(57)【要約】【課題】マザーボードと同様の材料を主体として構成され、かつキャビティを備えた全層ＩＶＨ構造の多層の回路基板を提供する。【解決手段】開口部を有し表層に回路と絶縁被膜層とが形成された上側基板と、開口部を有し貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を有する基板間接続シートと表層に回路と絶縁被膜層とが形成された下側基板を積層し加熱加圧する。  特に、絶縁被膜層は、上側基板または下側基板の基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状に点在して形成され、基板間接続シートの開口部の面積を上側基板の開口部の面積より大きく形成することにより、キャビティ構造および高い層間接続信頼性を備えた全層ＩＶＨ構造を有する多層の回路基板を製造することができる。【選択図】図１Ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し表層に回路と絶縁被膜層とが形成された上側基板を作成するステップと、
表層に回路と絶縁被膜層とが形成された下側基板を作成するステップと、
開口部を有する基板間接続シートに、貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を作成するステップと、
前記下側基板と前記基板間接続シートと前記上側基板とを積層し加熱加圧するステップとを備え、
前記絶縁被膜層は、前記上側基板または前記下側基板の前記基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状に点在して形成され、
前記基板間接続シートの開口部の面積を前記上側基板の開口部の面積より大きく形成することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記基板間接続シートの材料の厚み方向の熱膨張係数は、前記上側基板および前記下側基板を構成する材料の厚み方向の熱膨張係数より低いものを用いる請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記上側基板の開口部の端面に絶縁被膜層を形成する請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記上側基板と前記下側基板は貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を作成し、前記導通孔を介して両面表層の回路を層間接続することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
開口部を有する基板間接続シートに貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を作成するステップは、
キャリアフィルム上に接着層が形成されたシート材料に開口部を形成するステップと、
前記シート材料の前記キャリアフィルムの反対側に離型フィルムをラミネートするステップと、
前記キャリアフィルムを剥離するステップと、
前記キャリアフィルムを剥離した面に他の離型フィルムを真空状態でラミネートし、前記開口部に両面の前記離型フィルムが接触した接触部を形成するステップと、
穴加工し貫通孔を形成するステップと、
前記貫通孔に導電性ペーストを充填するステップと、
前記離型フィルムを剥離するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記シート材料に前記開口部を形成するステップは、
レーザー加工にて行うことを特徴とする請求項５に記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記上側基板または前記下側基板は多層の基板を用い、前記表層の回路は導電性めっきにより形成した導通孔によりコア基板としての内層基板と層間接続することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項８】
開口部を有し表層に回路と絶縁被膜層とを備えた上側基板と、
表層に回路と絶縁被膜層とを備えた下側基板とが、
開口部を有し層間接続用の導通孔を備えた基板間接続シートを介して積層され、
前記上側基板の開口部と前記基板間接続シートの開口部とでキャビティを構成し、
前記絶縁被膜層は、前記上側基板または前記下側基板の前記基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状に点在して形成され、
前記基板間接続シートの開口部の面積は前記上側基板の開口部の面積より大きく形成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項９】
前記絶縁被膜層を構成する熱硬化性樹脂は前記基板間接続シートの前記接着層と同じ材料であることを特徴とする請求項８に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体等の部品を実装するために設けられたキャビティ構造を有する多層の回路基板の製造方法および回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型薄型化および高機能化の進展に伴い、電子機器の電子回路を構成する回路基板へも高い配線収容性が要求されてきた。特に実装密度の向上において、マザーボードと呼ばれる多層プリント配線板上に半導体等の部品が実装された回路基板をさらに実装する形態も増加してきた。
【０００３】
また、携帯電話やデジタルスチールカメラ等の小型電子機器、あるいはＲＦ等各種モジュールやＬＥＤに関連する電子部品の実装において、電子部品実装後の実装回路板の高さを低減することのできるキャビティ構造を有する多層の回路基板に関心が集まり、通称ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）と呼ばれる低温焼成積層セラミックス基板や樹脂成形による立体回路基板等のキャビティ構造または部品内蔵構造を有する多層の回路基板も注目されてきた。
【０００４】
図１０Ａに従来のセラミック製の回路基板の断面図を示す。
【０００５】
従来のＬＴＣＣ等のセラミック基板の断面構造は、図１０Ａに示すような多層の回路基板であり、セラミックス基材に配線導体あるいは打ち抜かれた穴あるいはキャビティ部となる開口５５が形成されたグリーンシート５０を複数枚積層し、焼成して形成されるものである。この場合、通常、低温焼成セラミックスの場合は９００℃以下、ガラスセラミック基板は１０００℃以下で焼成する。
【０００６】
また、図１０Ｂに従来の樹脂製の回路基板の断面図を示す。
【０００７】
従来の樹脂成形による立体型の多層の回路基板は、図１０Ｂに示すようなものであり、樹脂成形は、下側の基板５２の上にモールド樹脂層５１を形成し、それを金型等で樹脂を熱溶融させ、その表面に配線回路をメッキにより形成している場合が一般的である。
【０００８】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１９９８２４号公報
【特許文献２】特開２００７−５９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のセラミック製の基板は、低温焼成セラミックスの場合でも９００℃付近の高温で焼結する必要があり、これによるグリーンシートの収縮の影響により、寸法精度及び回路の精度を確保することが難しいという問題があった。
【００１１】
さらに、キャビティ構造の形成を含めて、製造リードタイムが長く、製造コストも比較的割高になってしまうという問題があった。
【００１２】
また、樹脂成形によりキャビティ構造を形成する多層の回路基板の場合、成形前に導通孔を形成すると、成形時の樹脂の流れを要因とする導通孔の変形により、回路間の絶縁劣化や短絡が発生する可能性がある。そこで、全層をインナービアホール（ＩＶＨ）構造とする層間接続の技術において、プロセス上あるいは構造上の課題があった。これを解決するために、樹脂成形後に非貫通孔あるいは貫通孔を設け、導電性めっきまたは導電物質により導通孔を形成する方法も考えられたが、小径孔に対応することが困難であり、近年要求される微細な仕様を実現するのは困難であるという問題があった。
【００１３】
また、上記のセラミック基板や樹脂成形による回路基板の膨張係数と、基板を実装搭載するマザーボード（多層プリント配線板等）の膨張係数とは、その値が大きく異なり、それら基板をマザーボードに実装することにおいて、種々の制約を受けることも多かった。
【００１４】
そこで、従来においては、マザーボードとしての多層プリント配線板と実質的に同様の材料を用いた複数の回路基板をプリプレグシート等の接着層を介して積層し、キャビティ構造を備えた多層の回路基板も開発されていた。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、特許文献２が知られている。
【００１５】
しかしながら、上記従来のプリプレグシートを用いた多層の回路基板においては、回路基板間の接着強度は確保できるものの、それらを加熱加圧する際に、接着層であるプリプレグシートからキャビティ内部への樹脂の流れ出しが発生し、キャビティに部品を実装する場合の不具合が発生する可能性があり、前述の樹脂成形の回路基板と同様に、樹脂の流れが生じるため、全層をＩＶＨ接続することは、構造上および製造プロセス上においても極めて困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の回路基板の製造方法は、開口部を有し、表層に回路と絶縁被膜層とが形成された上側基板を作成するステップと、表層に回路と絶縁被膜層とが形成された下側基板を作成するステップと、開口部を有する基板間接続シートに、貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を作成するステップと、前記下側基板と前記基板間接続シートと前記上側基板とを積層し加熱加圧するステップとを備え、前記絶縁被膜層は、前記上側基板または前記下側基板の前記基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状に点在して形成され、前記基板間接続シートの開口部の面積を前記上側基板の開口部の面積より大きく形成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の回路基板の構成において、開口部を有し表層に回路と絶縁被膜層とを備えた上側基板と、表層に回路と絶縁被膜層とを備えた下側基板とが、開口部を有し層間接続用の導通孔を備えた基板間接続シートを介して積層され、前記上側基板の開口部と前記基板間接続シートの開口部とでキャビティを構成し、前記絶縁被膜層は、前記上側基板または前記下側基板の前記基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状に点在して形成され、前記基板間接続シートの開口部の面積は前記上側基板の開口部の面積より大きく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記の本発明の構成により、絶縁被膜層は、上側基板および下側基板の基板間接続シートと積層接着する側の面に凸状の絶縁被膜層として点在して形成され、前記凸状の絶縁被膜層は、前記基板間接続シートの接着層に圧入されていることにより、基板間接続シートに対する投錨効果を高め樹脂の流れ出しと基板間接続シートに形成された導通孔の変形等を防止し、上側基板と下側基板との層間の接着強度をより高めることができる。
【００１９】
また、基板間接続シートの開口部の面積を前記上側基板の開口部の面積より大きく形成することにより、基板間接続シートの樹脂の流れ出しに対するクリアランスを確保するとともに、前述の上側基板の開口部の端部に形成したソルダレジストに嵌合させ、基板間接続シートの樹脂の流れ出しを防止する効果を有する。
【００２０】
このことから、焼成ステップや樹脂成形ステップを経ることなく、凹状のキャビティ部の形成と高い層間接続信頼性を有する全層ＩＶＨ構造を有する回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図１Ｃ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図１Ｄ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図１Ｅ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図２Ａ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ａ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ｄ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ｅ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図３Ｆ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図４Ａ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図４Ｂ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図４Ｃ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図４Ｄ】本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図５Ａ】本発明の実施の形態１における下側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図５Ｂ】本発明の実施の形態１における下側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図５Ｃ】本発明の実施の形態１における下側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図５Ｄ】本発明の実施の形態１における下側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ａ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｂ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｃ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｄ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｅ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｆ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｇ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図６Ｈ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図７Ａ】本発明の実施の形態１における接続シートの製造方法を示すための回路基板の断面図
【図７Ｂ】本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図８Ａ】本発明の実施の形態２における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図８Ｂ】本発明の実施の形態２における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図８Ｃ】本発明の実施の形態２における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図
【図９】本発明の実施の形態２における回路基板の断面図
【図１０Ａ】従来のセラミック製の回路基板の断面図
【図１０Ｂ】従来の樹脂製の回路基板の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態においては、初めに本発明の基本的な構造を説明し、次に本発明を構成する要素と他の事例について説明する。
【００２３】
図１Ｅは、本発明による回路基板の断面図である。積層基板である下側基板２の上に、キャビティ１１を有する積層基板である上側基板１が重なって構成されている。
【００２４】
第一番目に、基本的な製造プロセスについて説明する。
【００２５】
図１Ａ〜図１Ｅ、図２Ａ、図２Ｂは本発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図である。
【００２６】
まず、図１Ａに示すように、表層に回路が形成された上側基板１と下側基板２とを作成し準備する。上側基板１と下側基板２とは、共に貫通孔２３に導電性ペースト２４が充填された導通孔を備え、導通孔を介して両面表層の回路が層間接続されている。
【００２７】
次に、図１Ｂに示すように、貫通孔に導電性ペースト２４が充填された基板間接続シート３を作成し準備する。このとき、基板間接続シート３は、絶縁樹脂が半硬化のＢステージ状態である。
【００２８】
上記の上側基板１および基板間接続シート３は、それぞれその中央部を含む領域に一定面積の開口部５、開口部６を有した構造である。接着層４を備えた基板間接続シート３は、上側基板１および下側基板２とは異なる材料で構成されている。また、基板間接続シート３は、Ｂステージ状態の基板材料に形成された貫通孔に導電性ペーストが充填された導通孔を備え、基板の接着と層間の電気的接続の機能を有している。なお、上側基板１、下側基板２、基板間接続シート３の構成およびそれを準備するための製造方法の詳細については後述する。
【００２９】
次に、図１Ｃに示すように、下側基板２、基板間接続シート３、上側基板１の順に積層し、加熱加圧（真空熱プレス）して成形硬化させて、基板間接続シート３を介して下側基板２と上側基板１とを接着し、図１Ｄに示すように多層の回路基板１０を形成する。上側基板１の開口部５および基板間接続シート３の開口部６は、同じ位置の上下に略同等の大きさで構成され、回路基板１０のキャビティ１１部分となる。
【００３０】
次に、図１Ｅに示すように、上側基板１と下側基板２の表面の接続電極等の一部の回路パターンを除く領域に絶縁被膜層としてのソルダレジスト７を選択的に形成し、その後露出した導体にニッケル及び金めっきを施す。すなわち、上側基板１と下側基板２の表面の一部を除く領域に絶縁被膜層を選択的に形成するステップの後、露出した前記表面に金めっき層を形成するステップを行う。
【００３１】
なお、本事例においては、ソルダレジスト７の形成を図１Ｅに示すステップで行ったが、図１Ａの準備ステップで形成することも可能であり、その詳細は後述する。
【００３２】
なお、図１Ｃの熱プレスによる加熱加圧のステップは、開口部５，６が存在することにより、特に上側は、図２Ａに示すクッション材８を介して、図２Ｂに示すＳＵＳ板８ｂで挟持して行うことが望ましい。クッション材８は、表層に離型層８ａを備えたシリコンゴムやブチルゴム等が適している。
【００３３】
上記のクッション材８は、真空熱プレス装置が昇温する過程で流動し、図２Ｂに示すように、開口部５，６の空洞部（キャビティ１１）に加圧注入し、被積層物の全面を均一に加圧する。また、離型層８ａとシリコンゴムやブチルゴム等との間に流動性材料を備えたクッション材を用いることも可能である。また、開口部５，６の容積とほぼ同じ体積の凸部を備えた型を用いて加熱加圧することも可能である。
【００３４】
第二番目に、図１Ａのステップにおいて準備された上側基板１の構成とプロセスについて以下に説明する。図３Ａ〜図３Ｆ、図４Ａ〜図４Ｃは本発明の実施の形態１における上側基板の製造方法を示すための回路基板の断面図である。
【００３５】
まず、図３Ａにおいて、２１は３００×２５０ｍｍ、厚さ約１００μｍのＢステージ状態の基板材料としてのプリプレグシート（以下プリプレグと称する）であり、例えばガラス織布の基材に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材料などが用いられ、マザーボードと呼ばれるプリント配線板にも使用されるものである。離型フィルム２２ａ、２２ｂは、片面にＳｉ系の離型剤を塗布した厚さ約１２μｍのプラスチックシートであり、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられる。
【００３６】
次に、図３Ｂに示すように、両面に離型フィルム２２ａ、２２ｂが接着されたプリプレグ２１の所定の箇所にレーザー加工法などを利用して貫通孔２３を形成する。次に、図３Ｃに示すように、貫通孔２３に導電性ペースト２４を充填する。充填方法としては、印刷機（図示せず）を用いて導電性ペースト２４を離型フィルム２２上に直接印刷することにより行う。この時、離型フィルム２２は印刷マスクの役割と、プリプレグ２１の表面の汚染防止の役割を果たしている。
【００３７】
次に、図３Ｄに示すように、プリプレグ２１の両面から離型フィルム２２を剥離する。次に、図３Ｅに示すように、プリプレグ２１を金属はく２５ａ、２５ｂで挟み込むように積層する。次に、図３Ｆに示すように、熱プレスで全面を加熱加圧し、プリプレグ２１を硬化する。このとき、導電性ペースト２４が圧縮されて両面の金属はく２５ａと金属はく２５ｂとは電気的に接続される。
【００３８】
次に、図４Ａに示すように、銅箔等の金属はく２５ａと金属はく２５ｂとを選択的にエッチングして回路パターン２６が形成された２層の回路基板２０を得る。そして、図４Ｂに示すように、中央部を含む領域に一定面積（１０ｍｍ×１０ｍｍ）の開口部５を形成する。開口部５の形成方法は、図４Ａのステップにおいて中央部の金属はく２５ａ、２５ｂを選択的にエッチングした後、レーザー加工にて切断除去する方法や、金型により打ち抜き加工する方法、あるいはエンドミルによるルータ加工で行う方法などがある。
【００３９】
なお、開口部５が形成された上側基板１を図１Ａのステップにて準備した基板とすることも可能であるが、より望ましい形態として図４Ｃに示すように絶縁被膜層としてのソルダレジスト７を形成したものを上側基板１とし、これを図１Ｃのステップで積層する方法もある。この方法の利点は、上側基板１が平面形態である段階でソルダレジストを形成することによる製造工程上の容易性や生産性の確保のほかに、以下に説明する形態を採用することができるという点である。
【００４０】
図４Ｄに、その要部を拡大した断面図を示す。図に示すように、上側基板１としての回路基板２０の図面上側の接続電極等の回路パターン２６を除く略全域に絶縁被膜層としての写真現像型（フォト）のソルダレジスト７を形成する。回路基板としての機能は少なくともソルダレジスト７を形成することで満たすことができるが、開口部５の端面にもソルダレジスト７ａを形成することが望ましい。開口部５の端面へのソルダレジストの塗布は、静電塗布、ロールコーター、ディップコーター等の方法により行うことができる。
【００４１】
さらに、基板間接続シート３に接する面（図面下側）には、基板間接続シート３の導通孔が形成されていない部分に直径約５０〜１００μｍの凸状のソルダレジスト７ｂを点在させた形態で形成する。また、開口部５の端から一定の範囲にソルダレジスト７ｃを形成する。ソルダレジスト７ａは、端面からの吸湿を防止するとともに、基板材料の端面から発生する塵を防止する。ソルダレジスト７ｂは、基板間接続シート３に対する投錨効果と基板間接続シート３に形成された導通孔の変形等を防止し、ソルダレジスト７ｃとともに基板間接続シート３の樹脂の流れ出しを防止する。
【００４２】
上記の説明は、上側基板１（図面下側／接触面）におけるものであるが、下側基板２の基板間接続シート３に接する面にも凸状ソルダレジスト７ｂを形成することが望ましい。ただし、下側基板２が開口部を設けない場合は、ソルダレジスト７ｃは不要である。
【００４３】
このソルダレジスト７ｂにより、図１Ｃのステップにおける上側基板１、下側基板２の熱膨張の違いによる基板間接続シート３の変形に対応することが可能となり、上側基板１、下側基板２との導通接続を維持することができる。特に、織布や不織布等の芯材を含まない基板間接続シート３においては、凸状ソルダレジスト７ｂの存在は有効であり、導通ランド用の回路パターン径よりも小径で形成することで効果を高めることができ、凸状のソルダレジスト７ｂの存在により基板間接続シート３と上側基板１、下側基板２との接着強度を高めることができる。
【００４４】
なお、図４Ｄにおいて、図面上側のソルダレジスト７の形成は適正露光量で行うのに対し、図面下面のソルダレジスト７ｂはオーバー露光条件で行うことが望ましい。これにより、凸状のソルダレジスト７ｂを台形状または楔状に形成することができる。従って、凸状のソルダレジスト７ｂが基板間接続シート３の接着層に圧入されることにより、しっかりと食い込んで動かない投錨効果をより高めることができる。
【００４５】
また、基板間接続シート３を構成する接着層４は、低流動性であり、かつ上側基板１、下側基板２は完全に硬化されたＣステージ状態の基板であるため、層間の接着強度をより高める必要がある。この場合、特に凸状のソルダレジスト７ｂを構成する樹脂と接着層４中の樹脂とを同系統とすることにより接着の強度に対し更に効果的である。
【００４６】
また、通常ソルダレジストの形成ステップは、露光・現像の後、加熱による本硬化あるいはポストＵＶ硬化のステップがあるが、本実施の形態におけるソルダレジストは、露光の後現像のみに留め、基板間接続シート３と上側基板１、下側基板２との熱プレスのステップで上記の本硬化を兼ねることもできる。この場合の利点は、接着層４中の樹脂と凸状のソルダレジスト中の樹脂成分との融合密着が高まり、特に両樹脂が同系統である場合、層間の接着強度をより高めることができる。
【００４７】
次に、下側基板２の構成と製造プロセスについて説明する。即ち、図１Ａのステップにおいて準備された下側基板２の構成とプロセスについて以下に説明する。図５Ａ〜図５Ｄは製造方法を示すための下側基板の断面図である。
【００４８】
まず図５Ａに示すように、図３Ａ〜図３Ｆ、図４Ａ〜図４Ｄのステップを用いて形成した２層の回路基板２０を準備する。次に、図３Ａ〜図３Ｄに示した製造方法を用いて作製したプリプレグ３１を２枚と金属はく３５を２枚とを用意する。それらを、図５Ｂに示すように、位置決めステージ（図示せず）上に金属はく３５とプリプレグ３１を載置して、その上に回路基板２０を内層用のコア基板として積層し、さらにプリプレグ３１、金属はく３５を積層する。これらを仮接着して固定された積層構成物として作成する。
【００４９】
次に図５Ｃに示すように、上記の積層構成物を熱プレスで全面を加熱加圧して成形硬化させて、プリプレグ３１と金属はく３５および回路基板２０とを接着し、多層構成を形成する。この際、導電性ペースト３４が圧縮されて表裏の金属はく３５は導電性ペースト３４により内層の回路基板１０の回路パターンと電気的に接続される。そして、図５Ｄに示すように、金属はく３５をエッチングなどで選択的に除去することで回路パターン３６を形成し、４層の多層の回路基板３０が完成する。
【００５０】
なお、４層以上に多層化する場合には、４層以上の多層の回路基板を内層用のコア基板として上記ステップを繰り返せばよい。
【００５１】
また、他の事例としては、表層に回路を有する両面あるいは多層の配線基板（本発明の回路基板を含む）の２枚を、貫通孔に導電性ペーストが充填された層間接続用の導通孔を備えたプリプレグとを介して多層の回路基板とする場合もある。
【００５２】
また、表層の回路は導電性めっきにより形成された導通孔により、コア基板としての内層の回路基板１０と層間接続することで多層の配線基板を構成することも可能である。コア基板としての内層基板は、導電性めっきにより形成された導通孔により表裏または層間接続されているものであってもよい。特に、貫通孔、めっきスルーホールを備えた基板を採用することにより、放熱性を高めることができる。
【００５３】
次に、基板間接続シート３の構成とプロセスについて説明する。即ち、図１Ｂのステップにおいて準備された基板間接続シート３の構成とプロセスについて以下に説明する。図６Ａ〜図６Ｈは製造方法を示すための基板間接続シート３の断面図である。
【００５４】
図６Ａに示すように、キャリアフィルム４２上に厚さ約１００μｍの（多機能）有機系の接着層４１が形成された３００×２５０ｍｍのサイズのシート材料を準備する。なお、接着層４１の厚さは、３０〜３００μｍの範囲から選定することも可能である。本発明者は、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍを用いた場合を確認しており、部品実装後の部品の高さに応じて、本実施の形態においては、接着層４１の厚さを約１００μｍの場合について説明する。
【００５５】
シート材料の構成は、キャリアフィルム４２としてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）上に、接着層４１としてフィラーが高い含有率で充填された熱硬化性樹脂層が形成されたものであり、具体的にはフィラーとしてのシリカやアルミナ等の無機物の粉体を５５〜９０ｗｔ％のエポキシ樹脂と混ぜたものであって、芯材としてのガラス織布等の基材は用いていない。
【００５６】
このため、シート材料の縦横厚さ方向の熱膨張係数は、通常のガラスエポキシ積層板の熱膨張係数に比較して低く、特に本実施の形態のシート材料の厚さ方向のガラス転移温度よりも低い状態での膨張係数α１は１２ｐｐｍ／℃であり、上側基板１、下側基板２の材料であるガラス布エポキシ樹脂のプリプレグシートは、厚さ方向の膨張係数α１は６５ｐｐｍ／℃である。また、シート材料はフィラーが高い割合で充填されているため低流動性であり、さらに低流動性を確保するために、必要に応じてゴム系の材料を混ぜてもよい。
【００５７】
次に、図６Ｂに示すように、シート材料の中央部を含む領域に一定面積の開口部６を形成する。開口部６の形成は、製造ステップにおけるハンドリングを考慮してキャリアフィルム４２が存在しているときに行うのが好ましい。開口部６の形成は、金型を用いた打ち抜き加工も可能であるが、好ましくは、レーザー加工にて切断除去する。特に、本実施の形態における接着層４１がエポキシ樹脂を主剤とし、シリカやアルミナ等をフィラー分として重量比５５％以上含む構成の場合、波長９．４〜１０．６μｍの炭酸ガスレーザーを用いて切断除去することで、切断端面の樹脂の流動を抑制することができる。そのメカニズムは、レーザーの加工エネルギーが接着層４１中のフィラーに吸収され、熱に変換されることによりエポキシを変性し、核としてのフィラーと変性した熱硬化性樹脂とにより構成される変質層が切断端面に沿って形成されるというものである。
【００５８】
これにより、図１Ｄのステップにおける加熱加圧の際、基板間接続シート３の端面からの樹脂の流れ出しを防止するとともに、導通孔のビア倒れ等の変形を防ぐことができる。また、切断端面はレーザー加工熱により加工面を変質させることによって、外界からの吸湿を防止することができる。これにより高温高湿における電気絶縁性を維持するあるいは高めることができる。さらに開口部６の端面からのフィラーや樹脂成分の脱落等によりゴミの発生を防止することもできる。
【００５９】
また、開口部６の面積は、図４Ｂのステップで形成した上側基板１の開口部５の面積より大であることが望ましい。開口部５が一辺Ａ（ｍｍ）の正方形であれば、開口部６は一辺（Ａ＋ａ）（ｍｍ）の正方形とし、ａの値はＡの０．５〜１．０％に設定することが望ましい。例えば、開口部５が一辺１０ｍｍの正方形である場合、開口部６は５０〜１００μｍの範囲で開口部５よりも広く形成する。これにより、基板間接続シート３の樹脂の流れ出しに対するクリアランスを確保するとともに、前述の上側基板１の開口部５の端部に形成したソルダレジスト７ｃに嵌合させ、基板間接続シート３の樹脂の流れ出しを防止する効果を有する。
【００６０】
次に、図６Ｃに示すように、シート材料のキャリアフィルム４２の反対側に離型フィルム４２ａをラミネートする。なお、離型フィルム４２ａは、シート材料のキャリアフィルム４２上を含む両面にラミネートすることも可能であるが、本実施の形態においては、片面にラミネートする方法を採用した。離型フィルム４２ａは、片面にＳｉ系の離型剤を塗布した厚さ約１２μｍのプラスチックシートであり、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられる。
【００６１】
次に、図６Ｄに示すように、キャリアフィルム４２を剥離する。次に、図６Ｅに示すように、キャリアフィルム４２を剥離した面に離型フィルム４２ｂを真空ラミネート装置を用いて真空状態でラミネートすることによって、図に示したように開口部６において、離型フィルム４２ａ、４２ｂが接触した接触部４５を形成する。
【００６２】
なお、真空ラミネート装置はラミネートロール（図示せず）を備え、これより離型フィルム４２ａ、４２ｂを加熱加圧しながらシート材料にラミネートすることが可能である。この際、本実施の形態においては、真空状態でラミネートするため、離型フィルムの接触部４５は開口部６内に窪み、この部分はラミネートロールにて加熱加圧されることなく、真空圧のみで接触した状態を保つことができる。これにより、後述する図６Ｈに示すステップにおいて離型フィルム４２ａ、４２ｂの剥離を容易に行うことができる。
【００６３】
さらに、開口部６に接触部４５が設けられることにより、接着層４１の剛性を高めることができ、後工程であるレーザー穴加工やペースト充填等のステップにおけるシート材料のハンドリングを容易に行うことができる。
【００６４】
なお、ラミネートロールを備えた真空ラミネート装置を用いた事例を示したが、真空プレス装置を用いて離型フィルムをシート材料にラミネートすることも可能である。この場合においても、真空状態で行えば、開口部６に接触部４５を設けることができる。
【００６５】
また、上記の図６Ｄにおいて、キャリアフィルム４２を一旦剥離したのち、図６Ｅのステップにおいて離型フィルム４２ｂをラミネートするステップの意図は、真空ラミネート後の接触部４５を形成するためである。前述のハンドリング性を高めることのほかに、後工程のレーザー穴加工において、レーザー加工上最も適した条件とするため、同質の材料である離型フィルム４２ａ、４２ｂを両面にラミネートしたものである。
【００６６】
次に、図６Ｆに示すように、開口部６を除く領域にレーザー加工法などを利用して貫通孔４３を形成する。次に、図６Ｇに示すように、貫通孔４３に導電性ペースト４４を充填する。充填方法としては、図３Ｃに示すステップと実質同様に行う。次に、図６Ｈに示すように、シート材料の上下から離型フィルム４２ａ、４２ｂを剥離し、基板間接続シート３を完成する。
【００６７】
以上の説明では、完成した基板間接続シート３を介して上側基板１、下側基板２を積層する事例を図１に示したが、やや異なる方法を採用することもできる。図７Ａ〜図７Ｂは本発明の実施の形態１における接続シートの異なる製造方法を示すための回路基板の断面図である。図７Ａの接続シートの断面図に示すように、裏面の離型フィルム４２ｂのみを剥離し、離型フィルム４２ａが表面にラミネートされたままの状態の基板間接続シート３を準備する。次に、図７Ｂに示すように、離型フィルム４２ａを備えた面の反対面を接触面として基板間接続シート３を下側基板２上に位置決めし積層し複数の点を仮圧着する。その後真空状態でラミネートにより全面を仮圧着する。
【００６８】
この製造方法の意図は、本実施の形態における基板間接続シート３は、低流動でかつ剛性が高いため、複数の点による仮圧着では、熱プレスのステップの際に位置ズレする可能性もあり、それを防止するために行うものである。離型フィルム４２ａが存在することにより、充填された導電性ペーストの状態を維持することができるとともに、開口部６端部を含む基板間接続シート３の全面を下側基板２に均一に仮圧着することができる。その後、離型フィルム４２ａを剥離し、基板間接続シート３上に上側基板１を積層し、図１Ｄ以降に示すステップと同様のステップを経て回路基板を完成する。
【００６９】
また、真空ラミネートにより全面を仮圧着する方法とは別に熱プレスにて全面を均一に仮圧着することもできる。この場合、離型フィルム４２ａは充填された導電性ペーストの保護の他に、熱プレスの際の離型フィルムとしての役割を果たすことができる。
【００７０】
なお、基板間接続シート３の構造は、表層に１〜２μｍの樹脂層を備えた構成とすることもできる。この構成は、キャリアフィルム４２上に樹脂層、接着層４１、樹脂層の３層構造のシート材料を準備し、図６Ａ〜図６Ｈと同様のステップを経て形成することも可能である。また、樹脂層を備えた離型フィルムを用い、図６Ｃ〜図６Ｅのステップにおいて、加熱加圧により樹脂層を接着層４１側に転写することにより形成することも可能である。
【００７１】
上記の構成により、基板間接続シート３と上側基板１、下側基板２との接着強度を高めることができる。特に、樹脂層を上側基板１、下側基板２の基板材料を構成する樹脂と同系統のものにすると、さらに効果がある。また、この構成と、前述した凸状のソルダレジスト７ｃの構成とを組み合わせることにより、さらに効果を高めることもできる。
【００７２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の回路基板の製造方法を以下に説明する。本実施例においても、基本構造は、実施の形態１と同様、積層基板である下側基板２の上に、キャビティ１１を有する積層基板である上側基板１が重なって構成されている。図８Ａ〜図８Ｃは本発明の実施の形態２における回路基板の製造方法を示すための回路基板の断面図である。まず、図８Ａに示すように、実施の形態１の図４Ａのステップを経て形成した回路基板２０と、図６Ｈのステップを経て形成した基板間接続シート３とを準備する。
【００７３】
次に、基板間接続シート３の片面の離型フィルム４２ｂを剥離した後、図８Ｂに示すように、上側基板１としての回路基板２０に基板間接続シート３が積層接着された基板１３を形成する。次に、図８Ｃに示すように、基板１３の中央部を含む領域に一定面積の開口部９を、ルータ加工またはパンチングにて形成する。次に、基板１３の離型フィルム４２ａを剥離する。その後、この基板の基板間接続シート３側が接するように、この基板を下側基板２に積層する。図面上では、上側基板１をひっくり返したような積層となる。以降のステップは、図１Ｄ以降のステップと同様に行う。
【００７４】
本実施の形態における回路基板の製造方法は次の利点を有する。芯材を含まない基板間接続シート３をＣステージ状態の上側基板１と接着することにより、製造プロセスにおけるハンドリングを容易に行うことができる。また、基板間接続シート３と上側基板１の開口部を同一ステップで形成することができるため、生産性を向上させることができる。さらに、図７の事例と同様に、離型フィルム４２ａを備えた基板間接続シート３を上側基板１の全面を仮圧着することができるため、熱プレスのステップの際の位置ズレを防止することができる。
【００７５】
以上の実施の形態において説明した製造方法より得られた本発明の回路基板は、図９に示すように、全層ＩＶＨ構造でかつ電子部品１２を実装することができるキャビティ１１を備え、さらに多層プリント配線板等のマザーボードへ実装できる構造である。特に、本発明の回路基板を構成する上側基板１と下側基板２はマザーボードと同じ基板材料を選択することが可能である。
【００７６】
また、上側基板１と下側基板２とを接続する基板間接続シート３は、その厚み方向の熱膨張係数がこれらの基板よりも低い材料で構成されるため、反り量を抑制することができ、マザーボードとの実装の信頼性を高めることができる。
【００７７】
また、基板間接続シート３は、低流動性の材料で構成されるため、キャビティ１１内部への樹脂の流れ出し、および樹脂流動による導通孔の変形を防止し、高い層間接続信頼性を有する全層ＩＶＨ構造を実現することができる。
【００７８】
さらに、本発明の回路基板の製造方法は、焼成工程、ザグリ加工工程、あるいは樹脂成形工程を経ることなく、凹状に窪んだキャビティ１１部の形成を効率的に容易に行うことができ、金型等を変更することなく、キャビティ１１に実装される電子部品の高さに応じた回路基板を提供することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態においては、２層の回路基板２０を上側基板１とし、４層の回路基板３０を下側基板２として説明したが、上側基板１および下側基板２の層の数は、それに限るものではない。
【００８０】
また、上側基板１および下側基板２は、ガラス織布基材エポキシ樹脂含浸材料が硬化されたもので説明したが、ガラス織布に限定されるものではなく、アラミド等の不織布の基材も使用できる。含浸される樹脂もエポキシ樹脂に限定されるものではなく、基板間接続シートの使用される材料の厚み方向の熱膨張係数の比較において、本発明の意図する構成を含むものであれば、回路基板の仕様に応じて様々な樹脂を選択することが可能である。
【００８１】
また、上側基板と下側基板の面に選択的に形成される絶縁被膜層は、写真現像型のソルダレジストとしたが、ロードマップ等の部品配置図用の絶縁被膜材料を用いて形成することも可能である。その形態も写真現像型に限らず、感光性フィルムを用いることも可能である。さらに、インキ透孔穴の断面が台形形状のメタル版やスクリーン等を用いれば印刷法により凸状の絶縁被膜層を形成することも可能である。
【００８２】
また、実施の形態において説明した、基板及び金属箔やシート等の材料を積層するステップは、位置決めステージ上に静置された材料や基板の上に、位置決め用マーク（または穴）をＣＣＤなどの認識装置で認識位置決めして積層した後、ヒーターポンチで加熱加圧して、仮接着固定される工程を適宜含むものである。説明を簡潔にするため省略した。
【００８３】
また、開口部５を備えた状態の上側基板１と下側基板２の面方向の線熱膨張係数は、略同等とすることが望ましい。略同等とすることによって、基板間接続シート３に形成された導通孔の変形（ビア倒れ）をさらに抑制することができる。具体的には、開口部５の面積に応じて、上側基板１または下側基板２の残銅率、層数、厚み等を設定することで、実現可能となる。
【００８４】
さらに、接着層４として熱可塑性樹脂（ＰＰＳ／ポリフェニレンサルファイド、ＰＥＥＫ／ポリエーテルエーテルケトン、ＰＥＳ／ポリエーテルサルフォン）や熱可塑性ポリイミド等を用いてもよい。条件として、本実施の形態で例示した基板間接続シートの接着層４と同等かそれより良い低膨張率あるいはレーザー加工性、あるいは層間接着性を備えていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、近年の回路基板の多層化・高密度化の要求に対応するものである。本発明により提供される回路基板は、従来ＬＴＣＣ（低温焼成積層セラミックス基板）の代替技術として、生産性、信頼性及び製造コストの上からも有効である。ガラスエポキシ樹脂で積層構成された多層プリント配線板をマザーボードとする実装形態に適したものであり、本発明の産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【００８６】
１  上側基板
２  下側基板
３  基板間接続シート
４，４１  接着層
５，６，９  開口部
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  ソルダレジスト
８  クッション材
８ａ  離型層
８ｂ  ＳＵＳ板
１０，２０，３０  回路基板
１１  キャビティ
１２  電子部品
１３  基板
２１，３１  プリプレグ
２２，４２ａ，４２ｂ  離型フィルム
２３，４３  貫通孔
２４，３４，４４  導電性ペースト
２５ａ，２５ｂ，３５  金属はく
２６，３６  回路パターン
４２  キャリアフィルム
４５  接触部
【図１Ａ】
2011176381.tif 000003
【図１Ｂ】
2011176381.tif 000004
【図１Ｃ】
2011176381.tif 000005
【図１Ｄ】
2011176381.tif 000006
【図１Ｅ】
2011176381.tif 000007
【図２Ａ】
2011176381.tif 000008
【図２Ｂ】
2011176381.tif 000009
【図３Ａ】
2011176381.tif 000010
【図３Ｂ】
2011176381.tif 000011
【図３Ｃ】
2011176381.tif 000012
【図３Ｄ】
2011176381.tif 000013
【図３Ｅ】
2011176381.tif 000014
【図３Ｆ】
2011176381.tif 000015
【図４Ａ】
2011176381.tif 000016
【図４Ｂ】
2011176381.tif 000017
【図４Ｃ】
2011176381.tif 000018
【図４Ｄ】
2011176381.tif 000019
【図５Ａ】
2011176381.tif 000020
【図５Ｂ】
2011176381.tif 000021
【図５Ｃ】
2011176381.tif 000022
【図５Ｄ】
2011176381.tif 000023
【図６Ａ】
2011176381.tif 000024
【図６Ｂ】
2011176381.tif 000025
【図６Ｃ】
2011176381.tif 000026
【図６Ｄ】
2011176381.tif 000027
【図６Ｅ】
2011176381.tif 000028
【図６Ｆ】
2011176381.tif 000029
【図６Ｇ】
2011176381.tif 000030
【図６Ｈ】
2011176381.tif 000031
【図７Ａ】
2011176381.tif 000032
【図７Ｂ】
2011176381.tif 000033
【図８Ａ】
2011176381.tif 000034
【図８Ｂ】
2011176381.tif 000035
【図８Ｃ】
2011176381.tif 000036
【図９】
2011176381.tif 000037
【図１０Ａ】
2011176381.tif 000038
【図１０Ｂ】
2011176381.tif 000039