| 【発明の名称】 |
配線基板の導体パターン形成方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】和井 伸一
【住所又は居所】埼玉県熊谷市三ヶ尻６０１０番地 日立金属株式会社生産システム研究所内
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、導体パターンの設計変更や、段取り換えにも能率的に対処することができ、さらに、積層配線基板においては、積層された絶縁シート内の応力分布に差が生じないような導体パターン形成方法を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明は、絶縁シート一面に被膜された導体膜に対し、溝状に導体膜を除去し、電気的に異種の導体部に分離することを特徴としている。電気的に異種の導体部とは、例えば電源用と接地用、信号用と接地用、一の信号回路用と他の信号回路用のように、異なる性質の電気を流すための導体部のことである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁シート一面に被膜された導体膜に対し、溝状に導体膜を除去し、電気的に異種の導体部に分離することを特徴とした配線基板の導体パターン形成方法。
【請求項２】
絶縁シートの一面全面に被膜された導体膜に、形成されるべき信号導体の輪郭に沿ってレーザ光を照射して溝状に導体膜を除去し、溝で囲まれた導体膜を信号導体とし周囲の導体膜を接地導体とした導体パターンを形成することを特徴とした配線基板の導体パターン形成方法。
【請求項３】
前記絶縁シートは、多層配線基板の配線層をなす積層シートとして用いられる請求項１又は２記載の配線基板の導体パターン形成方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は配線基板の導体パターン形成方法に係り、特に多層配線基板の配線層における導体パターン形成に好適な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで言う配線基板は、絶縁体に所定の導体パターンが形成された配線層を有するような信号伝達部品の総称であり、一般に、絶縁体が樹脂のものはプリント配線基板、セラミックのものはセラミック配線基板と呼ばれている。その構造は、絶縁板１枚だけからなるものや、絶縁シートを複数積層してなるものまで多様であるが、最近では、電子・情報機器の小型化、高機能化に伴い、薄くて高密度実装が可能な配線基板が求められ、絶縁シートの薄型化、多層化が図られている。また、機能面でも、単にＬＳＩやコンデンサ、インダクタ、フィルタなどの受動部品を実装するためのものから、上記受動部品などを内蔵したものへと高機能化が図られている。なお、積層コンデンサ、積層インダクタなどの積層構造の電子部品は、所定の導体パターンが形成された絶縁シートが積層されており、本発明で言う配線基板に含まれる。
【０００３】
配線基板の薄型化、高密度化、高機能化に伴い、例えば多層セラミック基板或いは多層セラミック電子部品におけるセラミックグリーンシート（グリーンシートと略す）は、その厚さが十数μｍ程度の薄さのものが現われている。しかし、グリーンシート上に形成される導体パターンは、通常スクリーン印刷やエッチングで形成された信号用であり、信号導体は電気的特性面から薄くすることに限界があり、１０μｍ程度は必要とされている。このため、グリーンシートの厚さに対しそのグリーンシート上に形成される信号導体の厚さの比率が大きくなると、これらのグリーンシートを重ね合わせた時、隣接するグリーンシート同士は、信号導体部のみで接触し信号導体が形成されていない部分は接触しないという状態になる。このような状態で上下から加圧すると、その加圧力は信号導体部に集中するため、局部的にグリーンシートが変形し、積層ズレを起こしてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するための技術として、例えば特許文献１（特開平６−２５１９７１号公報）に開示されているものがある。これは、内部導体パターン（上述した信号導体のことであると推察される）を形成したグリーンシートを、積層・圧着焼成することによって積層体を構成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、内部導体パターンを形成したすべてのグリーンシートにおける内部導体パターン未形成部分に、内部導体パターンと同等の厚さで内部導体パターン部が打ち抜かれたグリーンシートを重ねるものである。これにより、内部導体パターン形成部と内部導体パターン未形成部との高さが同等になるため、圧着時に積層方向に付加される圧力が分散され、内部歪みや積層ズレの発生が防止される、と説明されている。
【特許文献１】特開平６−２５１９７１号公報（段落番号０００９〜００１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術は、内部導体パターン未形成部に内部導体パターンと同じ高さのグリーンシートを敷き詰めるものであり、内部導体パターン部への応力集中は緩和されても、内部導体パターンを形成する金属膜と敷き詰められたグリーンシートとは圧縮弾性係数が異なるため、依然として内部導体パターン部と内部導体パターン未形成部との圧縮応力には差が生じ、これが圧着焼結後の積層シートの接合力の差となる。即ち、積層シートの接合の信頼性という課題に対しては十分な解決策とは言えない。
【０００６】
また、近年では通信・情報機器などはモデルチェンジが激しく、それに対応した配線基板を、短時間でかつ適切な価格で提供しなければならない。この点で、特許文献１に記載された内部導体パターンはスクリーン印刷で形成されており、内部導体パターン毎に固有の印刷用スクリーンを用意しなければならないだけでなく、新たな内部導体パターンを印刷する度に、対応するスクリーンへの交換と調整が必要である。さらに、内部導体パターン毎に、そのパターンと同等の厚さで、かつ内部導体パターンと同一形状が打ち抜かれたグリーンシートを用意した上、所定の積層順番に合わせて供給、位置決めしなければならず、効率的な生産方法とは言い難い。
【０００７】
従って、本発明は、導体パターンの設計変更や、段取り換えにも能率的に対処することができ、さらに、積層配線基板においては、積層された絶縁シート内の応力分布に差が生じないような導体パターン形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、絶縁シート一面に被膜された導体膜に対し、溝状に導体膜を除去し、電気的に異種の導体部に分離することを特徴としている。電気的に異種の導体部とは、例えば電源用と接地用、信号用と接地用、一の信号回路用と他の信号回路用のように、異なる性質の電気を流すための導体部のことである。
また、本発明は、絶縁シートの一面全面に被膜された導体膜に、形成されるべき信号導体の輪郭に沿ってレーザ光を照射して溝状に導体膜を除去し、溝で囲まれた導体膜を信号導体とし周囲の導体膜を接地導体とした導体パターンを形成することを特徴としている。
上記本発明における絶縁シートは、多層配線基板の配線層をなす積層シートとして用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導体パターンの形成は、ＮＣ制御で導体膜を除去する溝を加工するだけでよく、設計変更があってもＮＣプログラムを修正するだけで対処でき、極めて能率的である。また、積層タイプの配線基板においては、圧着時に積層シートに生じる変形量のバラツキはほとんどなく、かつ当接面内の応力はほぼ均一であり、積層ズレや焼結後の積層体からの積層シートの剥離の恐れを低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、多層セラミック配線基板に用いられる積層シートを例に、導体パターンが形成された隣接３層の積層シート部分を抜き出して説明する。図１は、積層された隣接３層の積層シートの縦断面図、図２は各層の積層シートの平面図で、図２（ａ）は上部積層シート１、図２（ｂ）は中間部積層シート２、図２（ｃ）は下部積層シート３である。以下、図３をもとに、上部積層シート１における導体パターンの形成方法について説明する。
【００１１】
図３（ａ）に示す所定サイズのグリーンシート１１の片面全面に、図３（ｂ）に示すように導体膜１２を被膜したものを用意する。導体膜１２としては、銅又は銅合金やアルミニウム合金、ニッケル合金などの金属膜が、無電解メッキ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング法等で数〜数十μｍの厚さに形成されたものが好ましい。この時の導体膜１２は、グリーンシート１１の全面に被膜されればよいので、容易に均一厚さに被膜される。
【００１２】
導体膜１２が被膜されたグリーンシート１１を、ＮＣ制御の２軸或いは３軸以上のテーブル（図示せず）にセットし、図３（ｃ）に示すように、導体膜１２にレーザ照射装置（図示せず）からレーザ光を照射するとともにテーブルをＮＣ制御し、照射部の導体膜を溝状に除去する。この時、テーブルは、形成すべき信号導体１５のパターン輪郭線（点線１４で示す）の外周に沿ってレーザ光が照射されるように予め作成したプログラムにより動作させる。グリーンシート１１全面に対して上記処理を行なったものを積層シート１とし、テーブルから取り外し、その後の積層工程のための装置に収納する。金属膜に照射して除去するためのレーザとしては、短パルス炭酸ガスレーザ、高調波ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどを用いるとよい。このように、導体パターンの形成は、ＮＣ制御でグリーンシートとレーザ光を相対的に移動しながら照射するだけでよく、設計変更があってもＮＣプログラムを修正するだけで対処でき、極めて能率的である。
【００１３】
積層シート上の導体膜は、溝によって電気的に絶縁された複数の部分に分離されているが、図２（ａ）に示す積層シート１においては、レーザ光で形成された溝１３及び辺部１６で囲まれて周囲の導体膜とは絶縁された部分を信号導体１５とし、周囲の導体膜を接地導体１７として使用する。このように、本発明における導体パターンは、信号導体と接地導体と言うように、電気的に異種の導体部を含んだパターンである。溝１３は、信号導体１５が信号線路として用いられるのか或いは電源線路として用いられるのかにより、さらに信号線路であれば信号の周波数などに応じて、所定の絶縁抵抗やクロストーク抑制性能が得られるように形成される。即ち、深さは導体膜１２が分断されるように導体膜１２の厚さに応じて規定されるが、幅は３０μｍ以上とすることが好ましく、用いるレーザ光の種類に応じて、出力、スポット径等を調整し、溝１３底部のグリーンシート１１表面が少し除去される程度に、必要であれば位置をずらして何回か走査するとよい。
【００１４】
中間部積層シート２及び下部積層シート３についても、上述した上部積層シート１の場合と同様にして、グリーンシート片面全面に被膜した導体膜に、各々レーザ光で溝２３及び３３を形成し、所定形状の信号導体２５と接地導体２７、及び信号導体３５と接地導体３７を電気的に絶縁して形成する。なお、上部積層シート１のグリーンシート１１には、上部積層シート１と中間部積層シート２の信号導体１５と２５とを、また接地導体１７と２７とを電気的に導通するビア１８及び１９が形成される。中間部積層シート２にも同様にビア２８及び２９が形成される。
【００１５】
上述した導体パターンが形成された上部積層シート１、中間部積層シート２、下部積層シート３は、多層セラミック配線基板の積層シートの一部として、積層工程において順次積層され組み込まれていく。積層シートは、積層毎或いは積層完了後に加圧されて圧着されるが、グリーンシート上の導体膜は、溝部を除いたほぼ全面に同じ厚さで形成されている。このため、隣接する積層シートは、ほぼ同一面積のグリーンシート面と導体膜面で当接されることになり、加圧時に局部的に変形することはなく、かつ当接面内の応力はほぼ均一となる。これにより、積層シート同士の接合力は基本的には同じになり、積層シートの剥離の恐れは低下する。
【００１６】
以上、本発明を多層セラミック基板を例に模式的に説明したが、単層のセラミック配線基板に対しても適用できることは言うまでもない。また、絶縁シートとして、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳ等の樹脂を用いたプリント配線基板に対しても適用することができる。この場合、レーザ光の波長等を選択して、溝形成時に損傷を受け難くするようにすることが好ましい。また、導体膜が両面に被膜された絶縁シートを用いて、両面に導体パターンを形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係わる配線基板の例としての３層積層シートの縦断面を示す図
【図２】前記３層の積層シートの各層の導体パターンを示す平面図
【図３】前記積層シートの上部積層シートの導体パターン形成を説明するための平面図
【符号の説明】
【００１８】
１…上部積層シート、
１１…グリーンシート、 １２…導体膜、 １３…溝、
１４…信号導体パターン輪郭線、 １５…信号導体、 １６…辺部、 １７…接地導体
１８、１９…ビア、
２…中間部積層シート、
２３…溝、 ２５…信号導体、 ２７…接地導体、 ２８、２９…ビア、
３…下部積層シート、
３３…溝、 ３５…信号導体、 ３７…接地導体、
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０８３
【氏名又は名称】日立金属株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝浦一丁目２番１号
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| 【出願日】 |
平成１６年１月２６日（２００４．１．２６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２１０００７（Ｐ２００５−２１０００７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年８月４日（２００５．８．４） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１７２１３（Ｐ２００４−１７２１３） |
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