(57)【要約】【課題】大規模な設備投資を伴うことなく、ビアホールの底部に気体溜まりができることを抑制することができる配線基板および配線基板の接合体を提供する。【解決手段】配線基板は導電体の充填時に前記ビアホール４内部に残留する気体をビアホール４の外部に誘導するための、ビアホール４と外部とを連通する溝６をランド５の範囲内に備えることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層により互いに電気的に隔離された複数の導電層と、
前記複数の導電層を電気的に接続する導電体を内部に充填するためのビアホールと、
前記導電体の充填時に前記ビアホール内部に残留する気体を該ビアホールの外部に誘導するための、該ビアホールと外部とを連通する溝とを備える配線基板。
【請求項２】
複数の配線基板が各々備える導電層が、互いに電気的に接続される配線基板接合体であって、
前記導電層を互いに電気的に接続するために、内部に導電体を充填するためのビアホールと、
前記導電体の充填時に前記ビアホール内部に残留する気体を該ビアホールの外部に誘導するための、該ビアホールと外部とを連通する溝とを備える配線基板接合体。
【請求項３】
前記ビアホールの周辺部にはランドが更に形成されており、
前記溝は前記ランドの範囲内に備えられている請求項１に記載の配線基板または請求項２に記載の配線基板接合体。
【請求項４】
前記溝は前記ビアホールの外周部から外方に延設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板または配線基板接合体。
【請求項５】
前記溝が複数設けられており、複数の前記溝が互いに前記ビアホールを挟んで、対峙する位置に設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板または配線基板接合体。
【請求項６】
前記溝が４本設けられていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板または配線基板接合体。
【請求項７】
前記溝の幅の最小部分の大きさが、前記ビアホールの最小部分の径の大きさより小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の配線基板または配線基板接合体。
【請求項８】
前記ビアホールおよび前記溝がレーザー光線により作成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配線基板または配線基板接合体の製造方法。
【請求項９】
前記レーザー光線が前記ビアホールおよび前記溝の形状に予め形成されたレーザー光線であることを特徴とする、請求項８に記載の配線基板または配線基板接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板または配線基板接合体に係り、詳しくは形状に特徴を有するビアホールを備える配線基板または板配線基板接合体に関する。また、係る配線基板または配線基板接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層構造の配線基板（以下、単に「多層板」とする）の層間における電気的接続を確保するためには、ビアホールと呼ばれる層間貫通孔を設け、かかる貫通孔に導電体を充填することにより、層間の導通を確保することが一般的に行われている。
【０００３】
このビアホールに導電体を充填する方法としてめっき技術を用いてビアホール内に導電体を充填するめっき法が、従来広く行われている（例えば、特許文献１）。しかし、めっき法によるとスルーホールビア、ブラインドビアのように基板の表面の導電層に開口部を有するビアにめっきを行うと、この導電層の開口部周辺部にもめっきが行われてしまうため、かかる部分の導電層の層厚が大きくなる。層厚が大きくなった部分は通常のエッチングで除去することは困難であるため、ビアホール間やビアホールと他の配線との間のピッチを一定以上小さくすることが困難となる。従って、めっき法により導電体を充填した場合には、一般的に４０〜５０μｍのピッチが限界とされている。しかし、配線基板の集積度が上がるにつれ、更にピッチを小さくすること、即ちファインピッチ化が求められている。
【０００４】
そこで、ファインピッチ化を求められる配線基板においては、印刷技術を用いて、ペースト状の導電体である導電性ペーストをビアホールに充填する印刷法を用いることが考えられている（例えば、特許文献２）。印刷法によれば、めっき法のように層間接続形成過程で銅のめっき層の厚みが増加することが無く、めっき法に比べファインピッチ化に対応することが容易である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０３５４８
【特許文献２】特開２００１−３４５５５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、印刷法は、例えば、図９に示すような樹脂層１０１の両面に導電層１０２および１０３を備えた配線基板において、ビアホール１０４の開口部から導電性ペーストを圧力をかけて押し込むことにより充填する方法であるため、ビアホール１０４の底部に気体が残留しやすいという問題がある。ビアホール内部に気体が残留すると、例えば半田を溶解させるために２６０℃程度の高熱を掛けるリフロー工程において、残留気体が熱膨張し、接続品質を損ねる可能性があった。かかる問題を解消するために、例えば真空雰囲気下で印刷法を行うという方法も考えられるが、かかる処理を行うためには大規模な設備投資が必要であり、イニシャルコストが大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、係る問題点を解決するために成されたものであり、大規模な設備投資を伴うことなく、ビアホールの底部に気体溜まりができることを抑制することができる配線基板および配線基板の接合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る配線基板は、絶縁層により互いに電気的に隔離された複数の導電層と、前記複数の導電層を電気的に接続する導電体を内部に充填するためのビアホールと、前記導電体の充填時に前記ビアホール内部に残留する気体を該ビアホールの外部に誘導するための、該ビアホールと外部とを連通する溝とを備える。
【０００９】
上記構成によると、導電体の充填時にビアホール内部に残留する気体をビアホールの外部に誘導するための、ビアホールと外部とを連通する溝とを備えるため、導電体がビアホール内に押し込まれる際に、この溝を経由して、ビアホール外に気体が容易に押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することを抑制できる配線基板である。
【００１０】
本発明に係る配線基板接合体は、複数の配線基板が各々備える導電層が、互いに電気的に接続される配線基板接合体である。また、前記導電層を互いに電気的に接続するために、内部に導電体を充填するためのビアホールと、前記導電体の充填時に前記ビアホール内部に残留する気体を該ビアホールの外部に誘導するための、該ビアホールと外部とを連通する溝とを備える。
【００１１】
上記構成によると、電体の充填時にビアホール内部に残留する気体をビアホールの外部に誘導するための、ビアホールと外部とを連通する溝とを備えるため、導電体がビアホール内に押し込まれる際に、この溝を経由して、ビアホール外に気体が押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することが抑制できる配線基板接合体である。
【００１２】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記ビアホールの周辺部にはランドが更に形成されており、前記溝は前記ランドの範囲内に備えられていることが好ましい。
上記構成によると、溝はランドの範囲内に備えられているため、導電体が溝を介してランド外部に滲み出し、他の回路と導電することを防止できる。ここで、ランドとは、電気的接続を確実とするためにビアホールの周りに設けられた導通部分を示す概念であり、半田付けのために設けられたものを含む。
【００１３】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記溝は前記ビアホールの外周部から外方に延設されていることが好ましい。
上記構成によると、溝はビアホールの外周部から外方に延設されているため、導電体がビアホール内に押し込まれる際に、この溝を経由して、ビアホールの外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することが抑制される。
【００１４】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記溝が複数設けられており、複数の前記溝が互いに前記ビアホールを挟んで、対峙する位置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記構成によると、複数の溝が互いにビアホールを挟んで、対峙する位置に設けられているため、印刷法により導電体がビアホール内に押し込まれる際に、印刷位置がずれることにより、導電体により１つの溝が埋まった場合であっても、他の溝は導電体によって埋まることがなく、ビアホールと外部とを連通することができる。そのため、対峙する位置にあるいずれかの溝を介して、ビアホールの外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することが抑制される。
【００１６】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記溝が４本設けられていることが好ましい。
上記構成によると、溝が４本設けられているため、印刷法により導電体がビアホール内に押し込まれる際に、印刷位置がずれることにより、導電体により１つの溝が埋まった場合であっても、他の溝は導電体によって埋まる確率が更に低くなる。言い換えれば、印刷のずれの方向がどの方向であっても、埋まらずに残る溝の数が多くなる。従って、残った溝によって、ビアホールと外部とを連通することができる。そのため、対峙する位置にあるいずれかの溝を介して、ビアホールの外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することが抑制される。
【００１７】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記溝の幅の最小部分の大きさが、前記ビアホールの最小部分の径の大きさより小さいことが好ましい。
上記構成によると、溝の幅の最小部分の大きさが、ビアホールの最小部分の径の大きさより小さいため、ビアホールおよび溝のうち、溝の幅の最小部分が、最も幅の小さい部分となる。従って、導電体がビアホール内に押し込まれる際に、ビアホール内に気体が残留した場合、溝の幅の最小部分に最も圧力が掛かる結果となり、この溝の幅の最小部分から残留気体が抜けることとなる。従って、溝を介して、ビアホール外に気体が押し出される効果が一層大きくなる。
【００１８】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記ビアホールおよび前記溝がレーザー光線により作成されることが好ましい。
上記構成によると、ビアホールおよび溝をレーザー光線により作成されるため、エッチングなどで形成する場合に比べ簡便かつ正確な形状に形成できる。
【００１９】
本発明に係る配線基板または配線基板接合体は、前記レーザー光線がビーム素子を用いて前記ビアホールおよび前記溝の形状に予め形成されたレーザー光線であることも好ましい。
【００２０】
上記構成によると、レーザー光線がビーム素子を用いてビアホールおよび溝の形状に予め形成されたレーザー光線であるため、かかるレーザー光を照射することで、ビアホールおよび溝の形状の形状を配線基板上に容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、大規模な設備投資を伴うことなく、ビアホールの底部に気体溜まりができることを抑制することができる配線基板および配線基板の接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＡ―Ａ断面図である。
【図２】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、その製造工程中の一工程を示す図面である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、その製造工程中の一工程を示す図面である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、その製造工程中の一工程を示す図面である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、その製造工程中の一工程を示す図面である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図６】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、その製造工程中の一工程を示す図面である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図７】本発明にかかる配線基板を具体化した配線基板の一実施形態を示す図面であり、導電層の接続状態を示す断面図である。
【図８】本発明にかかる配線基板接合体を具体化した配線基板接合体の第２の実施形態を示す図面であり、導電層の接続状態を示す断面図である。
【図９】従来の配線基板の一実施形態を示す図面であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＡ―Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した配線基板の一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。図１（ａ）および（ｂ）に示す配線基板は、樹脂で形成された絶縁層である樹脂層１の両面に導電層２および導電層３を備えた、多層式の配線基板であって、断面がほぼ円形のビアホール４を介して、必要に応じて導電層２と導電層３とが電気的に接続される。このビアホール４の周りには、ランド５と呼ばれる円形領域が導電層２により形成され、電気的接続の確実性を向上させる。なお、ランドとは、狭義には半田付けのため導電層で形成された領域をさすが、本明細書においては、かかる領域も含め、上述の目的のために導電層により形成された領域を広くランドと称する。
【００２４】
この配線基板は導電体の充填時に前記ビアホール４内部に残留する気体をビアホール４の外部に誘導するためのビアホール４と外部とを連通する溝６を、ランド５の範囲内に備えることを特徴としている。溝６はビアホール４の外周部４１から外方に延設されているため、導電体である導電性ペーストがビアホール４内に押し込まれる際に、この溝６を経由して、ビアホール４の外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール４内に気体が残留することが抑制される。また、溝６がランド５の範囲内に設けられているため、導電体が溝６を介してランド５外部に滲み出し、他の回路と導通することを防止することができる。
【００２５】
また、ビアホール４の径が１００μｍであるところ、この溝６は３０μｍの一定幅に形成されている。そのため、導電性ペーストがビアホール４内に押し込まれる際に、ビアホール４内に気体が残留した場合、溝６にはビアホール４に比べて強い圧力が掛かる。そのため残留気体は溝６の方に押しやられ、ビアホール４外に押し出される効果が一層大きくなる。
【００２６】
更に、溝６はビアホール４の周辺部から外方に向けて周方向において等間隔に４本延設されている。そのため、各溝６は互いにビアホール４を挟んで、対峙する位置に配されている。仮に、導電性ペーストを挿入するための印刷位置がずれたために、１つの溝６が全部導電性ペーストで埋まった場合であっても、対峙する溝６に隙間が残るため、残留気体は残った溝６の方に押しやられ、ビアホール４外に押し出される。つまり、多少の印刷位置のずれにかかわらず、ビアホール４に気体溜りが生じること抑制する効果を維持することができる。また、４方向に延設されているため、ずれの方向の如何にかかわらず、同様の効果を示すことが可能である。
【００２７】
このビアホール４および溝６を備える配線基板の製造方法を以下に詳説する。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ビアホールを形成する配線基板は、非導電層である樹脂層１の両面に導電層２および３を有する多層板である。この導電層２および３が必要に応じて部分的に取り除かれることにより配線がおこなわれ、配線基板として機能する。なお、以下簡便のため、図中の導電層２側を表面とし、導電層３側を裏面とする。
【００２８】
次に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、表面の一部を取り除き、樹脂層を露出させることにより、ランド５と、後にビアホール４および同ビアホール４の外周部４１から外方に延設された溝６となる部分を形成する。かかる処理は通常のエッチング等で行ってもよいが、レーザー光線の照射により形成しても良い。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、ビアホール４および溝６となる部分の樹脂層１を取り除き、裏面の導電層３に達するビアホール４および溝６を形成する。かかる処理についても通常のエッチング等で行ってもよいが、レーザー光線の照射により形成しても良い。その後、スミア残渣を除去するとともにビアホール４および溝６に露出する導電層３表面を微細孔のある構造とし、後工程において充填する導電性ペーストの接続信頼性を向上させるためのデスミア処理を行う。
【００３０】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、デスミア処理後のビアホール４に導電性ペースト７を充填することにより、表側の導電層２と裏側の導電層３とを電気的に接合する。より具体的には、導電性ペースト７として導電性フィラーおよびエポキシ樹脂等のバインダー樹脂を含む導電性ペーストを用い、公知のスクリーン印刷法によりビアホール４に充填する。導電性ペースト７がビアホール４内に押し込まれる際に、ビアホール４内に残留した気体は溝６を介して外部に押し出される。このとき、導電性ペースト７の一部も溝６に入り込むが、溝６はランド５内に設けられているため、導電性ペーストがランド５の外部にまで漏れ出し、他の配線等と電気的接触が生ずることはない。即ち、溝６は導電性ペースト７がビアホール外部の配線と電気的に接触することを抑制している。
【００３１】
図６に示すようにカバーレイと呼ばれる保護膜８が接着層９を介して表側および裏側に貼り付けられることにより導電層２および導電層３が保護された状態で、真空プレス機等により１８０〜２４０℃、５０〜４０ｋｇ／ｃｍ２で配線基板が加熱および加圧される。かかる処理によりビアホール４内の導電性ペーストが圧縮され、導電層２および導電層３と一部融着することにより、導電層２と導電層３とが導電性ペースト７を介して電気的に接続される。また、かかる過熱および圧縮は真空雰囲気下で行われるため、溝６内に残留した気体が吸引され、接着層９と置換される。
【００３２】
上記実施形態の配線基板によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、導電性ペースト７の充填時にビアホール４内部に残留する気体をビアホール４の外部に誘導するためのビアホール４と外部とを連通する溝６を備えるため、導電体がビアホール内に押し込まれる際に、この溝を経由して、ビアホール外に気体が容易に押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することを抑制できる配線基板である。
【００３３】
（２）上記実施形態では、溝６はランド５の範囲内に備えられているため、導電性ペースト７が溝６を介してランド５外部に滲み出し、他の回路と導通することを防止できる。
（３）上記実施形態では、溝６はビアホール４の外周部から外向に延設されているため、導電性ペースト７がビアホール４内に押し込まれる際に、この溝６を経由して、ビアホール４の外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール４内に気体が残留することが抑制される。
【００３４】
（４）上記実施形態では、複数の溝６が互いにビアホールを挟んで、対峙する位置に設けられているため、印刷法により導電体がビアホール内に押し込まれる際に、印刷位置がずれることにより、導電体により１つの溝６が埋まった場合であっても、他の溝６は導電体によって埋まることがなく、ビアホールと外部とを連通することができる。そのため、対峙する位置にあるいずれかの溝６を介して、ビアホール４の外周部から外向に気体が押し出される。従って、ビアホール内に気体が残留することが抑制される。
【００３５】
（５）上記実施形態では、溝６の幅の幅が、ビアホール４の径１００μｍより小さい３０μｍの一定幅に形成されている。従って、導電性ペースト７がビアホール４内に押し込まれる際に、ビアホール４内に気体が残留した場合、溝６に最も圧力が掛かる結果となり、かかる部分から残理由気体が抜けることとなる。従って、溝６を経由して、ビアホール４外に気体が押し出される効果が一層大きくなる。
【００３６】
（６）上記実施形態では、ビアホール４および溝６をレーザー光線により作成してもよい。溝６をレーザー光線により作成すると、エッチングなどで形成する場合に比べ簡便かつ正確な形状に形成できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した配線基板の接合体の１実施形態を第２の実施形態として図７および図８にしたがって説明する。なお、第１の実施形態は配線基板における実施形態であるのに対し、第２の実施形態は、配線基板の接合体における実施形態であり、基本構成は同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図７に示すように、第１の実施形態においては配線基板内の導電層２および３を電気的に接続していた。一方、第２の実施形態においては図８に示すように、複数の配線基板を電気的に接続した配線基板の接合体に本発明を適用した実施形態である。なお、図７および図８において、簡便のためカバーレイは記載を省略した。
【００３９】
このように、第２の実施形態おいても、配線基板の導電層２，３，２ａ，３ａが互いに電気的に接続される配線基板接合体にビアホール４および溝６が形成されている他は、第１の実施形態の場合と同様であるため、第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ビアホール４および溝６をレーザー光線により作成してもよいが、レーザー光線として、ビーム整形素子を用いてビアホールおよび溝の形状に予め形成されたレーザー光線を用いてもよい。この場合、レーザー光を照射するだけで、ビアホール４および溝６の形状の形状を配線基板上に形成することができる。ビーム整形素子としては、例えば、ＤＯＥ（Diffractive Optical Elements：回折光学素子）が好適に用いられる。
【００４１】
・上記実施形態では、溝６を４本形成しているが、他の構成であっても良い。例えば、印刷の精度が十分に高く、印刷のずれにより、溝６が埋まることが問題とならなければ、溝６の本数は２本ないしは１本でも良い。溝６の本数を減らすことにより、製造コストを低減しうる。
【００４２】
・また、印刷の精度が十分でなく、印刷のずれにより、溝６が埋まる可能性が一層高い場合には、溝６の本数を多くしても良い。この場合には、印刷ずれにより全ての溝６が埋まる確率を小さくすることができ、一層確実に気体溜りの発生を抑制しうる。
【００４３】
・また上記実施形態において、溝６の幅は一定の幅で形成されているが、他の構成であっても良い。例えば、ビアホール４の外周部から外向に向って順に溝幅が漸減する形状であっても良い。また、ビアホール４と一体的に形成されていても良い。例えば、ビアホール４と溝６とを合わせた形状が星型になっていても良い。
【００４４】
・上記実施形態において、溝６は一定の深さに形成されているが、他の構成であっても良い。例えば、ビアホール４の外周部から外向に向って順に溝の深さが漸減する形状であっても良い。要は、ビアホール４の底部に残留しやすい気体を溝６を介して排気できれば良いのであり、溝の形状は特に限定されない。
【００４５】
・上記実施形態において、配線基板の材質に特に制限はない。例えば、ガラス基板、硬質樹脂基板などのように変形しにくいものであっても良いし、軟質樹脂基板のように、柔軟性を有するものであっても良い。
【００４６】
・同様に、配線基板接合体においても、構成する配線基板の材質に特に制限はない。例えば、ガラス基板、硬質樹脂基板などのように変形しにくい配線基板同士を接合したものであっても良いし、軟質樹脂基板のように、柔軟性を有する配線基板同士を接合したものであっても良い。また、変形しにくい配線基板と柔軟性を有する配線基板とを接合したものでも良い。
【００４７】
・上記実施形態において、配線基板接合体は２枚の配線基板を接合したものであるが、他の構成であっても良い。即ち、３枚以上の配線基板接合体であってもよい。
・上記実施形態において、配線基板は樹脂層１を挟んで表側と裏側にそれぞれ導電層２および３を有する３層基板であるが、３層以上の基板を有する多層基板であってもよい。係る場合にはビアホール４および溝６の深さも電気的に接合したい導電層に応じて異なるものとなる。
【００４８】
・また同様に、配線基板接合体を構成する配線基板も、導電層を１層有する配線基板であっても、２層以上有する多層基板であってもよい。多層基板である場合にはビアホール４および溝６の深さも電気的に接続したい導電層に応じて異なるものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、配線基板または配線基板接合体に係り、詳しくは形状に特徴を有するビアホールを備える配線基または板配線基板接合体に関する。また、係る配線基板または配線基板接合体の製造方法に関する。従って配線基板を備える電気機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…樹脂層（絶縁層）、２，２ａ，３，３ａ…導電層、４…ビアホール、５…ランド、６…溝、７…導電性ペースト（導電体）、８…保護膜、９…接着層、４１…外周部、１０１…樹脂層、１０２，１０３…導電層、１０４…ビアホール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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