(57)【要約】【課題】配線収容性が非常に高い構成で、かつ狭ピッチＢＧＡに代表される小径ランドへの実装において、部品実装の高信頼性を有する多層プリント配線板の提供を目的とする。【解決手段】導電性ペーストを充填した導通穴を有する絶縁基板の両側に内層材用の導体パターンを形成する。同様の方法で絶縁基板を重ね合わせて得た内層材の両面に内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はく６を重ね合わせ、熱プレスにより加熱・加圧し、最外層の予め酸化処理した外層用金属はくに直接レーザ加工を施し、非貫通穴７を得る。レーザ穴加工後、全面に金属めっきを施し、その後表層のＩＶＨや外層用導電パターンが形成された多層プリント配線板を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の樹脂含浸基材に形成した貫通穴に導電性ペーストを充填し、両面に張り合わせた金属はくで導電パターンを形成した内層材と、この内層材の両面に形成された、内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はく層に形成された非貫通穴と、この非貫通穴に外表面に形成した導電パターンと内層材用の導電パターンを接続するインタースティシャルバイアホールを設けてなる多層プリント配線板。
【請求項２】
シート状の樹脂含浸基材に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴の導電性ペーストを充填する工程と、前記樹脂含浸基材の両面に金属はくを張り合わせ加熱・加圧する工程と、回路形成して両面に導電パターンを有する内層材を形成する工程と、この内層材の両面最外層に内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はくを張り合わせ加熱・加圧する工程と、前記最外層の樹脂含浸基材と金属はく層に非貫通穴を設ける工程と、内層材に形成した導電パターンと最外層金属はく層を前記非貫通穴を介して電気的に接続する工程からなる多層プリント配線板の製造方法。
【請求項３】
貫通穴、非貫通穴をレーザ加工により形成する請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項４】
最外層の樹脂含浸基材および金属はく層に非貫通穴を形成する際に、最外層の金属はくを予め酸化させておく請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項５】
電気的に接続する工程は、金属めっきであることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項６】
シート状の樹脂含浸基材がガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグからなる基材である請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項７】
シート状の樹脂含浸基材がガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグからなる基材である請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項８】
シート状の樹脂含浸基材が熱硬化性樹脂を含浸した芳香族ポリアミドからなる被圧縮性の多孔質基材である請求項１に記載の多層プリント配線板。
【請求項９】
シート状の樹脂含浸基材が熱硬化性樹脂を含浸した芳香族ポリアミドからなる被圧縮性の多孔質基材である請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
導電性金属はくの所定位置に円錐または角錐状の導体突起が形成され、前記導体突起形成面に、シート状の樹脂含浸基材と、導電性金属はくが加熱積層され、前記導体突起が前記樹脂含浸基材を貫通し、両側の導電性金属はくが電気的に導通され、導体回路が形成された内層板に、内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はくが積層され、前記内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はく層にレーザ加工により形成された非貫通穴にこの層の外表面に形成した外層用の導電パターンと内層材用の導電パターンを接続するインタースティシャルバイアホールを設けてなる多層プリント配線板。
【請求項１１】
導体突起が導電性ペーストを硬化して形成されている請求項１０に記載の多層プリント配線板。
【請求項１２】
導電性金属はくの所定位置に円錐または角錐状の導体突起を形成する工程と、前記導体突起形成面に、シート状の樹脂含浸基材と、導電性金属はくを加熱積層し、前記導体突起が前記樹脂含浸基材を貫通させた内層用積層板を形成する工程と、前記積層板に内層用導体回路を形成する工程と、前記内層用積層板に内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はくを積層する工程と、前記内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はくの層に非貫通穴を形成する工程と、内層用導体パターンと外層用の導体パターンを非貫通穴を介して電気的接続する工程からなる多層プリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信用電話機、パソコン、ビデオカメラ等の各種電子機器に用いられる多層プリント配線板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品、中でもその中枢となる半導体は、益々小型化、高集積化、高速化、多ピン化の傾向にある。
【０００３】
それに伴い多層プリント配線板へは、配線収容性、表面実装密度の向上だけではなく、さらにはんだ付けランドの小径化に伴う部品と基板の接合強度の信頼性の向上が要求されてきている。具体的には、０．４ｍｍピッチボールグリッドアレイ（以下ＢＧＡと称す）に代表されるような高密度かつ小径ランド（φ０．２５ｍｍ以下）の実装（特に落下衝撃などの機械的ストレス）に対応するためのプリント配線板が要求されてきている。
【０００４】
これらに応える手段として、全層間をインタースティシャルバイアホール（以下ＩＶＨと称す）で電気的に接続した樹脂多層プリント配線板を内層材とし、この内層材の両面に絶縁樹脂付き金属はく層を積層し、これに非貫通穴を設け金属めっきにて層間を電気的に接続した構造の多層プリント配線板である。
【０００５】
この多層プリント配線板における製造方法について以下に説明する。
【０００６】
図３（ａ）〜（ｆ）は従来の最外層に絶縁樹脂付き金属はくを積層した構造の多層プリント配線板の製造方法を示すものである。図３において、１１は外層用の導体パターン、１２は絶縁樹脂付き金属はく、１３は内層材、１４は絶縁基板、１１ａは絶縁樹脂付き金属はくに形成された非貫通穴を金属めっきした表層のＩＶＨ、１２ａは表層のＩＶＨを形成するために絶縁樹脂層１２にレーザで形成した非貫通穴、１４ａは内層材用の導体パターン、１４ｂは内層材用の導電性ペースト、１４ｃはプリプレグ、１４ｄは銅はく、１５は内外部に導体パターンを有する多層プリント配線板である。以上のように構成された多層プリント配線板の製造方法について以下説明する。
【０００７】
まず、図３（ａ）に示すようにプリプレグ１４ｃに穴加工を施し、その穴内に導電性ペースト１４ｂを充填した絶縁基板１４の両側に銅張積層板を形成するための銅はくを重ね合わせ、熱プレスなどで接着した後公知のスクリーン印刷法や写真法などの手段を用いて、内層材用の導体パターン１４ａを形成する。
【０００８】
次に、図３（ｂ）に示すように、上記（ａ）で形成した絶縁基板１４上に、同様の方法によりプリプレグ１４ｃに穴加工を施しその穴内に導電性ペースト１４ｂを充填したものと銅はく１４ｄを重ね合わせ、熱プレスにより加熱・加圧する。
【０００９】
次に、上記（ｂ）で形成された銅張積層板の銅はくを公知のスクリーン法や写真法などの手段を用いて、導体パターン１４ａを形成し、図３（ｃ）に示すように内層材１３を得る。
【００１０】
次に、図３（ｄ）に示すように内層材１３上に絶縁樹脂付き金属はくを熱プレスなどにより積層後、図３（ｅ）に示すように所定の位置に非貫通穴１２ａを、その形成する部分の金属はくを予め除去しておき、レーザ加工により形成する。
【００１１】
次に図３（ｆ）に示すように、非貫通穴を形成した後、金属めっきにより、内外層を電気的に接続する表層のＩＶＨ１１ａを含む外層用の導体パターン１１を形成し、多層プリント配線板１５を得る。
【００１２】
その後、写真法などの公知の方法によりソルダレジスト形成、外形加工などを行う。
【００１３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２３７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記従来の多層プリント配線板の構造では、内層材は全層しかも任意の位置にＩＶＨを有し、さらに外層の非貫通穴も１５０μｍ程度の穴が形成でき、配線収容性および表面高密度実装という点においては非常に優れた特長を有していたが、近年のＢＧＡの高集積化・高密度化に伴うはんだ付けランドのさらなる小径化が不可欠となってきており、この従来構造では金属はくを予め除去しているため、小径化には限界があった。
【００１５】
また、内層材を形成する絶縁層と最外層を形成する絶縁層１２の材料が異なることによる物理的特性の差が大きく、部品実装工程のはんだ付け時の熱によって、熱膨張係数の違いからそりやクラック、また内層材と最外層との層間に剥離が生じる可能性もあった。
【００１６】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、配線収容性および表面高密度を向上し、０．４ｍｍピッチＢＧＡなどの高集積・高密度部品に対応し、かつ良好な実装信頼性を有する多層プリント配線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】
【００１７】
この目的を達成するために本発明の多層プリント配線板は、従来の全層ＩＶＨ構造の内層材の両面に、内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はくを張り合わせ加熱・加圧した後、非貫通穴を形成する部分の金属はくを予め除去することなく、銅はくおよび絶縁層に非貫通穴を設け、金属めっきを施し、内層材用導電パターンと外層用導電パターンを電気的に接続する工程からなる構成を有している。
【００１８】
本発明の請求項１に記載した発明は、シート状の樹脂含浸基材に形成した貫通穴に導電性ペーストを充填し、両面に張り合わせた金属はくで導電パターンを形成した内層材と、この内層材の両面に形成された、内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の銅はくに形成された非貫通穴と、この非貫通穴に外表面に形成した導電パターンと内層材用の導電パターンを接続するインタースティシャルバイアホールを設けてなる多層プリント配線板とする構成であり、この構成とすることにより非常に高い配線収容性を有し、高度な実装信頼性を実現する多層プリント配線板とすることができる。さらに外層材料には、内層と同一の樹脂含浸基材を使用するため、部品実装工程でのそりやクラックを低減するという作用を有する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、シート状の樹脂含浸基材に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴の導電性ペーストを充填する工程と、前記樹脂含浸基材の両面に金属はくを張り合わせ加熱・加圧する工程と、回路形成して両面に導電パターンを有する内層材を形成する工程と、この内層材の両面最外層に絶縁樹脂付き金属はく層を張り合わせ加熱・加圧する工程と、前記最外層の樹脂含浸基材と金属はく層に非貫通穴を設ける工程と、内層材に形成した導電パターンと最外層金属はく層を前記非貫通穴を介して電気的に接続する工程からなる多層プリント配線板の製造方法としたものであり、この方法によって、内層材用導電パターンどうしを導電性ペーストにより形成された貫通穴で電気接続し、また内層材用と外層用の導電パターンをレーザにより形成された非貫通穴に金属めっきを施し電気接続することにより、内層材のＩＶＨランド上に外層のＩＶＨを形成できる構造が容易となるため非常に高い配線収容性が得られるという作用を有する。さらに外層材料には、内層と同一の樹脂含浸基材を使用するため、部品実装工程でのそりやクラックを低減するという作用を有する。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、貫通穴、非貫通穴をレーザ加工により形成する請求項２記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、この方法によって、従来のドリル加工に比べ小径の非貫通穴を高い生産性で形成することができるという作用を有する。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、最外層の金属はく層を予め酸化させておく請求項２記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、この方法によって、レーザービームの集光性が高まり、レーザ加工の生産性を向上させることができるという作用を有する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、電気的に接続する工程は、金属めっきであることを特徴とする請求項２記載の多層プリント配線板の製造方法としたものであり、この方法によって、金属めっきによって抵抗値を低くし、信頼性を向上するという作用を有する。
【００２３】
請求項６および７に記載の発明は、シート状の樹脂含浸基材がガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグからなる基材である多層プリント配線板および製造方法としたものであり、一般的な基材を用いることにより、より安価に非常に高い配線収容性が得られるという作用を有する。
【００２４】
請求項８および９に記載の発明は、シート状の樹脂含浸基材が熱硬化性樹脂を含浸した芳香族ポリアミドからなる被圧縮性の多孔質基材である多層プリント配線板及び製造方法としたものであり、軽量かつ高耐熱性を有する基材を用いることで信頼性を高めるという作用を有する。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、導電性金属はくの所定位置に円錐または角錐状の導体突起が形成され、前記導体突起形成面に、シート状の樹脂含浸基材と、導電性金属はくが加熱積層され、前記導体突起が前記樹脂含浸基材を貫通し、両側の導電性金属はくが電気的に導通され、導体回路が形成された内層板に、内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はくが積層され、前記内層材と同一の樹脂含浸基材および金属はく層にレーザ加工により形成された非貫通穴にこの層の外表面に形成した外層用の導電パターンと内層材用の導電パターンを接続するインタースティシャルバイアホールを設けてなる多層プリント配線板としたものであり、内層板の構成を請求項１記載の構成と異なる構造とすることにより選択肢を拡げ、要求仕様に応じて簡易な製造プロセスで形成することができ、さらにこの構成とすることにより、非常に高い配線収容性を有し、かつ高度な実装信頼性を実現する多層プリント配線板とすることができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、導体突起が導電性ペーストを硬化して形成されている請求項１０記載の多層プリント配線板としたものであり、簡易なプロセスで多数の導体突起を形成でき、突起形状が均一かつ安定した多層プリント配線板を提供することができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、導電性金属はくの所定位置に円錐または角錐状の導体突起を形成する工程と、前記導体突起形成面に、シート状の樹脂含浸基材と、導電性金属はくを加熱積層し、前記導体突起が前記樹脂含浸基材を貫通させた内層用積層板を形成する工程と、前記積層板に内層用導体回路を形成する工程と、前記内層用積層板に内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側に金属はくを積層する工程と、前記内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はくの層に非貫通穴を形成する工程と、内層用導体回路と外層用の導体パターンを非貫通穴を介して電気的接続する工程からなる多層プリント配線板の製造方法としたものであり、この方法によって、内層材用導電パターンどうしを導体突起により電気接続し、また内層材用と外層用の導電パターンをレーザにより形成された非貫通穴に金属めっきを施し電気接続することにより、内層材のＩＶＨランド上に外層のＩＶＨを形成できる構造が容易となるため非常に高い配線収容性が得られるという作用を有する。さらに外層材料には、内層材と同一の材料を使用するため、高度な実装信頼性を実現するという作用を有する。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、内層材は金属めっきではなく導電ペーストにてＩＶＨを形成する構造のため、内層材のＩＶＨ部のランドは上下共に平坦に形成することができ、このランド上に、外層からの金属めっきによるＳＶＨが容易に形成できるため、非常に高い配線収容性を有し、かつ上記のような絶縁樹脂付き金属はくを外層材料として使用しているため、絶縁樹脂と金属はくの接着強度を飛躍的に向上させ、外層用導体パターンが小径になっても良好な部品実装強度が保持できることを特長としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態における多層プリント配線板の製造方法を示す断面図である。図１において、１は内層材、２は内層材用導電パターン、３は内層材用の絶縁基板、４は内層材用の導電性ペースト、５は内層材と同一の樹脂含浸基材、６は金属はく、７は内層材と同一の樹脂含浸基材およびその外側の金属はくにレーザ加工した非貫通穴、８はその非貫通穴に金属めっきを施した表層のＩＶＨ、９は外層用導電パターン、１０は内層材にＩＶＨ、外層に表層のＩＶＨ、全層に導電パターンを有する多層プリント配線板である。
【００３０】
以上のように構成された多層プリント配線板の製造方法について以下説明する。
【００３１】
まず、本発明は、半硬化状態のガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグを用意する。
【００３２】
そして図１（ａ）に示すように、ガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグに炭酸ガスレーザーにて穴加工を施す。
【００３３】
その穴内に導電性ペースト４を充填した絶縁基板３の両側に銅張積層板を形成するための銅はくを重ね合わせ、熱プレスなどで接着した後公知のスクリーン印刷法や写真法などの手段を用いて、内層材用の導電パターン２を形成し、この絶縁基板３上に、同様の方法によりプリプレグ穴加工を施しその穴内に導電性ペーストを充填したものと銅はくを重ね合わせ、熱プレスにより加熱・加圧する。このようにして形成された銅張積層板の銅はくを公知のスクリーン法や写真法などの手段を用いて、導体パターンを形成し、図１（ａ）に示すような内層材１を得る。
【００３４】
次に図１（ｂ）に示すように、内層材１の両面に、内層材と同一のガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグ５およびその外側に金属はく６を積層し、熱プレスにより加熱・加圧する。
【００３５】
本発明の実施の形態として上記の構成を採用する理由は、次の通りである。
【００３６】
従来は内層材と材料が異なる樹脂付き銅はくを用いていた。そのため、材料が異なることによる物理的特性の差が生じていた。一方、本発明は、最外層に内層材と同一の樹脂含浸基材の材料を用いることにより、材料が異なることによる物理的特性の差を解消し、部品実装工程のはんだ付け時に熱による熱膨張係数の違いが無くなり、プリント配線板のそりやクラックに対して、良好な実装信頼性を有する（表１参照）。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
次に図１（ｃ）に示すように、最外層の銅はく表面を硫酸等の薬品で予め酸化させておき、レーザビームにて所定の位置に穴加工を施し、非貫通穴７を得る。
【００３９】
本発明の実施の形態として上記の構成を採用する理由は、次の通りである。
【００４０】
予め銅はく表面を硫酸等の薬品で酸化させておくことにより、レーザビームの集光度が上がり、従来のように最外層の非貫通穴を形成する際に、予め非貫通穴を形成する部分の金属はくを除去する必要が無く、銅はくおよび絶縁層に同時にレーザ加工を施すことができる。これにより、従来１５０μｍ程度であったレーザ穴径が５０μｍ程度で加工することが可能になり、非常に配線収容能力の高い多層プリント配線板を提供できる。
【００４１】
その後、前記非貫通穴７の内部を過マンガン酸溶液等で処理し、露出した内層材１の金属はく表面の樹脂を除去する。この処理は、必要に応じて複数回行うことも可能である。
【００４２】
そして図１（ｄ）に示すように、レーザ穴加工後、全面に、無電解めっきおよび電気めっきの金属めっきを施し、その後スクリーン印刷法や写真法などの手段を用いて表層のＩＶＨ８や外層用導電パターン９が形成された多層プリント配線板１０を得る。
【００４３】
上記の非貫通穴への金属めっきは、金属めっきにより埋設することも可能であり、表層のＩＶＨ８と絶縁樹脂層との接着強度を高めることができ、さらに表層のＩＶＨ８を部品実装用のはんだ付け用のランドを構成する導体パターンとして使用することも可能となり、部品実装密度を高めることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
上記の実施の形態とは異なる内層材の形成方法について説明する。
【００４５】
図２（ａ）に示すように、導電性金属はくとしての銅はく２１ａの所定位置に円錐または角錐状の導体突起２２を印刷法または転写法の方法で形成し、図２（ｂ）に示すように、アラミド不織布基材エポキシ樹脂プリプレグ２３と銅はく２１ｂを重ね合わせ、図２（ｃ）に示すような導体突起２２がガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグ２３を貫通させた構造の内層用積層板２４を形成する。
【００４６】
その後内層用積層板２４に内層用導体回路２５を形成し（図２（ｄ））、実施の形態１で示した図１（ｂ）〜（ｄ）と同じ工程を経て多層プリント配線板を形成する。
【００４７】
この方法を採用することによって、要求仕様に応じて簡易な製造プロセスを形成することができ、さらにこの構成とすることにより、非常に高い配線収容性を有し、かつ高度な実装信頼性を実現する多層プリント配線板とすることができる。
【００４８】
なお、上記の実施の形態においては、内層用積層板２４を両面構造として説明したが、内層用積層板２４上の所定位置に導体突起２２を形成し、図２（ｂ）〜（ｃ）の工程を繰り返すことによって内層用積層板を多層構造とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように本発明は、内層材は金属めっきではなく導電ペーストにてＩＶＨを形成する構造のため、内層材のＩＶＨ部のランドは平滑に形成でき、このランド上に容易に外層からの金属めっきによる表層のＩＶＨを形成できるため、非常に高い配線収容性を有し、かつ外層材料についても、内層材と同一の樹脂含浸基材を用いているため、物理特性の差が無くなり、部品実装工程のはんだ付け時に熱による熱膨張係数の違いが無くなり、プリント配線板のそりやクラックに対して、実装信頼性を飛躍的に向上させる多層プリント配線板を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態における多層プリント配線板の製造過程の断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施の形態における多層プリント配線板の製造過程の断面図
【図３】（ａ）〜（ｆ）は従来の多層プリント配線板の製造過程の断面図
【符号の説明】
【００５１】
１  内層材
２  内層材用導電パターン
３  内層材用の絶縁基板
４  内層材用の導電性ペースト
５  外層用の絶縁基板
６  金属はく
７  ５および６にレーザ加工した非貫通穴
８  ７に金属めっきを施した表層のＩＶＨ
９  外層用導電パターン
１０  多層プリント配線板
２１ａ、２１ｂ  金属はく
２２  導体突起
２３  ガラスクロス基材エポキシ樹脂プリプレグ
２４  内層用積層板
２５  内層用導体回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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