(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面銅張板の銅箔から形成した上下一対の内層回路と、これら内層回路間に形成した貫通穴内に充填された導電性充填材によって形成される第１の埋設部材と、前記両面銅張板に積層された片面銅張板と、この片面銅張板の銅箔から形成した外層回路と、前記片面銅張板に形成した非貫通穴に埋設され前記外層回路と内層回路とを電気的に接続する導電性充填材によって形成される第２の埋設部材とからなり、前記外層回路の幅を前記第２の埋設部材の径よりも小さく形成したことを特徴とする多層配線板。
【請求項２】
上下の表面に内層回路用の導体が設けられた絶縁材に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴に導電性充填材を埋設する工程と、前記内層回路用の導体をエッチングすることにより内層回路を形成する工程と、一方の表面に外層回路用の導体が設けられた絶縁材にレーザによって非貫通穴を形成する工程と、この非貫通穴内に導電性充填材を埋設する工程と、この導電性充填材を介して前記外層回路用の導体と前記内層回路とが接続されるように前記両絶縁材を積層する工程と、前記外層回路用の導体にエッチングすることにより外層回路を形成する工程と、前記内層回路用の導体が設けられた絶縁材の両面に前記一方の表面に外層回路用の導体が設けられた２枚の絶縁材を張り合わす工程とを含み、前記外層回路の幅を前記非貫通穴の径よりも小さく形成するとともに、外層回路用の導体にエッチングすることにより外層回路を形成する前記工程を、非貫通穴内に導電性充填材を埋設する前記工程および内層回路用の導体が設けられた絶縁材の両面に一方の表面に外層回路用の導体が設けられた２枚の絶縁材を張り合わす前記工程の以前に行う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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルドアップ法によって形成した多層配線板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４および図５は従来の多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
図４（ａ）において、１は絶縁材であって、先ずドリルによって貫通穴２を穿孔する。次に同図（ｂ）に示すように、第１次めっきとしてパネルめっきを行い、絶縁材１の表面と貫通穴２の壁面に銅めっき膜３を形成し、貫通接続穴４を形成する。次に同図（ｃ）に示すように、穴埋め工程として、貫通接続穴４内に充填材５を印刷法によって充填する。
【０００３】
次に同図（ｄ）に示すように、第２次めっきとしてパネルめっきを行い、銅めっき膜３上および充填材５の両端面に第２の銅めっき膜６を形成し、貫通接続穴４の上下の開口を閉塞する。次いで同図（ｅ）に示すように、エッチング処理によって、絶縁材１の上下の表面に内層回路７を形成し、全体を符号８で示す内層板を形成する。
【０００４】
次に図５（ｆ）に示すように、内層回路７の両面上に銅箔１０付き接着剤樹脂１１を積層する。次いで同図（ｇ）に示すように、銅箔１０にレーザー加工用の窓を形成した後に、レーザー光によって内層回路７にまで到達する非貫通穴１２を形成する。次に同図（ｈ）に示すように、第３次めっきとしてパネルめっきを行い、銅箔１０上と非貫通穴１２の壁面および底面に銅めっき膜１３を形成し、非貫通接続穴１４を形成する。そして同図（ｉ）に示すように、エッチング処理によって外層回路１５を形成し、この外層回路１５と前記内層回路７とが非貫通接続穴１４を介して電気的に接続され、多層配線板１７が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の多層配線板１７においては、内層回路７を形成するための第１次および第２次の２回のめっき処理の他に、非貫通接続穴１４を形成するための第３次めっき処理を行うため、合計３回のめっき処理を行う必要があり、めっき処理の回数が増加する。このため、歩留まりが低下するばかりか製造コストもかさみ、かつ製造時間も余計にかかるという問題があった。また、非貫通接続穴１４上に凹部が形成されることにより、この非貫通接続穴１４上にチップ部品が搭載できないために、チップ部品の高密度実装ができないという問題もあった。
【０００６】
また、通常、必要とされる多層配線板１７の外形寸法は小さいため、この多層配線板１７を、複数列×複数段のマトリックス状に配置した縦方向の寸法が３００〜５００ｍｍで横方向の寸法が３００〜６００ｍｍの作業サイズに大版化し、この大版化したプリント配線板にめっき処理を行っている。このため、多層配線板１７の配列位置によって、銅めっき膜６，１３のめっき厚のばらつきが大きく、内層回路７、外層回路１５の導体厚みの精度が悪化していた。このようにめっき厚のばらつきが大きくなると、エッチング処理工程において、最大のめっき厚に合わせてエッチング条件を設定するため、めっき厚の小さい部位ではオーバーエッチングとなり回路導体の幅精度が悪化していた。
【０００７】
また、非貫通接続穴１４を形成するために、図５（ｈ）において、パネルめっきを行い、銅箔１０上と非貫通穴１２の壁面および底面に銅めっき膜１３を形成していた。このとき、電気的接続信頼性を確保するためには、非貫通穴１２の壁面に約２０μｍ以上のめっき膜１３を形成する必要があり、このために外層回路１５の膜厚ｔ１が約４０〜６０μｍと大きくなっていた。このように、回路導体厚みが約４０〜６０μｍと大きくなると、エッチング処理においてサイドエッチングが進行し回路導体の幅精度が悪化し、外層回路１５を微細に形成することが困難となっていた。
【０００８】
上述したように、合計３回のパネルめっきを行うことによって、内層回路７と外層回路１５の回路導体の厚さが大きくなり、厚さのばらつきが大きくなり、回路導体の厚さが大きくなることにより、エッチング処理時に回路導体の精度が悪くなっていた。このように回路導体の厚さのばらつきや回路導体の精度の低下は、内層回路７、固有誘電率を有する樹脂１１、外層回路１５によって形成される特性インピーダンスのばらつきを発生させる原因となっていた。すなわち、特性インピーダンスＺ０    は（式１）で表される。なお、（式１）中の各パラメータである、ｈ、ｗ、ｔについては、図６に図示した部位の値である。
この特性インピーダンスＺ０    のばらつきはプリント配線板上で整合された電子回路条件を変化させ、電子回路の誤動作または非動作との性能上大きな問題を発生させるおそれがあった。
【０００９】
【数１】
0003593957.tif 000002
【００１０】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その第１の目的は特性インピーダンスの安定整合化を図ることにある。また、第２の目的は回路導体の厚みの薄膜化および均一化と回路導体幅の精度を向上させることによって、微細な回路形成を行い高密度高精細配線を可能とすることにある。また、第３の目的は歩留まりを向上させるとともに製造コストを低減させることにある。また、第４の目的はチップ部品の高密度実装を可能にすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、両面銅張板の銅箔から形成した上下一対の内層回路と、これら内層回路間に形成した貫通穴内に充填された導電性充填材によって形成される第１の埋設部材と、前記両面銅張板に積層された片面銅張板と、この片面銅張板の銅箔から形成した外層回路と、前記片面銅張板に形成した非貫通穴に埋設され前記外層回路と内層回路とを電気的に接続する導電性充填材によって形成される第２の埋設部材とからなり、前記外層回路の幅を前記第２の埋設部材の径よりも小さく形成したものである。
したがって、内層回路間および内層回路と外層回路間が埋設部材によって電気的に接続される。また、外層回路の幅を第２の埋設部材の径よりも小さく形成したことにより、非貫通穴を形成した後に非貫通穴内の底部にガスやエアーが貯留するようなことがない。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、上下の表面に内層回路用の導体が設けられた絶縁材に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴に導電性充填材を埋設する工程と、前記内層回路用の導体をエッチングすることにより内層回路を形成する工程と、一方の表面に外層回路用の導体が設けられた絶縁材にレーザによって非貫通穴を形成する工程と、この非貫通穴内に導電性充填材を埋設する工程と、この導電性充填材を介して前記外層回路用の導体と前記内層回路とが接続されるように前記両絶縁材を積層する工程と、前記外層回路用の導体にエッチングすることにより外層回路を形成する工程と、前記内層回路用の導体が設けられた絶縁材の両面に前記一方の表面に外層回路用の導体が設けられた２枚の絶縁材を張り合わす工程とを含み、前記外層回路の幅を前記非貫通穴の径よりも小さく形成するとともに、外層回路用の導体にエッチングすることにより外層回路を形成する前記工程を、非貫通穴内に導電性充填材を埋設する前記工程および内層回路用の導体が設けられた絶縁材の両面に一方の表面に外層回路用の導体が設けられた２枚の絶縁材を張り合わす前記工程の以前に行うものである。
したがって、内層回路と外層回路との接続をめっき処理による非貫通接続穴を介さずに導電材によって行うことにより、非貫通接続穴を形成するためのパネルめっき処理が不要になる。また、非貫通穴内に導電性充填材を埋設する際に非貫通穴内の底部にガスやエアーが貯留していない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は本発明に係る多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。同図において、片面銅張板２０Ａ，２０Ｂは、非貫通穴２３を形成する位置が異なるだけであって、その他の構造は同一であるので、同図（ａ）〜（ｃ）において一方の片面銅張板２０Ａのみを説明する。
同図（ａ）に示すように、片面銅張板２０Ａは銅箔２１に樹脂２２が貼着され、樹脂２２の上面を、所定の位置に所定の形状の孔が形成された遮蔽板（図示せず）によって覆い、レーザ孔を照射することにより、同図（ｂ）に示すように、銅箔２１に到達する非貫通穴２３を形成する。
【００１５】
遮蔽板を樹脂２２の上面の所定の位置に設置し、スクリーン印刷法により、充填部材としての導電性充填材の一つである導電ペースト２５を非貫通穴２３内に充填し半硬化状態に乾燥する。次に同図（ｄ）に示すように、上述した図３に示す従来技術において説明した内層板８を、上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂによって、導電ペースト２５が内層回路７に対向するようにして挟む状態で圧着積層する。
【００１６】
上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを内層板８に加熱圧着することにより、同図（ｅ）に示すように、内層板８に上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを張り合わせ、導電ペースト２５を介して外層回路２６と内層回路７とを電気的に接続してから、エッチング処理によって外層回路２６を形成し、多層配線板２８を形成する。
【００１７】
このように、外層回路２６と内層回路７とを電気的に接続するのに導電ペースト２５を介して行うようにしたことにより、従来のように非貫通接続穴１４を形成するための第３次めっき処理が不要になる。したがって、めっき処理工程が削減されることにより、歩留まりが向上するだけではなく製造コストが低減される。また、第３次めっき処理が不要になることにより、銅箔２１上にめっき膜が形成されないので、絶縁樹脂２２の外部表面に設けられためっき処理のされていないな薄い金属箔のみで形成される外層回路２６の膜厚ｔ２は８〜３５μｍと薄膜で、かつ回路導体膜厚が均一化される。
【００１８】
また、回路導体の厚さが薄膜であるため、外層回路２６の導体の幅を精度よく形成することができ、このため微細な回路導体を形成することができるので、回路導体の高密度高精細配線が可能になる。表１は回路導体の厚さと回路導体幅の精度を比較した表であって、この表から明らかなように、本発明の外層回路２６の厚さおよび幅における精度誤差を、共に従来の外層回路１５と比較しても大幅に小さくすることができる。また、導電ペースト２５上の外層回路２６は銅箔２１付き樹脂２２からなる片面銅張板２０Ａ，２０Ｂであるため平坦で均一な厚さの回路導体となる。さらに、埋設部材である導電ペースト状に形成された外層回路は平坦面であるため、導電ペースト２５上にもチップ部品を搭載することができ、このためチップ部品の高密度実装が可能になる。
【００１９】
【表１】
0003593957.tif 000003
但し、設計仕様値として回路導体の厚さについては、従来の配線板を５０μｍとし、本発明の配線板は１８μｍとした。
また、回路導体の幅については、従来の配線板および本発明の配線板を共に１００μｍとした。
【００２０】
また、外層回路２６の回路導体幅を精度よく形成することにより、特性インピーダンスのばらつきを小さくすることが可能になる。表２は特性インピーダンスのばらつきを比較した表であって、この表２から明らかなように、本発明の外層回路２６の厚さおよび幅の精度誤差に起因する特性インピーダンスのばらつきを大幅に小さくすることができる。
【００２１】
【表２】
0003593957.tif 000004
但し、設計仕様値として回路導体の厚さについては、従来の配線板を５０μｍとし、本発明の配線板は１８μｍとした。
また、回路導体の幅については、従来の配線板および本発明の配線板を共に１００μｍとした。
また、絶縁材の厚さを共に２００μｍ、誘電率を共に４．７とした。
【００２２】
図２は本発明における第２の実施の形態を示す多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
同図（ａ）において、２９は絶縁材３０の両面に銅箔３１，３１が貼着されている両面銅張板であって、同図（ｂ）において、ドリルによって貫通穴３２，３２が穿孔される。同図（ｃ）に示すように、貫通穴３２，３２に対応した孔が開口された遮蔽板（図示せず）を両面銅張板２９の上面に設置し、両面銅張板２９の下面に別の孔が開口されていない遮蔽板（図示せず）を設置し、スクリーン印刷法により、充填部材としての導電材の一つである導電ペースト３３を貫通穴３２，３２内に充填し半硬化状態に乾燥する。次いで、同図（ｄ）に示すように、絶縁材３０の両面の銅箔３１をエッチング処理して、導電ペースト３３を介して電気的に接続される内層回路３４，３４を形成することにより、内層板３５が形成される。
【００２３】
しかる後、同図（ｅ）に示すように、内層板３５を、上述した第１の実施の形態で説明した上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂによって、導電ペースト２５が内層板３５の導電ペースト３３と内層回路３４に対向するようにして挟む状態で圧着積層する。上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを内層板３５に加熱圧着することにより、同図（ｆ）に示すように、内層板３５に上下一対の片面銅張板２０Ａ，２０Ｂが張り合わされる。エッチング処理によって外層回路２６が形成されることにより、導電ペースト２５を介して外層回路２６と内層回路３４とが電気的に接続され、多層配線板３８が形成される。
【００２４】
このように、内層回路３４，３４間を、これら内層回路３４，３４間を絶縁している絶縁樹脂３０を貫通する貫通穴３２に充填した導電ペースト３３を介して、電気的に接続するようにしたことにより、内層板３５を形成するのに、めっき処理が不要になる。したがって、めっき処理工程を省略できることにより、内層板３５の形成時間が短縮されるだけではなく、製造コストも低減される。また、銅箔３１上にめっき膜が形成されないので、内層回路３４の導体膜厚が薄膜で均一化される。したがって、内層回路３４および外層回路２６の導体の幅を精度よく形成することができ、このため微細な回路導体を形成することができるので、全体の各層の回路導体の高密度高精細配線が可能になる。
【００２５】
図３は本発明における第３の実施の形態を示す多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
この第３の実施の形態が、上述した第２の実施の形態と異なる点は、片面銅張積層板２０Ａ，２０Ｂを内層板３５に積層する前に、外層回路２６ａ，２６ｂを形成した点と、これら外層回路２６ａ，２６ｂの幅ｗを非貫通穴２３の穴径Ｒよりも小さく形成した点にある。
【００２６】
すなわち、同図（ａ）における片面銅張積層板２０Ａの銅箔２１にエッチング処理を施し、同図（ｂ）に示すように、外層回路２６ａ，２６ｂを形成する。次に、同図（ｃ）に示すように、外層回路２６ａ，２６ａに対応した部位に外層回路２６ａの幅ｗよりも大きい径Ｒのレーザ光を照射し貫通穴４０を形成する。この後、同図（ｄ）において、この貫通穴４０内に導電性ペースト２５を充填し、同図（ｅ）において、内層板３５の上下に片面銅張板２０Ａ，２０Ｂを加熱圧着法によって積層して多層配線板４１を形成する方法は上述した第２の実施の形態と同じである。
【００２７】
このように、同図（ｂ）において、予め片面銅張板２０Ａに外層回路２６ａ，２６ｂを形成し、同図（ｃ）において、外層回路２６ａの幅ｗよりも大きい径Ｒの貫通穴４０をレーザによって形成したことにより、貫通穴４０の底部内にガスやエアーが貯留するようなことがない。したがって、次の工程において貫通穴４０内に充填された導電性ペースト２５の充填性が良好になり、外層回路２６ａと内層回路３４および外層回路２６ａ，２６ａ間の導通抵抗が大きくなるようなことがない。
【００２８】
本実施の形態においては、４層の多層配線板について説明したが、さらに片面銅張板２０Ａ，２０Ｂをビルドアップすることにより、５層以上の多層配線板にも適用できる。また、埋設部材の導電性充填材として銅ペースト２５としたが、金ペーストや銀ペースト等の各種のペーストでもよく、また電気めっきによって析出した金属でもよく、要は導電材であればよい。また、図２において、内層板３５の両面の内層回路３４，３４間の電気的な接続が必要のない場合には、貫通孔３２の穿孔や内層板３５の導電ペースト３３の充填作業は不要になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、非貫通接続穴を形成するためのパネルめっきが不要になることにより、歩留まりが向上するだけではなく、製造コストが低減される。また、外層回路の膜厚が必要以上に大きくならないので、微細な回路を形成することができ、このため回路の高密度高精細配線が可能になり、このため特性インピーダンスのコントロールが可能になる。また、非貫通穴を形成した後に非貫通穴内の底部にガスやエアーが貯留するようなことがないから、次の工程において非貫通穴内に充填される導電性充填材の充填性が良好になり、外層回路と内層回路および外層回路間の導通抵抗が大きくなるようなことがない。
【００３０】
また、請求項２に係る発明によれば、内層回路間を電気的に接続するためのパネルめっきが不要になることにより、内層回路および外層回路の各層の回路導体膜厚が薄膜に形成され、回路導体の幅と厚さが均一化されるので、微細な回路を形成することができ、このため回路の高密度高精細配線が可能になり、このため特性インピーダンスのコントロールが可能になる。さらに歩留まりが向上するだけではなく、製造コストが低減される。また、非貫通穴内に導電性充填材を埋設する際に非貫通穴内の底部にガスやエアーが貯留していないから、非貫通穴内に充填される導電性充填材の充填性が良好になり、外層回路と内層回路および外層回路間の導通抵抗が大きくなるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る第２の実施の形態の多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係る第３の実施の形態の多層配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】従来の多層配線板の製造方法の前半を説明するための断面図である。
【図５】従来の多層配線板の製造方法の後半を説明するための断面図である。
【図６】（式１）中のｈ、ｗ、ｔに対応した部位を図示するための模式図である。
【符号の説明】
７，３４…内層回路、８，３５…内層板、２０Ａ，２０Ｂ…片面銅張板、２１…銅箔、２２…樹脂、２３…非貫通穴、２５，３３…導電ペースト、２６，２６ａ，２６ｂ…外層回路、２８，３８，４１…多層配線板、２９…両面銅張板、４０…貫通穴。
【図１】
0003593957.tif 000005
【図２】
0003593957.tif 000006
【図３】
0003593957.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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