(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面方向に密度分布のある補強材シートを含む電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられた複数のインナービアホールに導電体が充填され、かつ前記導電体に接続されている配線層を具備する回路基板であって、前記補強材シートの密度の大きな部分に設けられた前記インナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けられた前記インナービアホールの断面積よりも小さく形成することを特徴とする回路基板。
【請求項２】
平面方向に密度分布のある補強材シートが、合成繊維及び無機繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維で構成される織布及び不織布から選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
平面方向に密度分布のある補強材シートが、ガラス繊維からなる織布である請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
ガラス繊維からなる織布のたて糸とよこ糸の重なった部分に設けられたインナービアの断面積が、それ以外の部分に設けられたインナービアの断面積に比べて小さい請求項３に記載の回路基板。
【請求項５】
断面積が大きいインナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量に比較して、断面積が小さいインナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量が多い請求項１に記載の回路基板。
【請求項６】
配線層が複数層存在し、そのうちの少なくとも1層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設している請求項１に記載の回路基板。
【請求項７】
インナービアホールの断面積が補強シートの密度に応じて連続的に変化し、補強材シートの密度が大きいところではインナービアの断面積が小さく、補強材シートの密度が小さいところではインナービアの断面積が大きい請求項１に記載の回路基板。
【請求項８】
請求項１に記載の回路基板の片面に、さらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板が積層されている請求項１に記載の回路基板。
【請求項９】
請求項１に記載の回路基板が両外側に配置され、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板がコア基板として積層されている請求項１に記載の回路基板。
【請求項１０】
請求項１に記載の回路基板をコア基板とし、前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板が少なくとも1層積層されている請求項１に記載の回路基板。
【請求項１１】
インナービアホールの大きな断面積が小さな断面積に比較して、1.15倍以上10倍以下の面積である請求項１に記載の回路基板。
【請求項１２】
平面方向に密度分布のある補強材シートを含む絶縁体層に導電体を充填するための複数のインナービアホールを形成するに際し、
前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成し、
次に前記インナービアホールに導電体を充填し、
前記導電体に接続するように配線層または配線層を形成するための金属箔から選ばれる少なくとも一つを積層し、加熱加圧することを含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項１３】
前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成する方法が、前記補強材シートの厚さ方向に回転ドリルを挿入して貫通孔を形成した後、ドリルを回転させたまま一旦静止し、その後に前記ドリルを引き抜く方法である請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１４】
前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成する方法が、熱加工型のレーザー加工法である請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１５】
配線層が複数層であり、そのうちの少なくとも1層の配線層を前記絶縁体層に埋設する請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２で得られた回路基板の片面に、さらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板を積層した請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１７】
請求項１２で得られた回路基板が両外側に配置され、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板をコア基板として積層した請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１８】
請求項１２で得られた回路基板をコア基板とし、前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板を少なくとも1層積層した請求項１２に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１９】
平面方向に密度分布のある補強材シートを含む電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填された第１のインナービアホールと、  前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填され、第１のビアホールの断面積より大きな断面積を有する第２のインナービアホールと、
前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填され、第２のビアホールの断面積より大きな断面積を有する第３のインナービアホールと、を備え、
第３のビアホールが設けられた部分の補強材シートの密度より、第２のインナービアホールが設けられた部分の補強材シートの密度が大きく、
第２のビアホールが設けられた部分の補強材シートの密度より、第１のインナービアホールが設けられた部分の補強材シートの密度が大きい回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、回路基板とその製造方法に関する。とくに平面方向に密度差のある補強シートを用いた回路基板とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型軽量化、高機能高性能化に伴い、産業用にとどまらず広く民生用機器の分野においても大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体チップを高密度に実装できる多層回路基板を安価に供給することが強く要望されている。
【０００３】
このような市場の要望に対しては、従来のセラミック多層基板に変わり、より安価に供給することができる樹脂多層回路基板を、高密度実装に好適な基板（高密度配線基板）にする技術開発が行われている。
【０００４】
このような回路基板としては、特開平６−２６８３４５号公報に開示されている全層インナービアホール構造の樹脂多層基板がある。これは、任意の配線層の、任意の位置を導電ペーストにより接続できるインナービア接続法すなわち全層インナービアホール構造を採用し多樹脂多層基板であり、高密度実装に好適な回路基板を安価に提供できるものである。
【０００５】
この回路基板の製造方法では、まず被圧縮性の絶縁体層（アラミドエポキシプリプレグ）にインナービアホールを形成し、貫通孔に導電ペーストを充填する。その後、銅箔を両側に重ね熱プレスで加熱加圧して、絶縁体層と導電ペースト樹脂を硬化させ、銅箔と絶縁体層の接着と図る、と同時に、両側の銅箔を導電ペーストを通して電気的に接続を図る。最後に、両側の銅箔を配線パターンに加工し両面回路基板が完成する。
【０００６】
この基板は高密度配線と低くばらつきの少ない接続抵抗を実現し、市場から高い評価を得ている。
【０００７】
高密度配線の必要性は前記したとおりであるが、ばらつきの少ない接続抵抗の有用性は次の通りである。すなわち、接続抵抗を含む回路抵抗は、回路設計をする上で重要なパラメーターであり、製品ごとに回路抵抗が異なると、回路設計ができない、あるいは、製品の回路抵抗が設計値からずれてしまい動作しない等の不具合が起こってしまう。このため、接続抵抗には、ばらつきが少ないことが要求される。
【０００８】
特にインナービアによる接続では、従来のスルーホールによる接続にくらべて、一つの回路に関与するインナービアの数が多くなるために、ばらつきに対する要求は厳しくなる。
【０００９】
しかしながら、前記した全層インナービアホール構造の回路基板技術では、次のような課題があった。すなわち、絶縁体層にアラミド不織布の補強材とエポキシ樹脂の複合材料（アラミドエポキシ基材）を用いているが、アラミド繊維は吸湿しやすい材料であるため、真空包装するなど、吸湿しないように管理しなければならず、このような管理はコストアップにつながるという課題である。
【００１０】
一方、一般の回路基板に用いられているガラスエポキシ基材は、ガラス繊維の織布にエポキシ樹脂を含浸した基材で、ガラス繊維は吸湿しないので、吸湿管理の点で有利である。さらに、機械強度が高いという利点もあるため、ガラスエポキシ基材を絶縁体層にしてインナービア接続の全層インナービアホール構造の回路基板を実現することが望まれていた。
【００１１】
しかし、前記した全層インナービアホール技術を単純にガラスエポキシ基材に当てはめようとするとインナービアの接続抵抗のばらつきが大きくなってしまうと言う課題がある。これは、本発明者等の検討の結果、補強材のガラス織布が面内方向に密度のばらつき（たて糸とよこ糸が織り重なった部分とそうでない部分）を持っていることに起因することが判った。詳細には、熱プレス工程で加熱加圧するときに、補強材の密度が小さいところ（たて糸とよこ糸が織り重なっていなところ）に設けられたインナービアでは、側壁面に補強材が少ないため、プレス中にインナービアが横方向に広がる、つまり、プレス圧力が横方向に散逸してしまう。このため、インナービアの縦方向に充分な圧縮力が加わらず、導電体同士の接続が充分に行われないため、電気的接続抵抗が大きくなってしまうからであることが判った。
【００１２】
以上の電気的接続抵抗のバラツキは、エポキシ樹脂を含浸させたガラスクロスのみならず、不織布、シート、フィルムにおいても、面方向の厚みムラや密度のムラにより発現するという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、たとえば、ガラスエポキシ基材をはじめとする平面方向に密度分布のある補強材シートを含有する基材を絶縁体層に用いた場合にでも、高密度配線でしかもばらつきの少ないインナービア接続抵抗を実現する回路基板とその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の回路基板は、平面方向に密度分布のある補強材シートを含む電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられた複数のインナービアホールに導電体が充填され、かつ前記導電体に接続されている配線層を具備する回路基板であって、
前記補強材シートの密度の大きな部分に設けられた前記インナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けられた前記インナービアホールの断面積よりも小さく形成することを特徴とする。
また、本発明の別の回路基板は、平面方向に密度分布のある補強材シートを含む電気絶縁体層と、前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填された第１のインナービアホールと、
前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填され、第１のビアホールの断面積より大きな断面積を有する第２のインナービアホールと、
前記電気絶縁体層の厚さ方向に空けられ、導電体が充填され、第２のビアホールの断面積より大きな断面積を有する第３のインナービアホールと、を備え、
第３のビアホールが設けられた部分の補強材シートの密度より、第２のインナービアホールが設けられた部分の補強材シートの密度が大きく、
第２のビアホールが設けられた部分の補強材シートの密度より、第１のインナービアホールが設けられた部分の補強材シートの密度が大きいことを特徴とする。
【００１５】
次に本発明の回路基板の製造方法は、平面方向に密度分布のある補強材シートを含む絶縁体層に導電体を充填するための複数のインナービアホールを形成するに際し、
前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成し、
次に前記インナービアホールに導電体を充填し、
前記導電体に接続するように配線層または配線層を形成するための金属箔を積層し、加熱加圧することを含むことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
インナービアの接続抵抗は、導電ペーストで圧接するタイプでは、（絶縁体層厚み／ビア径）の比が１よりも大きくなると急激に不安定になり、ばらつきが大きくなる。このため、回路基板の小径ビア（例えば直径５０μｍ）を実現するためには、絶縁体層の厚みを５０μｍ以下にすることが好ましい。しかし、コアの回路基板は、ガラスエポキシ基材、アラミドエポキシ基材などでは通常５０μｍ以上の厚みがある。また、コア基板をあまり薄くすると機械強度が小さくなり、好ましくない。したがって、薄い絶縁体層は５０μｍ以下で、かつ絶縁体層厚み／ビア径の比が１以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、平面方向に密度分布のある補強材シートが、合成繊維及び無機繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維で構成される織布または不織であることが好ましい。
【００１８】
また、平面方向に密度分布のある補強材シートが、ガラス繊維からなる織布であることが好ましい。
【００１９】
また、ガラス繊維からなる織布のたて糸とよこ糸の重なった部分に設けられたインナービアの断面積が、それ以外の部分に設けられたインナービアの断面積に比べて小さいことが好ましい。
【００２０】
また、断面積が大きいインナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量に比較して、断面積が小さいインナービアホールの側壁面の突出繊維の突出量が多いことが好ましい。
【００２１】
また、配線層が複数層存在し、そのうちの少なくとも１層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設していることが好ましい。
【００２２】
また、補強材シートの密度が大きいところではインナービアの断面積が小さく、補強材シートの密度が小さいところではインナービアの断面積が大きいことが好ましい。
【００２３】
また、本発明の回路基板の片面に、さらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板が積層されていてもよい。
【００２４】
また、本発明の回路基板が両外側に配置され、その間にさらに被圧縮性の電気絶縁材料により構成された回路基板がコア基板として積層されていてもよい。
【００２５】
また、本発明の回路基板をコア基板とし、前記コア基板の少なくとも片面に、さらにコア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層からなる回路基板が少なくとも１層積層されていてもよい。
【００２６】
また、インナービアホールの大きな断面積が小さな断面積に比較して、１．１５倍以上１０倍以下が好ましく、さらに好ましくは１．４倍以上５倍以下、特に好ましくは１．４倍以上２倍以下の面積である。１．１５倍未満では補強シートの密度差によるを電気抵抗のバラツキを小さくすることが困難であり、１０倍を越えるとビア抵抗が低くなりすぎてビア抵抗のバラツキを小さくすることが困難になる。
【００２７】
次に本発明方法においては、前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成する方法が、前記補強材シートの厚さ方向に回転ドリルを挿入して貫通孔を形成した後、ドリルを回転させたまま一旦静止し、その後に前記ドリルを引き抜く方法であることが好ましい。
【００２８】
また、前記補強材シートの密度の大きな部分に設けるインナービアホールの断面積を、前記補強材シートの密度の小さな部分に設けるインナービアホールの断面積より小さく形成する方法が、熱加工型のレーザー加工法であることが好ましい。
【００２９】
また、配線層が複数層であり、そのうちの少なくとも１層の配線層を前記絶縁体層に埋設することが好ましい。
【００３０】
前記において、ガラスエポキシ基材の場合は、ガラスクロスのたて糸とよこ糸の織り重なった部分とガラスクロスの目が開いた部分で、好ましくはビアの断面積の比が１．１５倍以上、更に好ましくは、１．４倍以上である。この範囲であれば、ビア抵抗のばらつきは少なくなる。
【００３１】
本発明の回路基板によれば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板を実現できる。
【００３２】
本発明の別の回路基板によれば、ばらつきの少ない接続抵抗と高い接続信頼性を具備した回路基板を実現できる。
【００３３】
また、本発明の別の回路基板においては、少なくとも１層の前記配線層が前記絶縁体層に埋設していることが好ましい。この例によれば、さらにばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板を実現できる。
【００３４】
次に本発明の多層回路基板によれば、全層にわたり、さらにばらつきの少ない接続抵抗を具備した多層回路基板を実現できる。
【００３５】
次に本発明の多層回路基板によれば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板をコア基板として、表層に微細配線層を具備した多層回路基板を実現できる。
【００３６】
次に本発明の回路基板の製造方法によれば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板の製造を容易に実現できる。
【００３７】
本発明の第１回路基板の製造方法においては、少なくとも１層の配線層を前記絶縁体層に埋設する工程を含むことが好ましい。この例によれば、さらにばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板の製造を容易に実現できる。
【００３８】
次に本発明の多層回路基板の製造方法によれば、全層にわたり、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した多層回路基板の製造を容易に実現できる。
【００３９】
次に本発明の多層回路基板の製造方法によれば、ばらつきの少ない接続抵抗を具備した回路基板をコア基板として、表層に微細配線層を具備した多層回路基板の製造を容易に実現できる。
【００４０】
まず本発明に用いる材料について説明する。
【００４１】
（インナービア形成用導電体）
インナービアを形成する導電体は、導電性粉体を含有した樹脂組成物（導電ペースト）を用いることができる。導電ペーストは圧縮することで導電性が向上するので好ましい。
【００４２】
導電性フィラーは、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、鉛、錫、インジウム、ビスマスから選ばれた少なくとも１種の金属、これらの合金、または混合物からなるフィラーを用いることができる。また、前記した金属・合金、あるいは、アルミナ、シリカなどの酸化物、あるいは有機合成樹脂などからなるボールに前記した金属・合金をコートしたコートフィラーを用いることもできる。
【００４３】
形状は特に限定される物ではないが、粉体、繊維状フィラー、粉体の造粒体、球状ボールあるいはこれらの混合物などを用いることができる。
【００４４】
樹脂組成物のバインダーに用いる樹脂としては、液状のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノールレゾール樹脂などを用いることができる。エポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ基を２つ以上含有したエポキシ樹脂などを使用することができる。また、エポキシ基が１つのエポキシ化合物も反応性希釈剤として含有させることができる。
【００４５】
必要に応じて、ブチルセルソルブ、エチルセルソルブ、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、α−ターピネオール等の溶剤や分散剤などの添加剤を含有させることもできる。
【００４６】
また、本発明の導電体としては、前記した導電ペーストに限定される物ではなく、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、鉛、錫、インジウム、ビスマス等の金属よりなるビアポストなど、圧接により導通を得るタイプのインナービア接続材を使用することができる。
【００４７】
（平面方向に密度分布のある電気絶縁体層）
平面方向に密度分布のある電気絶縁体層の材料としては、ガラスエポキシ基材があげられる。ガラスエポキシ基材は、ガラス織布にエポキシ樹脂を含浸した複合材で、回路基板用材料としてＢステージ（半硬化状態）のもの、Ｃステージ（硬化状態）のものが市販されている。機械強度に優れ、安価に入手できるので好ましい。この中でもＣステージ（硬化状態）の基材よりもＢステージ（半硬化状態）の基材を用いるのが好ましい。樹脂が硬化した状態よりも半硬化状態のほうが、レーザーにより穴あけ加工しやすく、補強材のガラスクロスとの加工性の差が大きく、また半硬化状態のほうが導電ペーストを圧縮するための実効的な圧力が小さくてすむからである。しかし、電気絶縁体層はこの基材の例に限定されるものではなく、平面方向に密度分布（密度差）のある補強材シートを含有する絶縁体層を用いることができる。例としては、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）繊維、アラミド繊維、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）繊維、ＰＢＺＴ（ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール）繊維または全芳香族ポリエステル繊維などの有機繊維やガラス繊維などの無機繊維からなる織布または不織布に対して、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂またはシアネートエステル樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含浸させた複合材シートなどを用いることが可能である。
【００４８】
電気絶縁体層の厚みに特に限定はないが、通常、市販されている０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度のものを用いることができる。絶縁体層の単位面積当たりの重量は、５０ｇ／ｍ２以上８００ｇ／ｍ２以下の範囲が好ましい。
【００４９】
（カバーフィルム）
カバーフィルムは、製造工程中で、ゴミによる汚染防止と、導電体を充填するときのマスクとしての機能を果たし、最終的には取り除かれる。このため、プリプレグの少なくとも導電体を充填する側にカバーフィルムを配置する事が好ましい。また、プリプレグと接触する面には離型処理を施すことが好ましい。カバーフィルムの材料に限定は無いが、例を挙げると、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムにシリコーン系離型剤を塗布したものを用いることができる。また、導電ペーストを印刷法で充填するときは、カバーフィルムの厚み分だけ余分にインナービア上に導電ペーストが充填される。最後にフィルムを剥離するとインナービアから導電ペーストが突出した構造になり、熱プレス工程では、この突出した分が圧縮される厚さとなる。このため厚みが厚いほどインナービアはよく圧縮され低い接続抵抗を実現できるが、逆に厚すぎると剥離するときに導電ペーストがカバーフィルムにとられてしまう。一例を挙げると２００μｍ以下の孔径の場合は厚みは３５μｍ以下、１００μｍ以下の孔径の場合は厚みは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
（金属箔）
金属箔の具体例としては、電解銅箔や圧延銅箔を用いることができる。電解銅箔の例では、厚み３μｍ〜７０μｍ程度のものが市販されており、これらを用いることができる。厚みの薄いもの、特に９μｍ以下のものは取り扱いのため支持キャリアをつけた銅箔を用いることができる。また、金属箔の表面粗さは、一例として平均粗さＲｚが０．５〜１０μｍの範囲である。
【００５１】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００５２】
（実施の形態１）
図１は第１の実施の形態の回路基板の模式平面図である。本実施の形態では、平面方向に密度分布のある補強材シート１０１を含有する絶縁体層に、ガラスエポキシ基板を用いる場合について説明する。図１では、説明のため基材内部のガラス織布の横糸１０２ａ、たて糸１０２ｂを図示している。ガラス繊維の織り重なった部分（補強材シートの密度の大きな部分）以外に設けるインナービア１０３は、織り重なっている部分（補強材シートの密度の大きな部分）に設けるインナービア１０４より断面積が大きくなっている。前記において、ガラスクロスの織り重なった部分とガラスクロスの目が開いた部分で、好ましくはビアの断面積の比が１．１５倍以上、更に好ましくは、１．４倍以上である。この範囲であれば、ビア抵抗のばらつきは少なくなる。
【００５３】
本実施の形態の、回路基板は次のように作製することができる。
【００５４】
まず、接続中間体を作製する。Ｂステージ（半硬化状態）のガラスエポキシ基材（ガラスエポキシプリプレグ：２０１）の両側面に前記カバーフィルム２０２を熱圧着し、所望の位置に機械ドリルでインナービアホール（本実施の形態では貫通孔：２０３，２０３’を形成する（図２Ａ）。
【００５５】
つぎに、インナービアホールに導電ペースト２０４を印刷法などで充填し、充填後にカバーフィルム２０２を剥離除去して接続中間体２０５が完成する（図２Ｂ）。
【００５６】
図２Ａにおける孔加工条件の一例としては、ドリル径：１５０μｍ、加工速度：約１３３穴／分、ドリル下降速度：２ｍ／分で貫通孔２０３，２０３’を形成できる。このとき孔貫通後にドリルを例えば約０．２秒の間、下降した状態で回転したまま静止させ、その後にドリルを引き抜く。
【００５７】
この場合、繊維が密なところは繊維が突っ張りとなって穴径２０３はそのままであるが繊維が粗の部分（樹脂リッチのところ）２０３’は、加工による発熱、ドリルのわずかな芯ぶれ等により穴径が拡大する。つまり、穴径は加工部の繊維量によって連続的に変化し、結果として、穴をあける部分の繊維の密度に反比例した穴径が得られる。ここで、「反比例」とは、数学的な意味の反比例ではなく、「補強材密度の大きな部分では孔径が小さく、補強材密度の小さな部分では孔径が大きくなる」ことを言う。この語句は、以下の明細書中でも同一の意味で用いる。
【００５８】
通常の回路基板の作製では、ドリルが材料を貫通した後、即座にドリルを上昇させるのが普通である。これは、穴品質（同じ孔径にそろえるという意味で）、ドリル折れ防止およびタクトアップのためである。この場合は繊維の粗密に関係なくほぼ一定の穴が加工されることになる。
【００５９】
例えば、約７０μｍの厚みのプリプレグを用い本実施の形態の孔加工を行ったところ、ガラスクロスのたて糸とよこ糸が織り重なった部分（ガラス繊維の密度の最も高い部分）では、孔径は直径１５０μｍ、クロスの目の開いた部分（ガラス繊維の密度の最も低い部分）では、孔径は１８０μｍ、それ以外の場所は孔径は１５０μｍから１８０μｍの間でガラス繊維の密度に反比例して小さくなった。ガラスクロスを構成する繊維糸の立て糸とよこ糸の織り重なった場所に設けた孔は、織り重なりに収まる孔径以下の大きさになった。
【００６０】
次に、前記した接続中間体２０５の両面に配線パターンを形成するための厚さ１８μｍの金属箔２０６を重ね合わせ、熱プレスで加熱加圧した（図２Ｃ）。熱プレスの条件は、一般的な回路基板の熱プレス条件を用いることができ、例としては、１８０℃〜２５０℃、３０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２、０．５〜２時間である。この工程では、プリプレグの樹脂と導電ペーストの樹脂を硬化させ、金属箔と接着させると同時に両側の金属箔同士を導電ペーストを通して電気的に接続させた。
【００６１】
最後に、金属箔を配線パターン２０７に加工して両面回路基板２０８が完成した（図２Ｄ）。配線パターンの加工法は、フォトリソ法など一般の回路基板の配線加工法を用いることができる。
【００６２】
インナービアの接続抵抗は、インナービアの断面積が大きいほど低くなる。また、導電フィラー同士（導電フィラーと銅箔）に加わる実効的な圧力が大きいほど接点は多くなりまた各々の接点も大きくなり、接続抵抗は低くなる。実効的な圧力を大きくするには、熱プレスの圧力を大きくすると同時に、インナービアホールの側壁面が横に広がらない構成にすることが必要である。ここで、側壁面が横に広がらない構成とは、本実施例の形態でいえば、ガラスクロスの織り重なった場所に設けた孔は、織り重なりに収まる孔径以下の大きさにすることである。
【００６３】
本実施の形態では、補強材の密度の最も大きな部分（ガラスクロスの繊維の織り重なった部分）は側壁面が広がりにくい構成のため直径１５０μｍのインナービアホール（貫通孔）を、補強材の密度の最も小さな部分（ガラスクロスの目の開いた部分）では実効圧が最もかかりにくいので孔径は１８０μｍ、それ以外の部分では孔径は１５０〜１８０μｍの間でガラス繊維の密度に反比例して小さく形成したものである。前記した孔加工条件で作製した本実施の形態のインナービアでは約２〜３ｍΩと非常にばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。インナービアホールの孔径は前記した孔径に限定されない。
【００６４】
本実施の形態の両面回路基板２０８をコア基板としてその両側に、前記した接続中間体２０５と金属箔２０６を重ね（図３Ａ）、両面基板と同様に熱プレスでコア基板とプリプレグを積層して、最後に金属箔を配線パターン２０９に加工することで４層基板を作製することができる（図３Ｂ）。
【００６５】
さらなる多層基板は、コア基板に多層基板を用いて前記した積層工程を繰り返すことで作製することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態の多層基板では、コア基板の両側に積層するプリプレグには、コア基板の配線層２０７が埋設することになる。すなわち、インナービア部分にも配線層が埋設されるため、プレス工程中のインナービアの圧縮率が高くなり、接続抵抗をさらに低く、ばらつきを小さくすることができる。
【００６７】
また、両面回路基板においても配線転写法を用いれば配線層を埋設することができ、同様に、さらに低く、ばらつきの小さい接続抵抗が実現できる。詳細には、図４Ａに示すように支持基板（キャリア）に金属箔を形成したいわゆるキャリア付き金属箔を用いることができる。キャリア付き金属箔２１１の例としては、アルミキャリアに離型層を介して銅箔が積層されたものなどが市販されている。本発明の実施の形態に用いる場合には、銅箔を塩化鉄水溶液、過硫酸アンモニウム水溶液などでエッチングによりあらかじめパターニングして、配線層２１０を接続中間体２０５に埋設するように積層した後、アルミキャリアを塩酸などでエッチングして除去することができる（図４Ｂ）。
【００６８】
本実施の形態の機械ドリルを用いた貫通孔の形成方法としては上記以外にも、当然、異なる径のドリルを用いることも可能である。つまり、ガラス繊維の織り重なった部分（補強材シートの密度の大きな部分）以外に設けるインナービアホールは、織り重なっている部分（補強材シートの密度の大きな部分）に設けられたものより径の小さなドリルを用いるのである。補強材の密度分布が不規則な場合は各ワーク毎に密度分布に応じてドリル径を選択する必要があるが、ガラス織布のような密度分布が規則的な補強材を用いる場合は、このような余分の工程が要らず（または少なく簡便になり）好ましい。
【００６９】
貫通孔の形成方法としてはこの他にも通常の回路基板の孔加工法、すなわち、炭酸ガス、ＹＡＧ、エキシマなどのレーザー孔加工法や、パンチングなども用いても同様に本実施の形態のインナービアホール（貫通孔）を形成することができる。
【００７０】
次に図１１に示すように、炭酸ガスレーザー孔加工法により貫通孔を形成した場合は、ガラス繊維の密度の大きい部分に形成したインナービア（孔径の小さいインナービア）７０２には、多くのガラス繊維７０４がインナービアの内部に突出した構成となる。これに対して、ガラス繊維の密度の小さい部分に形成したインナービア（孔径の大きいインナービア）７０１には、相対的に少ないガラス繊維７０３がインナービアの内部に突出した構成となる。このような構成とすることで、インナービアと周りの絶縁体層のガラスエポキシ基材がアンカー効果によりよく接着し、機械的（及び熱的）な応力に対して強度が増し、小さな孔径のインナービアの接続信頼性を向上させることができる。小さな孔径のインナービアは、導電体の接触点数が少ないため、大きなインナービアよりも接続信頼性が低くなりがちである。しかし、上記した方法で小さなインナービアの接続信頼性を向上させることで基板全体としての接続信頼性向上させることができる。
【００７１】
炭酸ガスレーザーを用いた場合の例としては、波長９．４μｍまたは１０．６μｍの炭酸ガスレーザーを使用できる。ショット回数は１〜３回が適正である。このような例の場合、波長は長くショット回数が少ないほど本発明の効果は顕著だった。孔あけ加工は、同一のレーザーを照射したときに、ガラスクロス基材の密度分布の差に起因する被加工性の違いを利用する。この関係は次の表１のようになる。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
次にレーザー光の波長に関して説明する。同一エネルギーのレーザーであれば、一般に、波長が短い方がレーザースポット径が小さくなり、この結果、レーザーのエネルギー密度が大きくなる。エネルギー密度の大きなレーザーでは、一般的には穴の開けにくい材料であるガラスクロスを用いたシートに穴を開けることが容易になり、基材の密度分布によらず、バラツキの少ない孔径の孔を形成できる。逆に波長が短ければ、レーザーのスポット径が大きくなり、この結果、エネルギー密度は小さくなる。このため、穴の開けやすい材料であるマトリックス樹脂の部分の穴は開けやすいが、ガラスクロスの部分は穴が開けにくくなり、基材の密度分布の影響を受けやすくなる。すなわち、ガラスクロスのたて糸とよこ糸の織り重なった部分は小さな孔となり、織り目があいているの部分は大きな孔となる。したがって、レーザー光の波長は長いほうが好ましい。
【００７４】
次にショット回数について説明する。レーザー照射はショット回数が多いほど投入するエネルギー総量は大きくなる。例えば２ショットでは１ショットの２倍のエネルギー総量になる。このため、同一箇所に複数回ショットすると、エネルギー総量が大きくなり、最初のショットで加工できなかったガラスクロスも、２回目、３回目のショットで順次穴あけ加工されて、基材の密度分布によらず孔径が均一になる。逆にショット回数が少なければ、基材の密度分布の影響を受けやすくなる。すなわち、ガラスクロスのたて糸とよこ糸の織り重なった部分は小さな孔となり、織り目があいているの部分は大きな孔となる。したがって、ショット回数は１〜３回が適正である。
【００７５】
本実施の形態では、インナービアホールは、貫通孔について説明したが、非貫通孔としてもよい。非貫通孔の場合の回路基板の作成方法は、図５Ａ〜図５Ｄに示すようにする。
【００７６】
まず、プリプレグ３０１の片面に配線パターン３０２を形成した前記配線転写材の配線がプリプレグの側に来るように、もう片面に前記カバーフィルム３０４を仮圧着する。つぎに、所望の位置にブラインドビアホール（非貫通孔）３０５を炭酸ガスレーザー孔加工法などで形成して（図５Ａ）、導電体（導電ペースト）３０６を充填する。カバーフィルムを除去して（図５Ｂ）、カバーフィルムを除去した側に金属箔３０７を重ねて、熱プレスで加熱加圧する（図５Ｃ）。金属箔を配線パターン３０８に加工して、配線転写材の支持基板３０３を除去すると両面回路基板が完成する（図５Ｄ）。金属箔のパターンに加工後の積層体（回路基板転写材）を配線転写材の替わりの用いて前記した工程を必要回数繰り返せば多層回路基板を作製することができる。この方法によれば、配線パターンの位置に合わせてビアホールを形成するために、寸法合致精度を向上させることができる。
【００７７】
（実施の形態２）
図６は本発明の第２の実施の形態の多層回路基板の断面模式図である。本実施の形態の多層基板は、被圧縮性の絶縁基材からなるコア基板の少なくとも片面に実施の形態１で説明した回路基板が積層された構成である。図では、アラミドエポキシ基板の両面基板４０１をコア基板として用いて、第１の実施の形態で説明した構成のガラスエポキシ基材による回路基板４０２をコア基板の両側に積層した構成である。
【００７８】
本実施の形態の多層回路基板は次のように作製することができる。
【００７９】
まず、アラミドエポキシプリプレグを用いて両面回路基板を作製する。両面回路基板の作成方法は、まず、アラミドエポキシプリプレグの両面にカバーフィルムを仮圧着して、貫通孔を形成する。貫通孔は、例えば炭酸ガスレーザーで、孔径２００μｍのものを形成することができる。アラミドエポキシプリプレグは、アラミド繊維の不織布にエポキシ樹脂を含浸した複合材で、内部に空隙が多数存在するために被圧縮性をもつため、実施の形態１で示した方法によらなくともインナービアはばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。もちろん、実施の形態に示したように、補強材（この場合はアラミド不織布）の密度により孔径を変えればよりばらつきが少なくなり好ましいことは言うまでもない。
【００８０】
つぎに、貫通孔に導電ペーストを充填してカバーフィルムを除去すれば、アラミドエポキシ基材による接続中間体の完成である。この後は実施の形態１と同様にアラミドエポキシ基板の両面回路基板を得ることができる。また、貫通孔はレーザーを用いてあけても良いし、ドリルを用いてあけても良い。
【００８１】
これをコア基板として両側から実施の形態１で説明した接続中間体と金属箔を重ね、実施の形態１と同様に熱プレスにより積層し、前記金属箔を配線パターンに加工する。これにより４層基板（ここで４層とは配線層をいう。）は完成する。なお、被圧縮性のコア基板は多層回路基板でもよい。コア基板の配線層が４層の例を図１２に示す。
【００８２】
さらに高多層が必要なときには、本実施の形態の多層基板をコア基板として本実施の形態の工程を繰り返すことで作製することができる。
【００８３】
本実施の形態の多層基板では、ガラスエポキシ基材による絶縁体層のすべてに、配線層が埋設している構成であり、実施の形態１で説明したように、さらに、ばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。また、コア基板には配線層は埋設しないが、アラミドエポキシプリプレグの被圧縮性がこれを補いインナービアは充分圧縮される構成となっている。つまり、本実施の形態の多層回路基板は全層にわたりさらに、ばらつきの少ない接続抵抗を実現できる。さらに、両側にガラスエポキシ基材を積層した場合は、アラミドエポキシ基材が外部にさらされることが無くなり、吸湿しにくい構成となる。その上、ガラスポキシ基材は機械強度に優れるため、アラミドエポキシ基材のみで構成した多層基板に比べて機械強度に優れた基板を実現できる。
【００８４】
（実施の形態３）
図７は本発明の第３の実施の形態の多層基板の断面模式図である。本実施の形態の多層基板は、第１または第２の実施の形態の回路基板５０１をコア基板として、コア基板の少なくとも片面に、コア基板の絶縁体層よりも薄い絶縁体層の回路基板５０２を積層した構成である。薄い絶縁体層には、より微細なインナービアを低抵抗で形成することができる。これは、同じ孔径でもインナービアの長さつまり絶縁体層の厚みを薄くすれば接続抵抗が小さくなるからである。
【００８５】
実施の形態２の４層多層基板をコア基板として、コア基板の絶縁体層より薄い絶縁体層としてポリイミドフィルムを用いた場合について説明する。
【００８６】
本実施の形態の多層基板はつぎのように作製することができる。まず、ポリイミドフィルムによる絶縁体層の基板の作成方法を説明する。図８Ａに示すように、ポリイミドフィルム６０１の両面に接着剤層６０２を形成したフィルム（薄い絶縁体層６０３）の片面に、図８Ｂに示すようにカバーフィルム６０４を、もう一方の片面にキャリア付配線パターン６０５を仮圧着する。接着剤層６０２はポリイミド系やエポキシ系の接着剤を用いることができる。フィルムの厚みは、一例としては、ポリイミドフィルム１３μｍに対して接着剤層を各々５μｍ形成する。カバーフィルムは、実施の形態１と同様にすることができる。また、配線パターンは、実施の形態１で説明した、転写法に用いるキャリア付銅箔に配線パターンを形成したものを用いることができる。
【００８７】
次に、図８Ｃに示すようにフィルムに非貫通孔を形成して導電体６０６を充填してカバーフィルムを除去する。これにより、両面回路転写材中間体６１４が完成する。非貫通孔の形成はレーザー孔加工法を用いることができる。一例としてはＵＶ−ＹＡＧレーザー（３倍高調波：波長３５５ｎｍ）を用いることができる。ＵＶ−ＹＡＧレーザーによれば銅箔にダメージを与えることなく微細な非貫通孔（本実施の形態では３０〜５０μｍ程度となる）を形成できるので好ましい。
【００８８】
導電体としては、実施の形態１と同様に導電ペーストを用いることができる。導電ペーストの充填は、スキージによる印刷法を用いることができる。非貫通孔の充填では、充填時あるいは、充填後に減圧することが好ましい。これは、開口部からペーストを充填したときにかみこんだ気泡を減圧することにより取り除くためである。また銅箔は、表面に凹凸を設けた粗化銅箔を用いて、接着層との間に隙間（銅箔表面の凸凹に対応した微細な隙間で、導電ペーストの導電フィラーよりも小さくする）を残して仮圧着するのが好ましい。これは、導電ペーストの充填時及びプレス時に、導電ペーストの樹脂がこの隙間から排出され、インナービアの中の導電粉の割合が高まりさらに低抵抗が得られるからである。
【００８９】
次に図８Ｄに示すように、両面回路転写材中間体６１４のカバーフィルムを取り除いた側に金属箔６０７を重ね、熱プレスにより加熱加圧する。このとき配線パターンは接着剤層６０２に埋め込まれる。熱プレスの条件は、実施の形態１と同様にすることができる。
【００９０】
次に金属箔を通常のフォトリソ法で配線パターン６０８に加工して、キャリア付両面回路転写材６０９が完成する（図９Ａ）。
【００９１】
キャリア付金属箔の替わりに前記キャリア付両面回路転写材６０９を用いて前記工程を繰り返せば多層転写材中間体６１０（図９Ｂ）や多層回路転写材６１１（図９Ｃ）を作製できる。
【００９２】
コア基板の絶縁体層より薄い絶縁体層としてポリイミドフィルムを用いた場合について説明したが、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェイレンベンゾビスオキサゾール）または全芳香族ポリエステルなどフィルムに接着剤を形成して用いることもできる。熱可塑性フィルムの場合は、フィルム自体が加熱すると接着性を持つので接着剤無しで用いることもできる。
【００９３】
次に、転写材をコア基板に積層する。
【００９４】
コア基板としては、実施の形態１または２で説明した回路基板６１２を用いることができる。コア基板６１２の少なくとも片側に転写材中間体６１０を図１０Ａのように重ね合わせ、熱プレスにより積層する。熱プレスの条件は実施の形態１と同様にすることができる。最後に、転写材中間体のキャリアをエッチングにより除去すれば、本実施の形態の多層基板が完成する。
【００９５】
また、転写材中間体を用いる替わりに、実施の形態１または２の接続中間体６１３を介して、本実施の形態の（多層）回路転写材６１１をコア基板６１２に積層して、本実施の形態の多層基板を作製することもできる（図１０Ｂ）。
【００９６】
本実施の形態では、薄い絶縁体層を配線転写材でコア基板に転写する方法を示したが、この方法によれば薄い絶縁体層に形成したより微細な回路と、コア基板を別に作製することができるので、コア基板の上に順に積み上げていく方法に比べて、微細な回路部分のゴミによる汚染が少なくまた、全体の歩留まりを向上させることができる。
【００９７】
本実施の形態の多層回路基板では、実施の形態１及び２で説明したばらつきの少ない接続抵抗を具備した全層ＩＶＨ構造の回路基板をコア基板としてその上に、より高密度な配線層を形成できる。薄いポリイミドフィルムの絶縁体層だけで基板を作った場合は、機械強度が要求される分野に使用することは難しいが、本実施の形態の多層基板は、機械強度と高密度微細配線（コア基板部分を含めて）が実現可能であり、特に比較的大きな半導体を直接実装するためのパッケージ用基板に好適である。
【００９８】
コア基板としては、一般の回路基板（ガラスエポキシスルーホール基板、ビルドアップ基板、エポキシ樹脂含浸させたアラミド繊維不織布を用いた多層基板など）を用いてもよい。また、図に示すように、前記転写材を接続中間体を介して配線形成用の金属箔に直接積層することもできる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラスエポキシ基材をはじめとする平面方向に密度分布のある補強材シートを含有する基材を絶縁体層に用いた場合にでも、高密度配線でしかも、ばらつきの少ないインナービア接続抵抗を実現する回路基板とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における回路基板の模式的平面図
【図２】Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図
【図３】Ａ〜Ｂは、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図
【図４】Ａ〜Ｂは、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法（貫通孔）の各工程の説明図
【図５】Ａ〜Ｄは、本発明の第１の実施の形態における回路基板の製造方法（非貫通孔）の説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態における多層回路基板の断面模式図
【図７】本発明の第３の実施の形態における多層回路基板の断面模式図
【図８】Ａ〜Ｄは、本発明の第３の実施の形態における多層回路基板の製造方法の説明図
【図９】Ａ〜Ｃは、本発明の第３の実施の形態における多層回路基板の製造方法の説明図
【図１０】Ａ〜Ｂは、本発明の第３の実施の形態における多層回路基板の製造方法の説明図
【図１１】本発明のガラス繊維が突出したインナービアを具備した第１の実施の形態における回路基板の断面模式図
【図１２】本発明の第２の実施の形態で得られた４層の回路基板の断面模式図
【符号の説明】
１０１    補強材シート
１０２ａ  ガラス織布のよこ糸
１０２ｂ  ガラス織布のたて糸
１０３，１０４，７０１，７０２    インナービア
２０１    ガラスエポキシプリプレグ
２０２，３０４，６０４    カバーフィルム
２０３，２０３’  インナービアホール（貫通孔）
２０４，３０６，６０６    導電ペースト
２０５    接続中間体
２０６，３０７，６０７    金属箔
２０７，２０９，３０２，３０８，６０８    配線パターン
２０８    両面回路基板
２１０，４０３    埋設された配線層（配線パターン）
２１１    キャリア付金属箔
３０１    プリプレグ
３０３    支持基板（キャリア）
３０５    ブラインドビアホール（非貫通孔）
４０１，５０１    コア基板
４０２    第１の実施の形態の回路基板
５０２    薄い絶縁体層による回路基板
６０１    ポリイミドフィルム
６０２    接着剤層
６０３    薄い絶縁体層
６０５    キャリア付配線パターン
６０９    両面回路転写材
６１０    多層回路転写材中間体
６１１    多層回路転写材
６１２    第１または２の実施の形態の回路基板（コア基板）
６１３    接続中間体
６１４    両面回路転写材中間体
７０１    大きな径のインナービアホール
７０２    小さな径のインナービアホール
７０３    数が少ない突出したガラス繊維
７０４    数が多い突出したガラス繊維
【図１】
0003587457.tif 000003
【図２】
0003587457.tif 000004
【図３】
0003587457.tif 000005
【図４】
0003587457.tif 000006
【図５】
0003587457.tif 000007
【図６】
0003587457.tif 000008
【図７】
0003587457.tif 000009
【図８】
0003587457.tif 000010
【図９】
0003587457.tif 000011
【図１０】
0003587457.tif 000012
【図１１】
0003587457.tif 000013
【図１２】
0003587457.tif 000014