(57)【要約】【課題】特に高信頼性の層間導電ビアを有する回路配線基板及びその製造方法を提供すること。【解決手段】回路配線基板は、板面を貫通する開口部２ａが形成された絶縁基板１と、前記開口部内に充填され前記板面に沿って平坦化された両端面を有する金属粒単体４Ａからなる層間導電ビア４ａと、前記絶縁基板の両面にそれぞれ設けられ前記層間導電ビアの両端面にそれぞれ接合されたパッド部２ａ、３ａを有する第１、第２配線金属層２、３とを備え、前記金属粒単体は加熱により前記各配線金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記第１配線金属層のパッド部２ａは前記層間導電ビア４ａの一端面に加熱により合金接合され、前記第２配線金属層のパッド部３ａは前記導電ビア４ａの他端面に加熱加圧により合金接合されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板面を貫通する開口部が形成された絶縁基板と、前記開口部内に充填され前記板面に沿って平坦化された両端面を有する金属粒単体からなる層間導電ビアと、前記絶縁基板の両面にそれぞれ設けられ前記層間導電ビアの両端面にそれぞれ接合されたパッド部を有する第１及び第２配線金属層とを備え、前記金属粒単体は加熱により前記各配線金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記第１配線金属層のパッド部は前記層間導電ビアの一端面に加熱により合金接合され、前記第２配線金属層のパッド部は前記導電ビアの他端面に加熱加圧により合金接合されていることを特徴とする回路配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基板は熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の回路配線基板。
【請求項３】
前記絶縁基板は非熱可塑性樹脂からなり、前記第１配線金属層は前記絶縁基板の一方の面に設けられ、前記第２配線金属層は熱硬化性樹脂接着層を介して前記絶縁基板の他方の面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回路配線基板。
【請求項４】
前記第１及び第２配線金属層は銅からなり、前記金属粒単体は、はんだ粒単体からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか１つに記載の回路配線基板。
【請求項５】
（Ａ）熱可塑性樹脂フィルムからなる絶縁基板の一方の面に第１金属層を有する片面配線基材を用意する工程と、
（Ｂ）前記第１金属層に設定するパッド部に対応して、前記絶縁基板に開口部を形成することにより前記パッド部の表面を露出させる工程と、
（Ｃ）前記第１金属層のパッド部の露出表面を清浄化処理する工程と、
（Ｄ）加熱により前記第１金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記開口部の容積よりも大きな体積を有する層間導電ビア用の金属粒単体を前記開口部内に挿入する工程と、
（Ｅ）前記金属粒単体を加熱溶融することによって、前記第１金属層のパッド部の表面と合金接合し表面張力により前記開口部から突出する凸面部を形成した状態で固化する工程と、
（Ｆ）金属箔を前記絶縁基板の他方の面に重ねて加熱加圧することによって、前記他方の面に熱圧着され前記凸面部と合金接合するパッド部を有する第２金属層を形成し、前記凸面部が押圧平坦化されて前記第１及び第２金属層の各パッド部間に層間導電ビアを形成する工程と、
（Ｇ）前記第１金属層には前記工程（Ａ）または工程（Ｆ）後に、前記第２金属層には前記工程（Ｆ）後に回路パターン化を施すことによって、第１及び第２配線金属層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする回路配線基板の製造方法。
【請求項６】
（Ａ）非熱可塑性樹脂フィルムからなる絶縁基板の一方の面に第１金属層を有する片面配線基材を用意する工程と、
（Ｂ）前記絶縁基板の他方の面に熱硬化性樹脂接着層を設け、前記第１金属層に設定するパッド部に対応して、前記絶縁基板及び熱硬化性樹脂接着層に開口部を形成することにより前記パッド部の表面を露出させる工程と、
（Ｃ）前記第１金属層のパッド部の露出表面を清浄化処理する工程と、
（Ｄ）加熱により前記第１金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記開口部の容積よりも大きな体積を有する層間導電ビア用の金属粒単体を前記開口部内に挿入する工程と、
（Ｅ）前記金属粒単体を加熱溶融することによって、前記第１金属層のパッド部の表面と合金接合し表面張力により前記開口部から突出する凸面部を形成した状態で固化する工程と、
（Ｆ）金属箔を前記熱硬化性樹脂接着層の表面に重ねて加熱加圧することによって、前記熱硬化性樹脂接着層の表面に接着され前記凸面部と合金接合するパッド部を有する第２金属層を形成し、前記凸面部が押圧平坦化されて前記第１及び第２金属層の各パッド部間に層間導電ビアを形成する工程と、
（Ｇ）前記第１金属層には前記工程（Ａ）または工程（Ｆ）後に、前記第２金属層には前記工程（Ｆ）後に回路パターン化を施すことによって、第１及び第２配線金属層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする回路配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１及び第２配線金属層は銅からなり、前記金属粒単体は、はんだ粒単体からなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の回路配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路配線基板及びその製造方法に関し、特に、高信頼性の層間導電ビアを有する回路配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子機器の小型化、軽量化、高機能化の要求に伴って、電子機器に装着されるプリント基板にも同様の要求が高まり、基板間の電気信号の増加に対応するために多層配線基板を採用する傾向が益々高まってきている。また、基板間の電気信号を導通させる層間導電ビアには電気的接続の信頼性が高いことが望まれると共に、基板内の信号回路を小スペース内に収めるために基板内の回路配線層をより狭ピッチ化できるように回路配線層自身をファインパターン化することが望まれてきている。
【０００３】
ところで、層間導電ビアを形成するために、従来から様々な技術が開発及び実用化されている。その一つには、プリント基板にスルーホールやブラインドホールなどを形成し、これらのホール内壁から基板両面の回路配線層に亘って導電性金属をめっきする方法が広く採用されている。
【０００４】
しかしながら、めっき法では、前処理、後処理及びめっき層厚の管理など多くの処理工程を要すること、スルーホールやブラインドホールによる空間部が残留し、その部分への電子部品の実装ができないこと、多層基板間のビア・オン・ビアやパッド・オン・ビアなどの層間接続の形態が得られないこと、配線層がめっき層分だけ厚くなりファインパターン化に制約がでるなどの問題点がある。
【０００５】
また、めっき法の問題を解決するために、微細な金属粒子をエポキシ系樹脂バインダーに混ぜ合わせた導電性ペーストを、スルーホールやブラインドホールに印刷／充填して層間導電ビアを形成する方法が、例えば特許文献１〜３などにより既に開示されている。
【０００６】
しかしながら、多数の層間導電ビアを形成するに当たって、導電性ペーストをホール内に充填する際に、ボイドを内包する導電ビアが発生し、層間接続抵抗値及びそのばらつきが大きくなって、層間接続の信頼性が低下するという問題点がある。
【０００７】
次に、層間導電ビアをはんだボールを用いて形成する方法が特許文献４に開示されているので、この従来技術を図５に示して説明する。この従来技術では、絶縁基板５１の上面に銅箔パターン５２を設けた内層パネル上に樹脂組成物５３を介して銅箔５４が設けられている。前記銅箔５４は、銅箔パターン５２の一部に対向する位置にて化学的エッチングにより小径穴が形成され、樹脂組成物５３には、前記小径穴の周辺下にアンダーカットを生じるようにブラインドホールＢＨが化学的エッチングにより形成されている。
【０００８】
そして、はんだボールが、加圧されて前記銅箔５４の小径穴周縁５４ａを下方に絞り込むと共に銅箔パターン５２に接触するようにブラインドホールＢＨに押し込まれ、その後、溶融された溶融後のはんだ５５によって、前記銅箔パターン５２と銅箔５４とが層間接続されている。このとき、前記銅箔５４の小径穴周縁５４ａは、図示のように下側に折り曲げられた絞り先端を有する状態にあり、溶融後のはんだ５５は、小径穴周縁５４ａの下側のアンダーカット内に回り込むと共に、ブラインドホールＢＨに充填される。
【０００９】
従って、前記溶融後のはんだ５５は、絞り込まれた小径穴周縁５４ａの先端近傍にノッチ或いはクラックＣを発生させ易い。特に多層配線基板において必須の熱衝撃試験において、各種金属や樹脂材料間の熱膨脹係数の差から生じる熱的歪みに耐え得ることが必要であるが、前記溶融後のはんだ５５に、多数の深いクラックＣが発生し、機械的強度に耐えきれなかったり、層間接続抵抗が大きくなるなどの問題点が生じる。また、前記絶縁基板５１の下面には銅箔パターンが見られないので、多層基板間のビア・オン・ビアやパッド・オン・ビアなどの層間接続の形態は、想定されていないし、得ることもできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３２６４６５号公報
【特許文献２】特開２００３−４６２４４号公報
【特許文献３】特開２００５−４５１８７号公報
【特許文献４】特開平８−３０７０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するものであり、特に、高信頼性の層間導電ビアを有する回路配線基板及びその製造方法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】
【００１２】
請求項１に記載の本発明の回路配線基板は、板面を貫通する開口部が形成された絶縁基板と、前記開口部内に充填され前記板面に沿って平坦化された両端面を有する金属粒単体からなる層間導電ビアと、前記絶縁基板の両面にそれぞれ設けられ前記層間導電ビアの両端面にそれぞれ接合されたパッド部を有する第１及び第２配線金属層とを備え、前記金属粒単体は加熱により前記各配線金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記第１配線金属層のパッド部は前記層間導電ビアの一端面に加熱により合金接合され、前記第２配線金属層のパッド部は前記導電ビアの他端面に加熱加圧により合金接合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の回路配線基板において、前記絶縁基板は熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の回路配線基板において、前記絶縁基板は非熱可塑性樹脂からなり、前記第１配線金属層は前記絶縁基板の一方の面に設けられ、前記第２配線金属層は熱硬化性樹脂接着層を介して前記絶縁基板の他方の面に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか１つに記載の回路配線基板において、前記第１及び第２配線金属層は銅からなり、前記金属粒単体は、はんだ粒単体からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の本発明の回路配線基板の製造方法は、（Ａ）熱可塑性樹脂フィルムからなる絶縁基板の一方の面に第１金属層を有する片面配線基材を用意する工程と、（Ｂ）前記第１金属層に設定するパッド部に対応して、前記絶縁基板に開口部を形成することにより前記パッド部の表面を露出させる工程と、（Ｃ）前記第１金属層のパッド部の露出表面を清浄化処理する工程と、（Ｄ）加熱により前記第１金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記開口部の容積よりも大きな体積を有する層間導電ビア用の金属粒単体を前記開口部内に挿入する工程と、（Ｅ）前記金属粒単体を加熱溶融することによって、前記第１金属層のパッド部の表面と合金接合し表面張力により前記開口部から突出する凸面部を形成した状態で固化する工程と、（Ｆ）金属箔を前記絶縁基板の他方の面に重ねて加熱加圧することによって、前記他方の面に熱圧着され前記凸面部と合金接合するパッド部を有する第２金属層を形成し、前記凸面部が押圧平坦化されて前記第１及び第２金属層の各パッド部間に層間導電ビアを形成する工程と、（Ｇ）前記第１金属層には前記工程（Ａ）または工程（Ｆ）後に、前記第２金属層には前記工程（Ｆ）後に回路パターン化を施すことによって、第１及び第２配線金属層を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の本発明の回路配線基板の製造方法は、（Ａ）非熱可塑性樹脂フィルムからなる絶縁基板の一方の面に第１金属層を有する片面配線基材を用意する工程と、（Ｂ）前記絶縁基板の他方の面に熱硬化性樹脂接着層を設け、前記第１金属層に設定するパッド部に対応して、前記絶縁基板及び熱硬化性樹脂接着層に開口部を形成することにより前記パッド部の表面を露出させる工程と、（Ｃ）前記第１金属層のパッド部の露出表面を清浄化処理する工程と、（Ｄ）加熱により前記第１金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなり、前記開口部の容積よりも大きな体積を有する層間導電ビア用の金属粒単体を前記開口部内に挿入する工程と、（Ｅ）前記金属粒単体を加熱溶融することによって、前記第１金属層のパッド部の表面と合金接合し表面張力により前記開口部から突出する凸面部を形成した状態で固化する工程と、（Ｆ）金属箔を前記熱硬化性樹脂接着層の表面に重ねて加熱加圧することによって、前記熱硬化性樹脂接着層の表面に接着され前記凸面部と合金接合するパッド部を有する第２金属層を形成し、前記凸面部が押圧平坦化されて前記第１及び第２金属層の各パッド部間に層間導電ビアを形成する工程と、（Ｇ）前記第１金属層には前記工程（Ａ）または工程（Ｆ）後に、前記第２金属層には前記工程（Ｆ）後に回路パターン化を施すことによって、第１及び第２配線金属層を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の本発明は、請求項５または請求項６に記載の回路配線基板の製造方法において、前記第１及び第２配線金属層は銅からなり、前記金属粒単体は、はんだ粒単体からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、層間導電ビアが、第１、第２配線金属層に対して合金接合可能で加圧により平坦化可能な金属粒単体からなり、その一端面が第１配線金属層のパッド部に加熱により合金接合され、他端面が第２配線金属層のパッド部に加熱加圧により合金接合されているために、ボイド並びに層間接続抵抗値及びそのばらつきを大幅に小さくすることができ、著しく高い信頼性の層間接続を得ることができる。また、層間導電ビア上への電子部品の実装、多層基板間のビア・オン・ビア或いはパッド・オン・ビアなどが可能であり、各配線金属層のファインパターン化も容易に得られる。
【００２０】
特に、本発明の製造方法によれば、前記層間導電ビアと第１金属層のパッド部とは、そのパッド部を清浄化して加熱することによって簡単かつ確実に良好な合金接合が得られる。また、前記層間導電ビアと第２金属層のパッド部とは、加熱加圧条件下で、前記層間導電ビアの基材料である金属粒単体の凸面部がそのパッド部に突き合わせられるので、第２金属層の基材料である金属箔表面が酸化されていたとしても、その酸化物を突き破りパッド部と簡単かつ確実に良好な合金接合を形成するなどの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回路配線基板を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る回路配線基板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）〜（ｉ）はその工程別断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る回路配線基板を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る回路配線基板の製造方法を説明するための図であり、（ａ）〜（ｉ）はその工程別断面図である。
【図５】従来技術における回路配線基板の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の回路配線基板の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。例えばフィルム状の熱可塑性樹脂からなる絶縁基板１には、層間接続が予定されている部分に板面を貫通する複数の開口部１ａ〜１ｃが形成されている。この開口部は図示した形態に限らず、その数、形状及び形成位置について任意の形態にすることができる。前記絶縁基板１の一方の面（下面）及び他方の面（上面）には、例えば銅箔からなる第１及び第２配線金属層２、３がそれぞれ設けられている。
【００２３】
前記第１配線金属層２は、前記各開口部１ａ〜１ｃに対応する部分に、複数の第１パッド部２ａ〜２ｃを有し、第２配線金属層３は、同様に複数の第２パッド部３ａ〜３ｃを有している。また、前記各開口部１ａ〜１ｃには、金属粒単体が充填されて層間導電ビア４ａ〜４ｃがそれぞれ形成されている。前記金属粒単体は、加熱により前記各配線金属層表面に拡散して合金接合を形成し加圧により平坦化される材質からなるものであり、ここでは、銅箔に拡散し易い拡散促進金属成分として例えば錫などを混入したはんだ粒単体の材料が用いられている。
【００２４】
前記層間導電ビア４ａ〜４ｃは絶縁基板１の板面に沿って平坦化された両端面を有し、
前記各導電ビア４ａ〜４ｃの一端面は第１配線金属層２の各パッド部２ａ〜２ｃに加熱により、それぞれ合金接合され、前記各導電ビア４ａ〜４ｃの他端面は前記第２配線金属層３の各パッド部３ａ〜３ｃに加熱加圧により、それぞれ合金接合されている。
【００２５】
また、前記絶縁基板１は、熱可塑性樹脂であるために加熱加圧条件下で接着能力をもっているので、前記層間導電ビア４ａ〜４ｃの他端面と前記第２配線金属層３の各パッド部３ａ〜３ｃとの加熱加圧の際に各配線金属層に接着される。なお、前記各パッド部は、配線金属層のうち層間導電ビアと電気的に接続する部分を指すものであり、ランド部と称することもできる。
【００２６】
次に、前記第１実施形態に係わる回路配線基板の製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、図１における第１、第２パッド部２ａ、３ａ及び導電ビア４ａ及びその近傍の部分を対象にして示しているが、以下に説明するこれらの形成手法は、他の第１、第２パッド部２ｂ／２ｃ、３ｂ／３ｃ及び導電ビア４ｂ／４ｃにも同時に適用される。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示す工程では、例えば２０〜３０μｍの厚さを有する熱可塑性樹脂からなる絶縁基板１の一方の面（下面）に、例えば１０〜１２μｍの厚さを有する銅箔からなる第１金属層２Ａ（図中一点鎖線で示す）を積層して設けられた片面配線基材（片面ＣＣＬ）を用意する。ここでは、前記第１金属層２Ａに化学エッチング法などによって回路パターニングを施して第１配線金属層２の第１パッド部２ａを形成する。
【００２８】
また、絶縁基板用の前記熱可塑性樹脂の具体例としては、熱可塑性ポリイミド、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）或いはポリアミドイミド（ＰＡＩ）などがある。
【００２９】
図２（ｂ）の工程では、絶縁基板１の他方の面（上面）に例えばポリイミド樹脂フィルムなどからなるマスク層５を被覆し、図２（ｃ）の工程では、前記マスク層５及び絶縁基板１の上面側からレーザ加工を施し、第１パッド部２ａの内側表面を露出させるように、前記マスク層５及び絶縁基板１を貫通する開口部１ａを形成する。
【００３０】
前記開口部１ａの形状は上面側が径大で下面側が径小となるような例えば１００μｍの最大径を有する逆円錐形となっている。この逆円錐形はレーザビームの先端部強度分布がトップハットもしくはガウシアン分布を示すことを利用して得られている。勿論、前記開口部１ａの形状は直円筒形とすることもできる。
【００３１】
図２（ｄ）の工程では、前記第１パッド部２ａの露出表面の自然酸化物を除去し清浄化処理するために、フラックスＦを例えばスキージＳを用いてスキージング印刷することによって、開口部１ａの底部にて、第１パッド部２ａの露出表面に塗布或いは被着する。
【００３２】
そして、図２（ｅ）に示すように、前記絶縁基板１の厚さ寸法よりも大きな直径の寸法を有する球体状の金属粒単体４Ａを、前記開口部１ａ内に挿入し前記フラックスＦ上に重ねる。この金属粒単体４Ａの挿入は、スキージング印刷技術或いはパッド配列パターンに対応した升目を有するガイド板を用いて各開口部に落とし込むことによって行うことができる。前記金属粒単体４Ａは、銅箔に拡散し易い金属成分を混入した前述のようなはんだ粒単体の材料（はんだボール）からなっていて、前記絶縁基板１の厚さ範囲における前記開口部１ａの容積よりも大きな体積を有する。
【００３３】
次に、前記マスク層５を絶縁基板１表面から除去する。前記マスク層５は、前記開口部１ａ形成工程、表面清浄化工程及び金属粒単体４Ａの挿入工程を通じて、絶縁基板１の表面汚染を防止するために用いられている。一方、前記フラックスＦの供給は、スプレーやディスペンサなどの他の方法を採用することができる。もし、例えばディスペンサによって、前記各開口部にフラックスＦを選択的かつ局所的に供給する方法を採用すれば、前記マスク層５の形成を省略することも可能である。
【００３４】
その後、図２（ｆ）の工程では、例えば２６０℃の温度で前記金属粒単体４Ａを加熱溶融して溶融金属４Ａ１を形成する。前記溶融金属４Ａ１は、その底面側において、フラックスＦによって酸化物を除去して清浄化された第１パッド部２ａの内側表面との界面に拡散して合金接合を形成し低抵抗性或いは高導電性の電気的接続がなされる。
【００３５】
また、前記溶融金属４Ａ１は、その溶融中に上面側において、表面張力により絶縁基板１の上面よりも高く前記開口部から突出した球面状の凸面部を形成し、その後の冷却固化工程において、その形状を保った状態で固化される。
【００３６】
図２（ｇ）の工程では、第２配線金属層用の例えば１０〜１２μｍの厚さを有する銅箔からなる第２金属層３Ａが、前記絶縁基板１及び固化後の溶融金属４Ａ１の上面に亘って配置され、図２（ｈ）の工程では、例えば加熱温度２６０℃、圧力１〜５Ｍｐａの条件下で１０〜３０分間、前記絶縁基板１、第１配線層２及び第２金属層３Ａの積層体を上下両側から挟む方向にて加熱加圧する。
【００３７】
このとき、前記第２金属層３Ａに熱圧着された固化後の溶融金属４Ａ１の凸面部は、第２金属層３Ａの第２パッド部３ａに突き合わせられるので、第２金属層３Ａの基材料である金属箔表面が酸化されていたとしても、その酸化物を突き破りパッド部と簡単かつ確実に良好な合金接合を形成すると共に押圧平坦化される。
【００３８】
このようにして、前記第１、第２パッド部２ａ、３ａ相互間に層間導電ビア４ａが形成され、第１、第２配線金属層２、３は、前記絶縁基板１の両面に、その熱可塑性樹脂の特性により接着固定される。
【００３９】
図２（ｉ）の工程では、前記第２金属層３Ａに回路パターニングを施して第２配線金属層３（図１参照）並びに第２パッド部３ａを形成する。また、第１金属層２Ａに対する第１配線金属層２ａの形成は、前述のように図２（ａ）の工程において行ってもよいが、図２（ｉ）の工程において行っても本発明の本質を左右するものではない。
【００４０】
ところで、加熱加圧工程を示す図２（ｈ）には、開口部１ａの形状がその前後の工程と同一形状で表してあるが、前記開口部１ａは、実際には、前記固化した溶融金属４Ａ１が押し潰される際に、その直径を拡大する方向に膨らまされる。この膨らみは余り大きくない方がよいので、前記金属粒単体４Ａの体積は、例えば図２（ｆ）において符号６で示すように、前記溶融金属４Ａ１が開口部１ａの全容積を満たさず、その凸面部と絶縁基板１との間に隙間を作り、凸面部の先端部分が押し潰される際に、前記隙間６を相殺する程度の体積で設計しておくとよい。
【００４１】
なお、開口部１ａが逆円錐形である方が、前記金属粒単体４Ａの球体の下半分の面が開口部１ａの錐面と近接し隙間が少ないので、球体の上半分の突出量を重点的に見極めればよいので、直円筒形の場合よりも、開口部１ａの容積に対する金属粒単体４Ａの体積設定が容易である。
【００４２】
前記第１実施形態に係わる回路配線基板及び製造方法によれば、前記層間導電ビアと第１金属層のパッド部とは、そのパッド部を清浄化して加熱することによって簡単かつ確実に良好な合金接合が得られる。また、前記層間導電ビアと第２金属層のパッド部とは、加熱加圧条件下で、前記層間導電ビアの基材料である金属粒単体の凸面部がそのパッド部に突き合わせられるので、簡単かつ確実に良好な合金接合が得られる。
【００４３】
従って、ボイド並びに層間接続抵抗値及びそのばらつきが著しく低減され、高い信頼性の層間接続を得ることができる。また、層間導電ビア上への電子部品の実装、多層基板間のビア・オン・ビア或いはパッド・オン・ビアなどが可能であり、各配線金属層がめっきを用いないで形成されるので層厚を薄くできてファインパターン化も容易に得られる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態に係わる回路配線基板及びその製造方法について、図３、図４順次参照して説明する。前記第２実施形態は多くの点で第１実施形態と共通するので、第１実施形態と同一部分及び構成については、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する場合がある。
【００４５】
図３に示された回路配線基板においては、非熱可塑性樹脂フィルム（例えばデュポン社製のカプトンと称されるポリイミド樹脂フィルム）からなる絶縁基板１０の一方の面（下面）に銅箔からなる第１配線金属層２が設けられ、他方の面に例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂接着層１１が接着されている。
【００４６】
重なり合う前記絶縁基板１０及び熱硬化性樹脂接着層１１にはこれらを貫通する複数の開口部１ａ〜１ｃが形成され、前記絶縁基板１０の下面及び熱硬化性樹脂接着層１１の上面には、銅箔からなる第１、第２配線金属層２、３がそれぞれ設けられている。また、前記第１配線金属層２は複数の第１パッド部２ａ〜２ｃを有し、第２配線金属層３は複数の第２パッド部３ａ〜３ｃを有している。
【００４７】
前記各開口部１ａ〜１ｃに充填された金属粒単体を基材料とする層間導電ビア４ａ〜４ｃは絶縁基板１０の板面に沿って平坦化された両端面を有し、前記各導電ビア４ａ〜４ｃの一端面は第１配線金属層２の各パッド部２ａ〜２ｃに加熱により合金接合され、前記各導電ビア４ａ〜４ｃの他端面は前記第２配線金属層３の各パッド部３ａ〜３ｃに加熱加圧により合金接合されている。
【００４８】
次に、図４を参照して前記回路配線基板の製造方法を説明する。図４は、図３における第１、第２パッド部２ａ、３ａ及び導電ビア４ａ及びその近傍の部分を対象にして示しているが、以下に説明するこれらの形成手法は、他の第１、第２パッド部２ｂ／２ｃ、３ｂ／３ｃ及び導電ビア４ｂ／４ｃにも同時に適用される。
【００４９】
まず、図４（ａ）に示す工程では、例えばカプトンのような非熱可塑性樹脂フィルムからなる絶縁基板１０の一方の面（下面）に、例えば１０〜１２μｍの厚さを有する銅箔からなる第１金属層２Ａを積層して設けられた片面配線基材（片面ＣＣＬ）を用意し、絶縁基板１０の他方の面（上面）に、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂接着フィルムからなる熱硬化性樹脂接着層１１を接着する。
【００５０】
図４（ｂ）の工程では、前記熱硬化性樹脂接着層１１の上面にマスク層５を被覆し、図４（ｃ）の工程では、前記マスク層５、熱硬化性樹脂接着層１１及び絶縁基板１０に、その上面側からレーザ加工を施し、第１金属層２Ａの第１パッド部２ａ（図３参照）に相当する部分の内側表面を露出させるように貫通する開口部１ａを形成する。
【００５１】
図４（ｄ）の工程では、前記第１パッド部２ａの露出表面を清浄化処理するために、フラックスＦをスキージング印刷し、開口部１ａの底部にて、第１パッド部２ａの露出表面に被着する。なお、前記フラックスＦの供給は、スプレーやディスペンサなどの他の方法を採用することができる。フラックスＦを各開口部１ａに局所的に供給する方法を採用すれば、前記マスク層５の形成を省略することも可能である。
【００５２】
そして、図４（ｅ）に示すように、重なり合う前記絶縁基板１０と樹脂接着層１１との合計厚さ寸法よりも大きな直径の寸法を有する球体状の金属粒単体４Ａを、前記開口部１ａ内に挿入し前記フラックスＦ上に重ねる。前記金属粒単体４Ａは、銅箔に拡散し易い金属成分を混入した前述のようなはんだ粒単体の材料からなっていて、前記絶縁基板１０及び樹脂接着層１１の厚さ範囲における前記開口部１ａの容積よりも大きな体積を有する。
【００５３】
次に、図４（ｆ）の工程では、前記マスク層５を除去した後、例えば２６０℃の温度で前記金属粒単体４Ａを加熱溶融して溶融金属粒単体４Ａ１を形成する。前記溶融金属４Ａ１は、その底面側において、フラックスＦによって酸化物を除去して清浄化された第１パッド部２ａの内側表面との界面に拡散して合金接合を形成し低抵抗性或いは高導電性の電気的接続がなされる。また、前記溶融金属４Ａ１は、その溶融中に上面側において、表面張力により絶縁基板１及び樹脂接着層１１の上面よりも高く前記開口部から突出した球面状の凸面部を形成し、その後の冷却固化工程において、その形状を保った状態で固化される。
【００５４】
図４（ｇ）の工程では、第２配線金属層用の例えば１０〜１２μｍの厚さを有する銅箔からなる第２金属層３Ａが、前記樹脂接着層１１及び溶融金属４Ａ１の上面に亘って配置され、図４（ｈ）の工程では、加熱温度２６０℃、圧力１〜５ＭＰａの条件下で１０〜３０分間、前記絶縁基板１０、樹脂接着層１１、第１金属層２Ａ及び第２金属層３Ａの積層体を上下両側から挟むように加熱加圧する。
【００５５】
このとき、前記第２金属層３Ａに熱圧着された溶融金属４Ａ１の凸面部は、第２金属層３Ａのパッド部に突き合わせられ、合金接合が得られると共に押圧平坦化される。このようにして、前記第１、第２金属層２Ａ、３Ａ相互間に層間導電ビア４ａが形成され、第２金属層３Ａは、樹脂接着層１１の上面に接着固定される。
【００５６】
図４（ｉ）の工程では、前記第１、第２金属層２Ａ、３Ａに回路パターニングを施して、層間導電ビア４ａの両端面に合金接合された第１、第２パッド部２ａ、３ａを含む第１、第２配線金属層２、３を形成する。なお、第１配線金属層２は図４（ａ）の工程において第１金属層２Ａにパターニングを施して形成しておいてもよい。
【００５７】
前記第２実施形態に係わる回路配線基板及び製造方法によれば、前記第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。そして、前記第１実施形態では、絶縁基板１が熱可塑性樹脂で形成されていて、配線金属層を接着するための接着層を別途用いる必要がないので、使用材料数を削減でき材料コスト及び製造コストの低減並びに回路配線基板を薄形化できるという利点がある。一方前記第２実施形態では、絶縁基板１０が非熱可塑性樹脂とされているために、回路配線基板に高めの曲げ剛性が要求される場合には、その要求に応える材料の選択が容易であり、安価な材料選択も可能であるという利点がある。
【００５８】
なお、前記金属粒単体４Ａの材料としては、はんだ粒子或いはボールが最も好ましいが、はんだ層で被覆された銅粒子単体（ボール）を用いたり、或いは配線金属層に対する拡散係数の高い金属成分として錫などを混入した（銅、銀、ビスマス或いはインジウムなどの他の金属粒子（ボール）を用いることもできる。そして、前記各実施形態では、層間導電ビア及びこれに対応する開口部などの各部が複数で説明されているが、本発明は前記各部が単数の場合も含む。
【符号の説明】
【００５９】
１、１０    絶縁基板
１ａ〜１ｃ    開口部
２、３    第１、第２配線金属層
２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｃ    第１、第２パッド部
２Ａ、３Ａ    第１、第２金属層
４ａ〜４ｃ    層間導電ビア
４Ａ    金属粒単体
４Ａ１    溶融金属
５    マスク層
６    隙間
１１    熱硬化性樹脂接着層
【図１】
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【図２】
2011018727.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011018727.tif 000007