(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱可塑性樹脂基板の表面に溝を形成する工程と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に光を照射することにより、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層を形成する工程と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記溝に流動性を有する導電材料を充填する工程と、
前記改質層が形成された前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に、第２の熱可塑性樹脂基板を熱圧着する工程と、を備え、
前記改質層を形成する工程において、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記溝の周囲には前記光を照射せず、前記改質層を形成しない、
多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
熱圧着する工程において、
前記改質層を構成する樹脂の融点よりも高く、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂の融点よりも低い温度に加熱する、
請求項１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記溝を形成する工程において、
波長が２５０ｎｍ以下かつ１回当たりの出力が１Ｗ以下の紫外線レーザ光を繰り返し照射することにより前記溝を形成する、
請求項１又は２に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記改質層を形成する工程において、
前記光として前記紫外線レーザ光を照射する、
請求項３に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記改質層を形成する工程において、
前記光として前記紫外線レーザ光を１回のみ照射する、
請求項４に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項６】
表面の溝に配線が形成された第１の熱可塑性樹脂基板と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に積層された第２の熱可塑性樹脂基板と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面において前記第２の熱可塑性樹脂基板との界面に形成され、かつ、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層と、を備え、
前記改質層は、前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面において前記溝の周囲には形成されていない、
多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な多層配線基板では、樹脂基板に張り付けられた銅箔をエッチングすることにより配線パターンを形成する。しかしながら、このような多層配線基板では、銅箔の厚さが限られているため、大電流用途には不向きであった。
【０００３】
特許文献１には、樹脂基板に溝を形成し、その溝に導電性ペーストを充填することにより、配線パターンを形成した多層配線基板が開示されている。溝の深さを深くすることにより、配線層を厚くすることができるため、上述の一般的な多層配線基板よりも大電流用途に適している。ここで、車載用の多層配線基板には、一般的な家電製品等に比べ、大きい電流を流す必要があるため、配線層の膜厚化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、多層配線基板に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示された手法では、溝に配線パターンが形成された複数の熱可塑性樹脂基板を軟化温度以上に加熱し、圧着している。すなわち、熱圧着工程において、基板全体が軟化してしまうため、配線溝形状が変形し、配線に求められる所望の電気特性が得られなくなる虞があった。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、熱圧着工程による配線溝の形状変形が抑制された多層配線基板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】
本発明の一態様に係る多層配線基板の製造方法は、
第１の熱可塑性樹脂基板の表面に溝を形成する工程と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に光を照射することにより、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層を形成する工程と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記溝に流動性を有する導電材料を充填する工程と、
前記改質層が形成された前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に、第２の熱可塑性樹脂基板を熱圧着する工程と、を備え、
前記改質層を形成する工程において、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記溝の周囲には前記光を照射せず、前記改質層を形成しないものである。
【０００８】
本発明の一態様に係る多層配線基板の製造方法では、第１の熱可塑性樹脂基板の表面に前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層を形成しつつ、前記第１の熱可塑性樹脂基板の溝の周囲には前記改質層を形成しない。そのため、熱圧着工程による配線溝の形状変形が抑制される。
【０００９】
熱圧着する工程において、前記改質層を構成する樹脂の融点よりも高く、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂の融点よりも低い温度に加熱することが好ましい。
また、前記溝を形成する工程において、波長が２５０ｎｍ以下かつ１回当たりの出力が１Ｗ以下の紫外線レーザ光を繰り返し照射することにより前記溝を形成することが好ましい。このような構成により、溝の表面に親水性を付与することができる。
さらに、前記改質層を形成する工程において、前記光として前記紫外線レーザ光を照射することが好ましい。溝と改質層とを同時に形成することができる。ここで、前記光として前記紫外線レーザ光を１回のみ照射することが好ましい。
【００１０】
本発明の一態様に係る多層配線基板は、
表面の溝に配線が形成された第１の熱可塑性樹脂基板と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記表面に積層された第２の熱可塑性樹脂基板と、
前記第１の熱可塑性樹脂基板と前記第２の熱可塑性樹脂基板との界面に形成され、かつ、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層と、を備え、
前記改質層は、前記界面において前記第１の熱可塑性樹脂基板の前記溝の周囲には形成されていないものである。
【００１１】
本発明の一態様に係る多層配線基板では、第１の熱可塑性樹脂基板と第２の熱可塑性樹脂基板との界面に形成され、かつ、前記第１の熱可塑性樹脂基板を構成する樹脂よりも融点の低い樹脂からなる改質層を備えつつ、前記第１の熱可塑性樹脂基板の溝の周囲には前記改質層を形成しない。そのため、熱圧着工程による配線溝の形状変形が抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、熱圧着工程による配線溝の形状変形が抑制された多層配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る第１配線基板１０において導体インクを充填した様子を示す顕微鏡写真である。
【図４】比較例に係る第１配線基板において導体インクを充填した様子を示す顕微鏡写真である。
【図５】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図６】図５に対応した平面図である。
【図７】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図８】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図９】第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。
【図１０】図８の変形例である。
【図１１】第１配線基板１０の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１〜図９を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法について説明する。図１、図２、図５、図７〜図９は、第１の実施の形態に係る多層配線基板の製造方法を示す断面図である。図３は、第１の実施の形態に係る第１配線基板１０において導体インクを充填した様子を示す顕微鏡写真である。図４は、比較例に係る第１配線基板において導体インクを充填した様子を示す顕微鏡写真である。図６は、図５に対応した平面図である。
【００１６】
まず、図１に示すように、液晶ポリマー樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの熱可塑性樹脂からなる平坦な第１配線基板１０を準備する。第１配線基板１０の厚さは、例えば３０〜３００μｍ程度である。
【００１７】
次に、図２に示すように、第１配線基板１０の表面にレーザ光を照射しながら繰り返しスキャンすることにより、配線溝１１を形成する。図の例では、３本の配線溝１１が形成されている。配線溝１１の深さは、例えば２０〜２００μｍ程度である。レーザ光は、波長が２５０ｎｍ以下かつ低出力の紫外線レーザ光を用いることが好ましい。具体的には、１スキャン当たり１Ｗ以下のエキシマレーザが好適である。このような条件では、１スキャンにつき第１配線基板１０の表面が例えば深さ０．３μｍ程度削られるため、深さ３０μｍの配線溝１１を形成するために、例えば１００回程度スキャンする。
【００１８】
このように、波長が２５０ｎｍ以下かつ１スキャン当たり１Ｗ以下の紫外線レーザ光を用いることにより、配線溝１１の表面（側壁及び底面）に親水性の改質層１２ａが形成される。そのため、後の工程において充填する導体インクが配線溝１１の隅々まで行き渡り、配線溝１１の形状通りの配線１３（図７参照）が形成可能となる。さらに、配線溝１１と配線１３との密着性も向上する。図３に、表面に親水性の改質層が形成された配線溝（５０μｍ幅）に導体インクを充填した様子を示す。配線溝の濡れ性が良く、配線溝の形状通りに導体インクが行き渡っている。
【００１９】
一方、レーザ光の波長が２５０ｎｍよりも長い場合や、１スキャン当たりの出力が１Ｗよりも大きい場合、親水性の改質層１２ａが形成されずに配線溝１１の表面が炭化してしまう。配線溝１１の表面は、一度炭化すると親水性を付与することが困難になる。図４に、表面が炭化した配線溝（５０μｍ幅）に導体インクを充填した様子を示す。配線溝の濡れ性が悪く、配線溝の形状通りに導体インクが行き渡っていない。
【００２０】
次に、図５に示すように、配線溝１１が形成された第１配線基板１０の表面にレーザ光を１スキャンのみ照射しながらスキャンすることにより、改質層１２ｂを形成する。レーザ光は、配線溝１１を形成するためのレーザ光と同じであることが好ましい。その場合、図２における配線溝１１の形成と図５における改質層１２ｂの形成を同時に行うことができる。
【００２１】
改質層１２ｂは改質層１２ａと同様の膜であって、親水性を有している。具体的には、改質層１２ａ及び改質層１２ｂを構成する樹脂は、レーザ光照射によりポリマーの結合が切断されており、第１配線基板１０を構成する樹脂よりも融点が降下する。例えば、融点３００℃の液晶ポリマー樹脂からなる配線基板において、このような改質を行うと、１０℃程度融点が降下する。他方、切断された部位に水酸基などの親水基が結合するため、改質層１２ａ及び改質層１２ｂは親水性を有している。
【００２２】
ここで、図６は図５に対応した平面図である。換言すると、図５は、図６のＶ−Ｖ断面図である。図５及び図６に示すように、第１配線基板１０の表面に形成された改質層１２ｂは、配線溝１１の周囲には形成されていない。具体的には、配線溝１１と改質層１２ｂとの間隔は１０μｍ以上であることが好ましく、例えば５０μｍ程度である。このような構成の効果については後述する。
【００２３】
なお、改質層１２ｂを形成するためのレーザ光のスキャン回数は２回以上であってもよい。しかしながら、上述の通り、１スキャンにつき第１配線基板１０の表面が例えば深さ０．３μｍ程度削られるため、少ない回数の方が好ましく、１回が最も好ましい。
【００２４】
次に、図７に示すように、銀や銅などの微粒子を含有する導体インクを配線溝１１の全体に充填した後、乾燥することにより、配線溝１１の内部に配線１３を形成する。ここで、配線溝１１の表面に親水性の改質層１２ａが形成されているため、導体インクが配線溝１１の隅々まで行き渡る。なお、導体インクの必要量が配線溝１１に一度に収まらない場合には、乾燥後に導体インキを配線溝１１に再度充填してもよい。なお、配線１３を形成する前に改質層１２ｂを形成しておかずに、配線１３を形成した後に改質層１２ｂを形成してもよい。
【００２５】
次に、図８に示すように、第１配線基板１０の表面上に第２配線基板２０の裏面を積層する。ここで、第２配線基板２０の表面には、第１配線基板１０の配線溝１１と同様の手法により形成された配線溝２１ａやビアホール２１ｂが設けられている。そのため、配線溝２１ａの表面（側壁及び底面）及びビアホール２１ｂの内周面には改質層２２ａが形成されている。また、第２配線基板２０の表面には、第１配線基板１０の改質層１２ｂと同様の手法により形成された改質層２２ｂも設けられている。
【００２６】
次に、図９に示すように、導体インクを第２配線基板２０の配線溝２１ａやビアホール２１ｂに充填した後、乾燥することにより、それらの内部に配線２３ａ及び埋め込みビア２３ｂを形成する。ここで、配線溝２１ａやビアホール２１ｂの表面に親水性の改質層２２ａが形成されているため、導体インクが配線溝２１ａやビアホール２１ｂの隅々まで行き渡る。ここで、太い配線やビアホールやランド（不図示）などを形成する場合、導体体積率が高く粘度の大きい導体インク（導体ペーストとも呼ばれる）を用いることが好ましい。
【００２７】
そして、３枚目以降の配線基板を第２配線基板２０と同様に順次積み重ねた後、全ての配線基板を一度に熱圧着することにより多層配線基板を製造する。熱圧着の際には、配線基板間に形成された改質層１２ｂや改質層２２ｂを構成する樹脂の融点よりも高く、第１配線基板１０、第２配線基板２０などの配線基板を構成する熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度に加熱する。
【００２８】
そのため、熱圧着の際、第１配線基板１０や第２配線基板２０自体は溶融せずに、配線基板間に形成された改質層１２ｂや改質層２２ｂのみが溶融する。さらに、熱圧着の際に溶融する改質層１２ｂや改質層２２ｂは、配線溝１１、配線溝２１ａ、ビアホール２１ｂの周囲には形成されていない。その結果、熱圧着の際の配線溝１１、配線溝２１ａ、ビアホール２１ｂなどの形状変形を効果的に抑制することができる。なお、配線基板間の改質層は、溶融後に凝固するため製造された多層配線基板にも残留する。
【００２９】
（その他の実施の形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、その他の実施の形態について説明する。
まず、図１０は、図８の変形例である。図１０に示すように、第１配線基板１０の表面上に第２配線基板２０の裏面を積層する前に、第２配線基板２０の裏面にも改質層２２ｃを形成してもよい。ここで、改質層１２ａが配線溝１１の周囲に形成されていないのと同様に、改質層２２ｃはビアホール２１ｂの周囲には形成されていない。
【００３０】
このような構成により、第１の実施の形態と同様に、熱圧着の際の配線溝１１、配線溝２１ａ、ビアホール２１ｂなどの形状変形を効果的に抑制しつつ、配線基板同士の密着性をより向上させることができる。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３１】
次に、図１１は、第１配線基板１０の変形例である。図１１に示すように、第１の実施形態に係る第１配線基板１０をサブ基板１０ａ及びサブ基板１０ｂの２枚のサブ基板から構成してもよい。サブ基板１０ａは平坦な基板であって、表面全体に改質層１２ｃが形成されている。改質層１２ｃの形成手法は改質層１２ｂと同様である。他方、サブ基板１０ｂには貫通孔が形成されている。サブ基板１０ａとサブ基板１０ｂとを積層することにより、配線溝１１が形成される。
【００３２】
図１１の変形例では、配線溝１１の深さがサブ基板１０ｂの厚さで決まるため、配線溝１１の深さの制御が第１の実施の形態よりも容易になる。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、レーザ光をスキャンするのでなく、マスクを用いて紫外線ランプにより一括露光して配線溝、ビアホール及び配線基板表面の改質層を形成することもできる。しかしながら、レーザ光をスキャンする方が、高価なマスクを使用する必要がないため、コスト的に有利である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  第１配線基板
１０ａ  サブ基板
１０ｂ  サブ基板
１１  配線溝
１２ａ  改質層
１２ｂ  改質層
１２ｃ  改質層
１３  配線
２０  第２配線基板
２１ａ  配線溝
２１ｂ  ビアホール
２２ａ  改質層
２２ｂ  改質層
２２ｃ  改質層
２３ａ  配線
２３ｂ  埋め込みビア
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006044592.tif 000006
【図８】
0006044592.tif 000007
【図９】
0006044592.tif 000008
【図１０】
0006044592.tif 000009
【図１１】
0006044592.tif 000010
【図３】
0006044592.tif 000011
【図４】
0006044592.tif 000012