属パターンに形成された前記除去部の少なくとも一部が積層方向において重なるように、所定位置に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１６】
前記樹脂フィルムに積層方向に貫通するビアホールを形成し、当該ビアホール内に層間接続材料を充填する工程をさらに備え、前記金属パターンの重なる領域間が前記層間接続材料により電気的に接続される場合、前記除去部は前記ビアホールの周囲に形成されることを特徴とする請求項１２〜１５いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１７】
前記除去部は、同一層内の前記金属パターンにおいて、所定ピッチで複数形成されることを特徴とする請求項１０〜１６いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１８】
前記積層工程において、前記積層体表層の前記ランドに対し、積層方向において前記金属パターンが重なるように配置される場合、当該重なる領域を避けて前記除去部が形成されることを特徴とする請求項１２〜１７いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
【請求項１９】
前記多層基板表面に電子部品を位置決めし、前記ランドと前記電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する実装工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０〜１８いずれか１項に記載の多層基板の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部としての配線部と、前記配線部に電気的に接続される接続端子としてのランドと、前記配線部及び前記ランドと電気的に絶縁状態にある金属パターンとにより構成される導体パターンを、熱可塑性樹脂中に多層に積層配置してなる多層基板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂中に複数の導体パターンを多層に積層配置してなる多層基板として、本出願人は、例えば特許文献１を開示している。
【０００３】
この多層基板は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面に導体パターンを有する片面導体パターンフィルムを複数枚積層し、この積層体を上下から熱プレス板により加熱・加圧することで、樹脂フィルム同士が溶着されて形成される。
【特許文献１】特開２００３−６０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、多層基板を構成する樹脂フィルムは、所定温度以上の熱を受けるとその一部が熱分解され、気体（例えばＣＯ2）及び水を生じる。また、酸化した導体パターンが熱により還元反応を起こして生じる酸素と、熱可塑性樹脂中の炭素とが酸化反応し、ＣＯ2を生じる。さらに、積層体の構成要素（例えば樹脂フィルム）が、その製造過程において、吸湿することも考えられる。このような気体及び水を積層体（或いは多層基板）中に残したまま、積層体（多層基板）を加熱すると、ガス（気体及び蒸気）が膨張し、層間剥離が発生する。従って、通常は、多層基板形成時に、減圧下において加熱・加圧を実施し、所定の予熱時間を設けることで加熱・加圧中にガスを積層体外へ排出する。
【０００５】
しかしながら、積層体が、導体パターンとしてＧＮＤ等の基板平面方向に面積の大きな金属パターン（所謂ベタパターン）を有していると、ガスが当該金属パターンを透過して移動することができない。従って、ガスの生じた場所によっては、積層体（多層基板）外へのガスの排出経路が、金属パターンを有さない場合よりも長くなるので、基板内にガスが残留する恐れがある。そして、多層基板形成時や電子部品実装時の加熱により残留ガスが膨張し、層間剥離が生じる恐れがある。すなわち、層間接続信頼性が低下する。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、層間接続信頼性を向上した多層基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の多層基板は、回路部としての配線部と、配線部に電気的に接続される接続端子としてのランドと、配線部及びランドと電気的に絶縁状態にある金属パターンとにより構成される導体パターンを、熱可塑性樹脂中に多層に積層配置してなるものである。そして、金属パターンが、積層方向に貫通するガス抜き穴としての微小な除去部を有することを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明の多層基板によると、金属パターンがガス抜き穴としての微小な除去部を有しており、加熱時に基板内に生じるガスが、除去部を介して金属パターンを通過することができる。従って、減圧下に配置した際に、金属パターンの除去部を通じてガスを基板外に排出させることができるので、ガスの発生場所によっては、ガスの排出経路が短縮される。すなわち、基板内における残留ガスが低減し、多層基板の層間接続信頼性が向上させることができるので、ガスの発生場所によっては、ガスの排出経路が短縮される。
【０００９】
請求項２に記載のように、金属パターンは、少なくとも一部が積層方向において重なるように複数層に配置され、各層の金属パターンの重なる領域内に、除去部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
多層基板が、複数層に金属パターンを有し、複数層に設けられた金属パターンの少なくとも一部が積層方向において重なる領域を有する構成の場合、重なる領域間に生じたガスは、積層方向が上下ともに金属パターンにより遮られているため、特に基板内に残留しやすい。しかしながら、本発明のように、各層の金属パターンの重なる領域に除去部を有していれば、除去部を通じて重なる領域間に生じたガスを基板外に排出させることができる。
【００１１】
ここで、請求項２に記載の各層の金属パターンに設けられている除去部は、請求項３に記載のように、積層方向において除去部の少なくとも一部が重なるように設けられていることが好ましく、さらには請求項４に記載のように、同一の大きさを有し、且つ、積層方向における同一位置に設けられていることがより好ましい。
【００１２】
この場合、積層方向へのガスの排出経路をより短くすることができる。
【００１３】
また、発生したガスを基板外へ効率良く排出させることができるので、金属パターンに対する除去部の形成領域を最小とすることができる。
【００１４】
尚、各層の金属パターンに設けられた除去部の全てが、積層方向において少なくとも一部が重なるように設けられていても良いが、請求項５に記載のように、金属パターンの重なる領域が、基板の積層中心を境とし、積層上部及び積層下部に夫々設けられている場合は、積層上部及び積層下部の各々において、除去部は少なくとも一部が積層方向において重なるように設けられていることが好ましい。
【００１５】
この場合、積層中心を境として、基板の積層上部及び積層下部とで、全く重ならない位置に夫々除去部が形成されていても、積層上部においては基板上面側へ、積層方向では基板下面側へガスを効率良く排出することができる。
【００１６】
また、金属パターンの重なる領域間が、熱可塑性樹脂中に設けられた層間接続材料により電気的に接続されている場合には、請求項６に記載のように、層間接続材料の周囲に除去部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
層間接続材料の周囲部は、積層方向が金属パターンにより妨げられ、平面方向の一部が層間接続材料により妨げられている。また、層間接続材料が熱を受けた際にガス化する成分（例えば導電性ペーストの溶剤やメッキ液等）を有している場合、ビアホール周囲の熱可塑性樹脂だけでなく層間接続材料からもガスが生じる。従って、層間接続材料の周囲にガスが残留しやすいので、層間接続材料の周囲に除去部を有することが好ましい。
【００１８】
請求項７に記載のように、除去部は、同一層の金属パターンにおいて、所定ピッチで複数設けられていることが好ましい。
【００１９】
このように、熱可塑性樹脂に接する金属パターンに所定ピッチの除去部が複数形成されていれば、複数の除去部を通じて例えば熱可塑性樹脂から生じるガスを効率良く基板外へ排出させることができる。
【００２０】
請求項８に記載のように、表層に設けられたランドに対し、接合材料を介して電子部品が電気的に接続されている多層基板に対しても本発明を適用することができる。
【００２１】
本発明の構成によれば、例えば接合材料としてはんだを用い、はんだ接合により電子部品を多層基板表層のランドに電気的に接続する場合であっても、はんだ接合時の熱により生じるガスを、除去部を通じて基板外へ排出することが可能である。
【００２２】
尚、金属パターンが、積層方向において多層基板表層のランドと重なる領域に除去部を有していると、当該除去部を通過したガスが表層に設けられたランド下に残留する恐れがある。表層に設けられたランドには、請求項８に記載のように電子部品が実装されるため、ランド下にガスが残留していると、実装時の熱でガスが膨張し、電子部品の接続信頼性が低下する。従って、請求項９に記載のように、表層に設けられたランドに対し、積層方向において金属パターンが重なる領域を有する場合、当該領域を避けて除去部が設けられていると良い。
【００２３】
次に、多層基板の製造方法としては、請求項１０に記載のように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの少なくとも片面上に、導体パターンとして、回路部である配線部と、配線部に電気的に接続され、接続端子であるランドと、配線部及びランドと電気的に絶縁状態にある金属パターンとの少なくとも１つを形成する導体パターン形成工程と、導体パターンが形成された樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層し、積層体を形成する積層工程と、減圧下において、積層体を熱プレス板によって加熱しつつ加圧することにより、樹脂フィルムを相互に接着して多層基板を形成する加熱・加圧工程とを備える。そして、導体パターン形成工程において、金属パターンとともに、当該金属パターンを積層方向に貫通するガス抜き穴としての微小な除去部を形成することを特徴とする。
【００２４】
このように、本発明の多層基板の製造方法によると、導体パターン形成工程において、金属パターン形成とともに、当該金属パターンにガス抜き穴としての除去部を形成する。従って、減圧下に配置された状態で、積層体が加熱・加圧されると、積層体内のガスは、基板内部において膨れが生じる前に、金属パターンの除去部及び熱可塑性樹脂を通じて効率良く基板外に排出される。すなわち、ガスの発生場所によってはガスの排出経路が短縮され、基板内における残留ガスが低減するので、多層基板の層間接続信頼性が向上される。
【００２５】
また、加熱・加圧工程においてガスを排出することができるので、従来の多層基板の製造工程においてガスを排出することができる。
【００２６】
除去部の形成方法としては、例えば請求項１１に記載のように、樹脂フィルム表面に貼着された導体箔をエッチングすることにより形成する方法を適用することができる。この場合、導体パターンとともに形成することができるので、製造工程を簡素化することができる。
【００２７】
請求項１２に記載のように、積層工程において、複数の金属パターンの少なくとも一部が積層方向において重なるように、導体パターン形成工程において、金属パターンは複数の樹脂フィルムに形成され、除去部は各金属パターンの重なる領域内に形成されることが好ましい。
【００２８】
本発明の作用効果は、請求項２に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００２９】
ここで、請求項１２に記載の除去部は、請求項１３に記載のように、積層体形成時に、各層の金属パターンに形成される除去部の少なくとも一部が積層方向において重なるように、所定位置に形成されることが好ましく、さらには請求項１４に記載のように、各層の金属パターンに形成される除去部が同一の大きさで、且つ、積層方向において同一となる位置に形成されることがより好ましい。
【００３０】
本発明の作用効果は、請求項３及び請求項４に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００３１】
請求項１５に記載のように、積層体の積層中心を境とし、積層上部及び積層下部に金属パターンの重なる領域が夫々形成される場合、積層上部及び積層下部の夫々において、除去部は、積層体形成時に各層の金属パターンに形成された除去部の少なくとも一部が積層方向において重なるように、所定位置に形成されることが好ましい。
【００３２】
本発明の作用効果は、請求項５に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００３３】
請求項１６に記載のように、樹脂フィルムに、積層方向に貫通するビアホールを形成し、当該ビアホール内に層間接続材料を充填する工程をさらに備え、金属パターンの重なる領域間が層間接続材料により電気的に接続される場合、除去部はビアホールの周囲に形成されることが好ましい。
【００３４】
本発明の作用効果は、請求項６に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００３５】
請求項１７に記載のように、除去部は、同一層内の金属パターンにおいて、所定ピッチで複数形成されることが好ましい。
【００３６】
本発明の作用効果は、請求項７に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００３７】
請求項１８に記載のように、積層工程において、積層体表層のランドに対し、積層方向において金属パターンが重なるように配置される場合、当該重なる領域を避けて除去部が形成されると良い。
【００３８】
本発明の作用効果は、請求項９に記載の発明の作用効果と同一であるので、その記載を省略する。
【００３９】
請求項１９に記載のように、多層基板表面に電子部品を位置決めし、多層基板表面のランドと電子部品とを接合材料を介して電気的に接続する実装工程をさらに備える場合であっても、本発明を適用することができる。
【００４０】
多層基板を形成する加熱・加圧工程において、ガスは基板外部へ排出される。従って、電子部品実装時には多層基板内部に殆どガスが残留しておらず、実装時の加熱により生じる層間剥離を低減することができる。また、実装時の加熱によりガスが新たに生じても、金属パターンの除去部を通じて基板外へガスを排出することが可能であるので、実装時の加熱により生じる層間剥離を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における多層基板の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）における金属パターンの部分平面図である。尚、図１（ａ）において、便宜上、ガス抜き穴（除去部）を点線で示している。
【００４２】
図１（ａ）に示すように、本実施形態における多層基板１００は、熱可塑性樹脂１０と、当該熱可塑性樹脂１０に多層に積層配置された導体パターン２０とにより構成される。
【００４３】
熱可塑性樹脂１０の構成材料は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではない。本実施形態における熱可塑性樹脂１０は、厚さ５０μｍの液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる樹脂フィルムを複数枚積層し、互いに接着して形成されている。
【００４４】
導体パターン２０は、回路部としての配線部（図示せず）と、当該配線部に電気的に接続される接続端子としてのランド３０と、配線部及びランド３０と電気的に絶縁状態にある金属パターン４０とにより構成される。
【００４５】
接続端子としてのランド３０は、ランド３０単体若しくは配線部の端部に一体に設けられており、各層のランド３０間は、ビアホール３１内に充填された層間接続材料３２により電気的に接続されている。尚、本実施形態における多層基板１００は、その両表面にディスクリート部品やＩＣ等の電子部品を実装するための表層のランド３０を有しており、基板表面に設けられた両ランド３０間が電気的に接続された構造を有している。
【００４６】
金属パターン４０は、ＧＮＤ層、電磁シールド層、コンデンサ等の多層基板１００の平面方向に大きな面積を有するパターン（所謂ベタパターン）である。本実施形態における多層基板１００は、その内層に金属パターン４０として３層のＧＮＤ層を有している。そして、３層に渡って設けられた金属パターン４０としてのＧＮＤ層間が、ビアホール４１内に充填された層間接続材料４２により電気的に接続されている。尚、金属パターン４０の層数及び形成範囲は本実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
そして、金属パターン４０は、当該金属パターン４０の一部が積層方向に貫通除去されてなる微小のガス抜き穴４３を有している。尚、金属パターン４０以外の導体パターン２０である配線部及びランド３０は、金属パターン４０に比べると平面方向の面積が狭いので、ガスが配線部及びランド２０下に残留しにくく、また品質上ガス抜き穴４３を設けることが好ましくない。従って、金属パターン４０のみにガス抜き穴４３が設けられている。
【００４８】
ここで、ガス抜き穴４３の形成位置は特に限定されるものではない。しかしながら、図１（ａ）に示すように、金属パターン４０が複数層に設けられ、積層方向において互いに重なる領域を有している場合、金属パターン４０間に生じるガスは、積層方向である上下両方向に移動することができず、移動方向が多層基板１００の平面方向に制限されてしまう。従って、ガスの排出経路を短縮させるために、金属パターン４０の重なる領域にガス抜き穴４３が形成されることが好ましい。
【００４９】
また、複数層の金属パターン４０に設けられたガス抜き穴４３が、積層方向において少なくとも一部が重なるように設けられていると、ガスが積層方向に排出されやすく、さらに各層の金属パターン４０に設けられたガス抜き穴４３が同一の大きさをもって積層方向の同一位置に形成されていると、よりガスが排出されやすい。
【００５０】
また、金属パターン４０が、積層方向において多層基板１００表層のランド３０と重なる領域にガス抜き穴４３を有していると、一般的に表層のランド３０は内層のランド３０よりも平面方向の面積が大きいため、ガス抜き穴４３を通過したガスがランド３０下に残留する恐れがある。すなわち、ランド３０に実装される電子部品の接続信頼性が低下する恐れがある。従って、表層のランド３０に対し、積層方向において金属パターン４０が重なる領域を有する場合、当該領域を避けてガス抜き穴４３が設けられていると良い。
【００５１】
ガス抜き穴４３の形状、大きさ（多層基板１００の平面方向の面積）、及び形成ピッチは、金属パターン４０に要求される特性を損なわない範囲で、熱可塑性樹脂１０の有する透過係数や厚さ、圧力条件（多層基板１００内外の）、減圧時の加熱温度時間、ビアホール４１有無等に基づき、適宜設定されれば良い。例えばＬＣＰを熱可塑性樹脂１０として構成される多層基板１００において、ガス抜き穴４３は、穴径φ０．０１〜０．４ｍｍ、穴ピッチ（穴中心間距離）０．０２５〜３ｍｍの範囲内で、要求仕様に応じて設定される。
【００５２】
本実施形態において、全てのガス抜き穴４３は、同一の大きさ及び所定ピッチをもって円筒状に形成されている。また、各層のガス抜き穴４３は、各層の金属パターン４０同士が重なる領域（積層方向において表層のランド３０と重なる領域を除く）内で、且つ、積層方向において同一となる位置に形成されている。従って、ガスを短い排出経路で効率良く排出することができる。
【００５３】
具体的には、図１（ｂ）に示すように、複数のガス抜き穴４３が、各層の金属パターン４０の積層方向における同一位置に、穴径φ０．１ｍｍ、穴ピッチ０．４ｍｍで形成されている。このとき、ガス抜き穴４３は、ビアホール４１の周囲を囲むように形成されている。ビアホール４１が形成されている領域の周囲部は、積層方向の上下が金属パターン４０により妨げられ、平面方向の一部がビアホール４１内に充填された層間接続材料４２により妨げられている。また、層間接続材料４２が熱を受けた際にガス化する成分（例えば導電性ペーストの溶剤等）を有している場合、ビアホール４１周囲の熱可塑性樹脂１０だけでなく層間接続材料４２からもガスが生じる。従って、ビアホール４１周囲にガスが残留しやすいので、図１（ｂ）に示すように、穴ピッチを小さくして、ビアホール４１の周囲にガス抜き穴４３が設けられると良い。この場合、全体を同一ピッチとせず、ビアホール４１の周囲部のガス抜き穴４３のみを狭ピッチとしても良い。
【００５４】
尚、金属パターン４０が層間接続材料４２により電気的に接続されていない場合には、層間接続材料４２を有する場合よりもガスの発生が少ないので、金属パターン４０に層間接続材料４２を有する場合よりも穴ピッチの大きい（例えば金属パターン４０全面に、穴径φ０．１ｍｍ、穴ピッチ１ｍｍ）ガス抜き穴４３が設けられても良い。
【００５５】
上述したような熱可塑性樹脂１０からなる多層基板１００においては、所定温度以上の熱が加わると、熱可塑性樹脂１０の一部が熱分解され、ガスの成分となる気体（ＬＣＰの場合はＣＯ2）及び水が発生する。また、酸化した導体パターン２０が熱により還元反応を起こして生じる酸素と、熱可塑性樹脂１０中の炭素とが酸化反応し、ＣＯ2を生じる。また、多層基板１００の製造過程において、多層基板１００が吸湿する恐れもある。この気体及び水が多層基板１００の内部に残留していると、部品実装時等の熱によりガス（気体及び蒸気）が膨張し、多層基板１００に層間剥離が発生する。
【００５６】
特に本実施形態に示す多層基板１００のように、導体パターン２０として金属パターン４０を有していると、多層基板１００を減圧下に配置しても、ガスが当該金属パターン４０を透過して移動することができない。従って、ガスの生じた場所によっては、排出経路が多層基板１００の平面方向に制限されるため、金属パターン４０を有さない場合よりも、多層基板１００外へのガスの排出経路が長くなり、ガスが多層基板１００外へ排出されにくくなる。すなわち、多層基板１００内にガスが残留しやすくなるため、残留したガスにより多層基板１００の層間接続信頼性が低下する恐れがある。
【００５７】
しかしながら、本実施形態における多層基板１００は、上述したように、金属パターン４０にガス抜き穴４３を有しており、当該ガス抜き穴４３内には熱可塑性樹脂１０が配置されている。このようにガスの排出経路が熱可塑性樹脂１０からなると、ガスが多層基板１００外へ排出されやすくなる。尚、熱可塑性樹脂１０によるガスの透過しやすさについては、本発明者は熱可塑性樹脂１０としてＬＣＰを用い、気体透過度試験（ＪＩＳ Ｋ７１２６）を実施して確認している。その結果は省略するが、そのデータはアレニウスプロットにのり、熱可塑性樹脂１０の透過係数は温度上昇に比例して大きくなる。
【００５８】
従って、ガス（の成分）が予め多層基板１００内に存在しているか、若しくは、加熱中（例えば後述する加熱・加圧工程の予熱時）に多層基板１００の内部にガスが生じても、減圧下に配置した状態で多層基板１００を加熱することで、図２に示すように、ガス５０をガス抜き穴４３を介して積層方向に排出することができる。すなわち、ガス５０の排出経路の自由度が増すので、ガスの発生する場所によっては排出経路が大幅に短縮されることとなり、多層基板１００内に残留するガス５０が低減し、多層基板１００の層間接続信頼性が向上される。尚、図２は、ガス抜き穴４３の効果を説明するための図であり、便宜上、ガス抜き穴４３を点線で示している。
【００５９】
図２において、排出方向が上下方向に異なるガス５０を含む例を示しているが、これは、多層基板１００内に生じたガス５０が、ガス抜き穴４３を介して必ずしも一定方向に排出されるのではなく、排出経路が短い（多層基板１００外の圧力の影響をもっとも強く受ける）方向に排出されることを示している。すなわち、ガス抜き穴４３が近くにあったとしても、多層基板１００の側面の方が近い場合には、ガス５０が側面方向に排出されることもありえる。尚、図１（ａ）に示す多層基板１００においては、積層中心よりも積層上部側に金属パターン４０同士の重なる領域が設けられているので、金属パターン４０間に生じたガス５０は、多層基板１００中に特に遮るもののない限り、多層基板１００の上方へ排出される。
【００６０】
次に、上述した多層基板１００の製造方法の概略について、図３の工程別断面図を用いて説明する。尚、図３（ａ）は、導体パターン２０の形成工程を示す図、（ｂ）は積層工程を示す図、（ｃ）は加熱・加圧工程後を示す図である。尚、図３においても、便宜上、ガス抜き穴４３を点線で示している。
【００６１】
図３（ａ）に示すように、先ず導体パターン２０を形成する工程が実施される。具体的には、熱可塑性樹脂からなり、片面に導体箔を備える樹脂フィルム１１を所定枚数準備する。そして、導体箔を所望のパターンにエッチングすることにより、導体パターン２０である配線部（図示せず）、ランド３０、及び金属パターン４０を形成する。このとき、金属パターン４０は配線部及びランド３０に対して電気的な絶縁状態が確保できるように形成される。尚、本実施形態においては、樹脂フィルム１１の構成材料としてＬＣＰを用い、導体箔としてＣｕ箔を用いるものとする。また、導体パターン２０は、導体箔のエッチング以外にも、印刷法やメッキ法を用いて形成しても良い。
【００６２】
また、導体パターン２０の形成とともに、金属パターン４０に、当該金属パターン４０を積層方向に貫通するガス抜き穴４３を形成する。本実施形態においては、後述する積層工程において、複数層の金属パターン４０に形成されたガス抜き穴４３が、同一の大きさをもって積層方向の同一位置に配置されるように、金属パターン４０の所定の位置に形成される。尚、ガス抜き穴４３を、導体パターン２０の形成と異なるタイミングで形成することもできるが、製造工程の簡素化のためには、両者を同時に形成することが好ましい。
【００６３】
尚、ランド３０の内、積層工程において、積層体の表面に配置されるランド３０をランド３０ａ、内層に配置されるランド３０をランド３０ｂと示し、ランド３０ａを有する樹脂フィルム１１を第１の樹脂フィルム１２、金属パターン４０を有さずランド３０ｂを有する樹脂フィルム１１を第２の樹脂フィルム１３、ランド３０ｂ及び金属パターン４０を有する樹脂フィルム１１を第３の樹脂フィルム１４とする。
【００６４】
次に、図３（ａ）に示すように、各樹脂フィルム１２，１３，１４に対し、ランド３０（３０ａ及び３０ｂ）形成面の裏面側から例えばレーザ光を照射し、各樹脂フィルム１２，１３，１４を貫通しつつランド３０を底面とするビアホール３１を形成する。ビアホール３１の形成には、例えば、炭酸ガスレーザ、ＵＶ−ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。その他にもドリル加工等により機械的にビアホール３１を形成することも可能であるが、小径でかつ導体パターンとしてのランド３０を傷つけないように加工することが必要とされるため、レーザによる加工法を選択することが好ましい。
【００６５】
そして、ビアホール３１の形成後、ビアホール３１内に層間接続材料３２を充填する。本実施形態においては、層間接続材料３２として、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属粒子に有機溶剤を加え、これを混練しペースト化した導電性ペーストを用いるものとする。尚、導電性ペーストには、その他にも低融点ガラスフリットや有機樹脂、或いは無機フィラーを適宜添加・混合しても良い。この導電性ペーストは、図示されないスクリーン印刷機やディスペンサ等を用いてビアホール３１内に充填される。
【００６６】
尚、本実施形態においては、ビアホール３１の形成及び層間接続材料３２の充填と並行して、ビアホール３１の形成と同一方法により金属パターン４０間を電気的に接続するためのビアホール４１を第３の樹脂フィルム１４に形成し、ビアホール４１内に層間接続材料３２と同一材料からなる層間接続材料４２を充填する。これにより、多層基板１００形成時に、複数層の金属パターン４０間が電気的に接続されることとなる。
【００６７】
次に、図３（ｂ）に示すように、加工された各樹脂フィルムを複数枚（本実施形態では第１の樹脂フィルム１２を２枚、第２の樹脂フィルム１３を１枚、第３の樹脂フィルム１４を２枚、及び第３の樹脂フィルム１４と同一構成でビアホール４１を形成しないもの（図３（ｂ）における符号１４ａ）を１枚の計６枚）位置決めして積層し、積層体６０を形成する。尚、図３（ｂ）においては、便宜上、各樹脂フィルム１２，１３，１４，１４ａを離間して図示している。
【００６８】
積層工程がなされた後、減圧下において積層体６０を所定時間予熱し、予熱後に積層体６０の上下両面から熱プレス機（図示せず）により加熱しつつ加圧する加熱・加圧工程が実施される。これにより、熱可塑性樹脂からなる各樹脂フィルム１２，１３，１４，１４ａが軟化して相互に接着され、ランド３０と層間接続材料３１及び金属パターン４０と層間接続材料４２が接合される。そして、加熱・加圧後の冷却工程を経て、図３（ｃ）に示される多層基板１００が形成される。尚、多層基板１００は、熱プレス機により所定の温度勾配をもって冷却されるように管理される。
【００６９】
このように、本実施形態における多層基板１００の製造方法によると、予め導体パターン２０形成工程において、金属パターン４０にガス抜き穴４３を形成するので、加熱・加圧工程において、積層体６０を減圧下で予熱する際に、積層体６０内に発生したガス５０が、ガス抜き穴４３を介して金属パターン４０を透過することができる。従って、積層体６０内のガス５０は、排出経路が短い（積層体６０外の圧力の影響をもっとも強く受ける）方向に排出されることとなるので、金属パターン４０にガス抜き穴４３を有さない場合よりも、ガス５０が積層体６０外へ効率良く排出される。すなわち、積層体６０内に残留するガス量が低減し、熱プレス板による加熱・加圧時に生じる層間剥離が低減するので、多層基板１００の層間接続信頼性を向上できる。
【００７０】
また、加熱・加圧工程における予熱時間を、ガス５０を排出させるために必要以上に長くとらなくて良いので、製造コストを低減でき、多層基板１００の品質を安定させることができる。
【００７１】
また、多層基板１００を形成する加熱・加圧工程においてガス５０を排出することができるので、従来の多層基板の製造工程においてガス５０を排出することができる。また、形成された多層基板１００内に残留するガス５０量が低減されるので、多層基板１００を加熱（例えば電子部品をはんだ接合により実装する場合）する際に、多層基板１００内に残留するガス５０に基づいて生じる層間剥離が低減する。
【００７２】
また、実装時等の加熱により、新たに熱可塑性樹脂１０の熱分解等により多層基板１００内にガス５０が生じる場合であっても、金属パターン４０にガス抜き穴４３を有しているので、実装時に減圧下で予熱を行うことにより、ガス５０を多層基板１００外に排出させることができる。
【００７３】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００７４】
本実施形態において、多層基板１００が、樹脂フィルム１１の片面に導体パターン２０を有する各樹脂フィルム１２，１３，１４，１４ａを積層して形成される例を示した。しかしながら、多層基板１００は本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、樹脂フィルム１１の両面に導体パターン２０の形成された樹脂フィルムを含むものであっても良いし、導体パターン２０を有さない樹脂フィルムを含むものであっても良い。さらには、ビアホール３１，４１を有さない樹脂フィルムを含むものであっても良い。
【００７５】
また、本実施形態において、多層基板１００が、積層中心から積層上部のみに金属パターン４０同士の重なる領域を備える例を示した。しかしながら、積層中心に対して、積層上部及び積層下部に金属パターン４０同士の重なる領域が形成されても良い。例えば、図４に示すように、積層中心を挟んで、積層上部に３層の金属パターン４０を有し、積層下部に２層の金属パターン４０を備える構成であっても良い。この場合、積層上部及び積層下部の夫々において、少なくとも一部が重なるように各層の金属パターン４０にガス抜き穴４３が形成されれば、積層方向におけるガス５０の排出経路を積層上部と積層下部とで均等に振り分けることができるので、効率良くガス５０を排出することができる。尚、図４において、積層上部及び積層下部の金属パターン４０に設けられたガス抜き穴４３が、積層方向の同一位置に設けられても効果は同様である。
【００７６】
また、本実施形態において、多層基板１００が３層の金属パターン４０を内層に備える例を示した。しかしながら、金属パターン４０の層数は限定されるものではない。例えば、図５に示すように、多層基板１００がその内層に１層の金属パターン４０のみ有する場合であっても、ガス抜き穴４３を形成することで、ガス５０の排出経路を短縮できることができる。また、金属パターン４０は、多層基板１００の表層に形成されていても良い。
【００７７】
また、本実施形態において、図３に示すように、同一の金属パターン４０を有する第３の樹脂フィルム１４（１４ａ）を積層して多層基板１００を形成する例を示した。しかしながら、図６に示すように、複数層（図６では２層）の金属パターン４０が、積層方向において互いに一部のみ重なるように配置される多層基板１００であっても、各層の金属パターン４０の重なる領域にガス抜き穴４３を形成することができる。
【００７８】
また、本実施形態において、ガス抜き穴４３は、積層方向において金属パターン４０の重なる領域（表層のランド３０（３０ａ）と重なる領域を除く）に形成される例を示した。しかしながら、積層方向において金属パターン４０が重ならない領域にガス抜き穴４３を形成しても良い。金属パターン４０が重なる領域は特にガス５０が残留しやすいが、それ以外の部位（例えば熱可塑性樹脂１０）からもガス５０が生じるので、金属パターン４０の全面にガス抜き穴４３を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施形態における多層基板の概略構成を示す図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は金属パターンの部分平面図である。
【図２】ガス抜き穴の効果を説明するための図である。
【図３】多層基板の製造方法の概略を示す図であり、（ａ）は導体パターン形成工程、（ｂ）は積層工程、（ｃ）は加熱・加圧工程後を示す図である。
【図４】変形例を示す概略断面図である。
【図５】変形例を示す概略断面図である。
【図６】変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０・・・熱可塑性樹脂
２０・・・導体パターン
３０，３０ａ，３０ｂ・・・ランド
４０・・・金属パターン
４３・・・ガス抜き穴（除去部）
５０・・・ガス
６０・・・積層体
１００・・・多層基板
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【住所又は居所】愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地
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| 【出願日】 |
平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０６１４９
【弁理士】
【氏名又は名称】矢作 和行
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１３６３４７（Ｐ２００５−１３６３４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年５月２６日（２００５．５．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−３７３１４３（Ｐ２００３−３７３１４３） |
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