(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全層を貫通して接続する貫通ビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、これらの基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第三の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第四の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第五の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第六の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第七の工程とからなり、これら７つの工程を連続して実施する製造方法が、貫通ビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項２】
表面層から内層を接続する行き止まり構造のブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、これらの基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第三の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第四の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第五の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第六の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第七の工程とからなり、これら７つの工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項３】
表層以外の内層間だけを接続する埋め込み構造のベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
ベリードビアホールを構成する最も外側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第一の工程と、最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、前記したベリードビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第四の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第五の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、前記積層した基板の最上層部を除いた部位までが導電性ペーストで浸漬されるように、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第六の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第七の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出す第八の工程とからなる、これら８つの工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項４】
ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第三の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第四の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板と、前記したベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第五の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第六の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第七の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第八の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第九の工程とからなる、これら９つの工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項５】
ベリードビアホール同士が互いに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
第一のベリードビアホールが第二のベリードビアホールに導通する配線パターンが形成され、第一のベリードビアホールの一方の端部を構成する基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、第一および第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第一の工程と、第一のベリードビアホールの他方の端部を構成する基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第三の工程と、前記第一のベリードビアホールが前記第二のベリードビアホールに導通する配線パターンが形成された基板と対抗する第二のベリードビアホールの他方の端部を構成する基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第五の工程と、前記した第一のベリードビアホールを構成する基板と、前記した第二のベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第六の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第七の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、前記積層した基板の最上層部を除いた部位までが導電性ペーストで浸漬されるように、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第八の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第九の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出す第十の工程とからなり、これら１０の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が互いに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項６】
ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設ける第一の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第一のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、第一のベリードビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第二のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第三の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第四の工程と、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板と、前記した第一のベリードビアホールを構成する基板と、前記した第二のベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第七の工程と、該積層した基板を真空含浸装置に配置する第八の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第九の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、ブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十一の工程とからなり、これら１１の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項７】
貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる各々のビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第六の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第七の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第八の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第九の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第十の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十一の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十二の工程とからなり、これら１２の工程を連続して実施する製造方法が、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる各々のビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項８】
ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と貫通ビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置と、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、ベリードビアホールに導通する配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第七の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第八の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第九の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十一の工程とからなり、これら１１の工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項９】
ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第一のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位とを除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、第一のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、前記第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第二のベリードビアホールに導通する配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第七の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第八の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第九の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第十の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第十一の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十二の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十三の工程とからなり、これら１３の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【請求項１０】
請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した導電性ペーストは、熱分解で金属を析出する金属化合物をアルコールに分散させ、該アルコール分散液に、前記金属化合物が熱分解する温度より低い沸点を有する有機化合物を混合した混合液からなる導電性ペーストである、請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項１０に記載した金属化合物は、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する金属錯体からなる金属化合物である、請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項１０に記載した金属化合物は、カルボン酸金属化合物であって、該カルボン酸金属化合物は、第一にカルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、第二に前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物である、請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項１０に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に請求項１０に記載した金属化合物が熱分解される温度より沸点が低い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である、請求項１０に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１４】
請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した絶縁性ペーストは、請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した導電性ペーストが含有する、熱分解で金属を析出する金属化合物が熱分解する温度より高い沸点を有する有機化合物を、アルコールに溶解ないしは混和したアルコールとの混合液からなる絶縁性ペーストである、請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項１４に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した導電性ペーストが含有する、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する金属錯体が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である、請求項１４に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、請求項１４に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、カルボン酸からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に請求項３と請求項５とを除く、請求項１から請求項９のいずれの請求項に記載した導電性ペーストが含有する、カルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である請求項１４に記載した多層配線基板を製造する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一度の基板の積層で多層基板を形成し、この多層基板に導電性ペーストを真空含浸することで、様々な構造のビアホールを多層配線基板に形成する技術である。本発明では基板単品に貫通孔を設けるため、貫通孔の位置と数との制約がない。また、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板表面の部位を除いて絶縁性ペーストで印刷し、この基板を任意の順番で多層基板に積層し、この後、絶縁性ペーストで形成された空隙に導電性ペーストを真空含浸するため、ビアホール同士が導通する基板を、多層配線基板の任意の位置に積層できる。これによって、ビアホールの種類とビア構造とビアホールの数とに依らず、様々な構造のビアホールが多層配線基板に形成できる。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノート型パソコンに代表されるように、電子機器の小型化、軽量化、多機能化が急速に進展している。このような電子機器では、各種電子部品間の配線距離はできるだけ短いことが望ましく、電子部品を実装するプリント配線板は、配線の高密度化と配線基板の多層化とが必要となり、多層プリント配線板の作成方法が大きく変わった。
従来の多層プリント配線板は、メッキ・スルーホール（貫通孔）を用いて層間の導通を取っていたが、スルーホールがドリル加工で形成するため、スルーホール径の小径化には限界があった。また、多層プリント配線板では、任意の導体層間の電気的接続が必要になるが、スルーホールが貫通した構造であるため、不要な導体層にも穴が形成され、配線のデッド・エリアが導体層間に形成される。さらに、スルーホール部分の配線は一直線上に制限されるため、配線の自由度が低くなる。また、スルーホール上には表面実装部品を搭載することができず、部品の実装密度が上がらない。このような問題点を解決する手段として、ビルドアップ構造の多層配線基板が開発された。
【０００３】
ビルドアップ構造からなる多層配線基板の構造は２種類に大別される。一つは「ベース＋ビルドアップ層」構造であり、もう一つは「全層ビルドアップ」構造である。「ベース＋ビルドアップ層」構造は、ベースとなるコア層に薄いビルドアップ層を積み上げた構造からなる。この構造のメリットは、コア層となる部分を従来のプリント配線板で構成し、その上にビルドアップ層を積み上げるため、従来の製造設備を拡張するだけで多層配線基板が製造できる。いっぽう、デメリットとして、ビルドアップ層にファインパターンや極小径ビアを作ることは可能であるが、コア層は従来のプリント配線板と同じ製法と同じ設計ルールであるため、高密度配線の支障になる。また、ビアとビアを重ねることは可能であるが、製造工程が複雑になり製造コストが上昇する。これに対し「全層ビルドアップ」構造は、全層にわたってランダムにビアが配置でき、さらに、ビアとビアを重ねることができるスタックドビア構造が可能になる。このため、設計の自由度が高く、任意の層間を最短距離で接続できるメリットがあるが、製造コストは「ベース＋ビルドアップ層」構造と比べると一般に高くなる。
【０００４】
「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の一例として、特許文献１に次の５つの工程からなる事例が記載されている。すなわち、絶縁層の両面に配線層と配線層同士を接続する貫通穴による層間接続とを形成したコア基板を作製する工程、コア基板の下層側及び上層側の配線層のそれぞれに、絶縁層と金属箔とを重ね、物理的に層間分離可能な分離層上に積層する工程、コア基板の上層側にビルドアップ工法にて多層化し、２層以上の配線層を形成し、さらに絶縁層と金属層を積層する工程、金属箔を積層後に、分離層で多層配線基板を分離する工程、分離後の両面の金属箔を回路形成し、配線層を形成する工程とからなる。
【０００５】
しかしながら、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板では、コア基板の剛性を利用することで、コア基板に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層することが可能になる。つまり、コア基板は補強の役割を担うため、ビルドアップ層と比べて厚みが厚い。また、コア基板には、表面及び裏面に形成されたビルドアップ層間の導通を図るためのスルーホール導体が貫通されている。
いっぽう、半導体集積回路素子における信号の高速化に伴い、使用される信号周波数が高周波帯域になる。信号周波数が高くなると、コア基板を貫通するスルーホール導体が長い場合は、スルーホール導体がインダクタンスとして寄与し、高周波信号の伝送ロスや回路誤動作の発生につながる。この問題を解決するために、コア基板の厚さを薄くすると、基板製造時においてコア基板の剛性が十分でなく、コア基板上にビルドアップ層を形成する際に、配線基板の反りや歪みが生じる。この反りや歪みを回避するために、支持治具等の専用の製造設備が別途必要となり、配線基板の製造コストがかさむ。
コア基板に剛性を持たせるため、ガラス繊維入りの絶縁基板を用いると、レーザー加工でビアを形成する際に、ガラス繊維を破壊するために強力なレーザーを照射すると、照射されたレーザーが合成樹脂の絶縁基板を突き抜けて、下地の銅箔に損傷を与える。
【０００６】
さらに、コア基板の配線層に絶縁層と金属箔とを積層する工程と、コア基板にビルドアップ工法で配線層を設ける工程と、配線層に絶縁層と金属箔とを積層する工程とにおいて、繰り返し機械的応力と熱的応力とが加わり、製造された多層配線基板に反りや様々な歪が発生する。この反りや歪は、微細な接合が必要な半導体チップ部品の実装に対し、潜在的な不具合を発生させる要因になる。
また、コア基板の作成に当たっては、例えば、次に説明するように多くのプロセスが必要となり、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の製造コストを下げることが困難になる。最初に、ガラスエポキシ基板等のリジット材料からなる両面銅張基板にレーザーを用いて貫通孔を形成し、高圧洗浄や過マンガン酸塩浴に浸漬することで孔内の樹脂残渣を除去する。次に無電解銅めっき、電解銅めっきを行ない基板表面および貫通孔に銅膜を形成する。銅膜で被覆された貫通孔をスクリーン印刷にて孔埋めインクを埋め込んだ後、表面にはみ出した余分な樹脂をバフ等の研磨で除去する。次に、感光性のフォトレジストを基板全面に塗布した後、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。さらに、塩化第二銅液などのエッチング液を用いてレジストパターンで被覆されていない銅膜部を除去し、さらに、レジストパターンを剥離することで配線層を形成する。
【０００７】
次に、「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板の一例として、例えば、特許文献２に、次の７つの工程からなる事例が記載されている。すなわち、銅箔が剥離可能な基材を準備し、感光性の樹脂絶縁材料からなるソルダーレジストを銅箔上に形成する工程と、露光及び現像を行い、ソルダーレジストに複数の開口部を形成する工程と、ソルダーレジストの開口部内に銅からなる金属導体部を形成する工程と、金属導体部の表面及びソルダーレジストの全面に銅よりもエッチングレートが低い１種以上の金属からなる異種金属層を物理的成膜法によって形成する工程と、異種金属層形成工程後、電解銅めっきを行い、異種金属層上において、複数の開口部に対応した位置にその開口部よりも直径が大きい外部接続端子を形成し、外部接続端子がある位置とは別の位置に配線パターンを形成する工程と、外部接続端子及び配線パターンが形成されたソルダーレジスト上に、複数の樹脂絶縁層及び複数の導体層を交互に積層して多層化することにより積層構造体を形成するビルドアップ工程と、ビルドアップ工程後、基材を除去して銅箔を露出させる工程と、露出した銅箔及び金属導体部をエッチング除去することによって、複数の外部接続端子の表面を前記開口部から露出させる工程とからなる。
【０００８】
しかしながら、「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板は、コア層がないため反りやすく、割れや欠けも生じやすい。このため、多層配線基板の組み立て工程に基板の反りや欠けを抑える機構を追加することが必須になり、多層配線基板の組み立て工程をコアレス基板用に変更しなくてはならない。さらに、複数の樹脂絶縁層と複数の導体層とを交互に積層する際に、樹脂絶縁層の寸法変化が導体層の寸法変化より大きくなり、位置合わせ専用の設備が必要となり、製造コストがさらに増大する。銅箔のエッチングで導体パターンを形成するため、銅箔の厚みで作成できるファインパターンに限界がある。
【０００９】
さらに、特許文献２における多層配線基板の製造方法の特徴点の一つに、基材除去工程の前に基材上にソルダーレジストを形成する点がある。基材上へのソルダーレジスト層の形成は、感光性エポキシ樹脂からなる液状のレジスト剤を塗布、乾燥、露光、現像、硬化からなる一連のプロセスが２０を超える工程からなり、これらの処理を複数回繰り返すことで、ようやくレジスト層の表面の平滑性が得られる。この際、異物の付着、取扱い時に発生する傷を防止するなど歩留まりの低下を防ぐための様々な処置が必要になり、ソルダーレジスト層の形成は、多層配線基板の製造コストの増大をもたらす。
また、製造方法の他の特徴点として、ソルダーレジストに開口部を設け、この開口部を銅メッキした後に、基材の表面をエッチングレートが銅より低いニッケルからなる膜をスパッタリングで形成することが挙げられる。ニッケル分子が高速で銅メッキ層とソルダーレジスト層の表面に飛来した際に、応力が銅メッキ層とソルダーレジスト層に印加され歪が残留する。また、ニッケル膜の格子にニッケル原子が押し込まれ、ニッケルの膜は膨張しようとする性質を持つ。これらの性質と、ソルダーレジストの熱膨張率とニッケルの熱膨張率が異なることで、ソルダーレジストとニッケル膜は剥離しやすい性質を持つ。
【００１０】
ここで、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の製造に関わる課題を改めて整理する。コア基板の剛性を利用することで、コア基板に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層することが可能になるため、コア基板に剛性を持たせることは、多層配線基板の製造の必須事項になる。しかしながら、剛性を持ったコア基板を作成する際に、前記した様々な課題が発生する。また、コア基板の作成に多くのプロセスが必要になり、多層配線基板を安価に製造することが困難になる。さらに、コア基板に樹脂絶縁層と導体層とを交互に積層する際に様々な負荷が印加され、反りや歪が発生することは避けらず、積層枚数が多くなるほど、また、多層配線基板が大型になるほど、発生する反りや歪の量が増大する。こうした反りや歪の発生は、多層配線基板の歩留まりを大きく低減させる。このように、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の製造に係わる多くの課題は、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の製造原理に係わる。このため、全く新たな製造方法によって多層配線基板を製造することが求められている。
また、「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板の製造に関わる課題を改めて整理する。「全層ビルドアップ」構造は、ビアホールに半田が流れ込み、電子部品の接続不良を起こすことを避けるため、ビアホールの直上にビアホールを重ねるビア・オン・ビアを実現し、また、ビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサなどの電子部品を実装するパッド・オン・ビアを実現させるため、ビアホール内を銅メッキで充填するビアフルメッキが大きな特徴点として挙げられる。このため、リジッド配線板を基板として用いて積層し、必要個所をレーザートリミングした後に、ビアフルメッキを行い、これによって、配線パターンを形成して1段のビルドアップを行い、このプロセスを繰り返すことで、多段のビルドアップ構造からなる多層配線基板が製造される。従って、ビルドアップの段数が増えるほど様々な負荷が印加され、樹脂絶縁層と導体層の寸法変化が増大し、また、レーザートリミングと銅メッキ処理との際に、製造過程にある基材に熱的負荷や薬品負荷が加わることで基材が劣化し、多層配線基板の歩留まりが低下する。また、ビルドアップの段数が増えるほど製造工程が長大化し、製造コストが増大する。これらの課題はいずれも、「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板の製造原理に係わる。このため、全く新たな製造方法によって多層配線基板を製造することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−８２４８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２４３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上に説明したように、「ベース＋ビルドアップ層」構造からなる多層配線基板の主たる課題は、コア基板に樹脂絶縁層と導体層とを交互に多段に積層することにあり、「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板の主たる課題は、多段に基材をビルドアップすることにある。つまり、積層する基材の回数が多くなるほど、様々な負荷が基材に加わり、反りや歪、材質の劣化、寸法の変化、位置ずれなどの不具合が、積層する基材と積層される基材にもたらされ、多層配線基板の歩留まりが低下する。また、積層する基材の回数が多くなるほど製造工程が長くなり、製造コストは増大する。従って、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第一の課題は、一度の基板の積層で必要となる多層基板が製造できる製造方法を実現することにある。
さらに、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第二の課題は、積層した多層配線基板に対する一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填された導電層となり、同時に、全ての配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層となり、また、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層となる、導電層を製造する製造方法を実現することにある。これによって、多層配線基板の製造工程が著しく短縮され、かつ、製造過程において基材に加わる負荷が著しく縮減される。この結果、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。さらに、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、電子部品を多層配線基板に実装する際に、貫通孔に半田が流れ込まない。また、ビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサなどの電子部品を実装することができる。
さらに、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第三の課題は、ビアホールの種類とビア構造とビアホールの数に依らず、様々な構造のビアホールを導電層とし、同時に、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層を形成し、また、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層を形成する、導電層を製造する製造方法を実現することにある。すなわち、ビアホールには、全層を貫通して接続する貫通ビアホール、表面層から内層を接続する行き止まり構造のブラインドビアホール、表層以外の内層間だけを接続する埋め込み構造のべリードビアホールなどがある。また、ビア構造には、上下の穴位置が同じで積み重ねたビアホール同士が接続するスタックドビア構造や、上下の穴位置が異なるビアホール同士を接続するスタッカードビア構造などがある。従って、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとが単独で形成される場合は、ビア構造はスタックドビア構造となる。いっぽう、複数種類のビアホールが互いに導通するビア構造や、複数のビアホール同士が導通するビア構造は、いずれもスタッカードビア構造を有するが、これらはスタックドビア構造とスタッカードビア構造とが共存する多層配線基板の一例に過ぎない。このため本課題を解決する技術は、汎用性を持つ多層配線基板の製造技術になり、これによって、多層配線基板の小型化、軽量化、高機能化が進む。従来の「全層ビルドアップ」構造からなる多層配線基板の製造は、工法によってスタックドビア構造ないしはスタッカードビア構造のいずれかに制限される欠点を持つ。
さらに、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第四の課題は、ビアホールの形成に、レーザー照射とメッキ処理とを伴わず、貫通孔を導電層とし、同時に、この貫通孔は貫通孔用のパッドを介して配線パターンに導通する導電層を形成する、ビアホールを形成する技術を実現することにある。これによって、熱的負荷や薬品負荷が基材に加わらない。さらに、異物の除去、洗浄、乾燥などの工程の繰り返しや、位置合わせの繰り返しが不要になる。これらによって、様々なビアホールを形成した多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線板の製造コストが著しく低下する。
以上に説明したように、本発明が解決しようとする課題は、前記した４つの課題を解決する多層配線基板を製造する製造方法を実現することに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第一特徴手段は、全層を貫通して接続する貫通ビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、これらの基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第三の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第四の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第五の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第六の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第七の工程とからなり、これら７つの工程を連続して実施する製造方法が、貫通ビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００１４】
つまり、本特徴手段によれば、７つの工程を連続して実施することで、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなる貫通ビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。７つの工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えない。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一の工程は、表層の基板と、配線パターンが形成されない内部の基板とに、貫通孔を設けるだけの工程である。なお、レーザー照射で貫通孔を形成しても、基板単品にレーザーを照射させるため、貫通ビアホールを形成する他の基板や基材にレーザー照射の負荷が加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、ビルドアップの途上にある基板と基材とに、レーザー照射による負荷が印加される。
第二の工程は、配線パターンが形成される内部の基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。第一の工程と同様に基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第三の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第四の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第五の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第六の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第七の工程は、積層した多層基板の表層に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、７つの工程はいずれも簡単な処理からなるため、貫通ビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、貫通ビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板に、絶縁性ペーストのスクリーン印刷で配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第三に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、少なくとも一つの貫通ビアホールが構成される多層基板が形成される。
次に、多層基板に導電性ペーストを真空含浸すれば、最下段の基板の貫通孔から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填される。また、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙も、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、貫通ビアホールを構成する全ての貫通孔に導電材が充填され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電材が充填され、これによって、全ての貫通孔に導電層が形成され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電層が形成される。
いっぽう、積層した多層基板の表層は導電材で被覆されるため、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表層を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理して低沸点の有機化合物を気化すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドからなる導電層が形成され、貫通孔用のパッドは貫通孔に導通する導電層になる。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、一度の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、全層を貫通して接続する少なくとも一つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板が製造される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。なお、複数の貫通ビアホールのうち、一つの貫通ビアホールを熱伝導経路として用いれば、多層配線基板が過度に昇温することがなくなり、基板に実装された電子部品が故障しない。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法に伴う熱処理は、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であり、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造される貫通ビアホールは、全ての貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、多層配線基板に電子部品を実装する際に、貫通孔に半田が流れ込まない。また、貫通ビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などのチップ電子部品が実装できる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、全ての貫通孔と空隙とに導電材が浸透する。なお、低沸点の有機化合物が気化した導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電材が、全ての貫通孔と空隙とに浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される全ての空隙と貫通孔は、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用し、この差圧によって、導電材が最下部の貫通孔から浸透し、全ての貫通孔と空隙とに導電材が浸透する。いっぽう、導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙に作用し、導電材が全ての貫通孔と空隙に浸透する。
いっぽう、基板の表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間における絶縁性が絶縁材で確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、配線パターンが形成される基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドとを除く表面に、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が基板に形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層基板への絶縁層の形成とによって、少なくとも一つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板が製造される。この結果、貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、少なくとも一つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法について説明したが、本特徴手段に依れば、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなる貫通ビアホールが形成される。さらに、ビアホール同士が導通する配線パターンと貫通孔用のパッドを基板に形成すれば、貫通ビアホール同士が導通する複数の貫通ビアホールが製造できる。また、ビアホール同士が導通する基板を、異なる複数の基板で構成すれば、貫通ビアホール同士が異なる複数の基板で導通する。これらは様々な構造の貫通ビアホールを形成する一例に過ぎない。つまり本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数との制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。このため、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。従って、本特徴手段に依れば、様々な構造の貫通ビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。この結果、貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００１５】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第二特徴手段は、表面層から内層を接続する行き止まり構造のブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方に
ついて、これらの基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第三の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第四の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第五の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第六の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第七の工程とからなり、これら７つの工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００１６】
つまり、本特徴手段によれば、７つの工程を連続して実施することで、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなるブラインドビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。７つの工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えない。このため多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一の工程は、表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方に、貫通孔を設けるだけの工程である。なお、レーザー照射で貫通孔を形成しても、基板単品にレーザーを照射させるため、ブラインドビアホールを形成する他の基板や基材にレーザー照射の負荷が加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二の工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。第一の工程と同様に、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第三の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第四の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第五の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第六の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第七の工程は、積層した多層基板の表層に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、７つの工程はいずれも簡単な処理からなるため、ブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板に、絶縁性ペーストで配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第三に、空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、少なくとも一つのブラインドビアホールが構成される多層基板が形成される。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、表層の基板の貫通孔から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填される。また、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドも導電材が充填され、これによって、全ての貫通孔に導電層が形成され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電層が形成される。
いっぽう、積層した多層基板の表層は導電材で被覆されるため、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表層を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理して低沸点の有機化合物を気化すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドからなる導電層が形成され、貫通孔用のパッドは貫通孔に導通する。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とにより、表面層から内層を接続する行き止まり構造のブラインドビアホールの少なくとも一つが多層配線基板に形成される。このため、ブラインドビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上し、また、製造コストが著しく低下する。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法に伴う熱処理は、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であり、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造されるブラインドビアホールは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、多層配線基板に電子部品を実装する際に、貫通孔に半田が流れ込まない。ブラインドビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などのチップ電子部品が実装できる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、また、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用し、全ての貫通孔と空隙とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用するため、粘度の高い導電材が、全ての貫通孔と空隙とに浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、導電材が最下部の貫通孔から浸透し、全ての貫通孔と空隙とに浸透する。いっぽう、導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用し、粘度の高い導電材が全ての空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板の表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁材で確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドとを除く表面に、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が基板に形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、多層基板に少なくとも一つのブラインドビアホールが形成される。この結果、ブラインドビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ブラインドビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板の製造方法について説明したが、本特徴手段に依れば、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなるブラインドビアホールが形成できる。さらに、ビアホール同士が導通する配線パターンと貫通孔用のパッドとを基板に形成すれば、ブラインドビアホール同士が導通する複数のブラインドビアホールが製造できる。ビアホール同士が異なる基板で導通する構成にすれば、ブラインドビアホール同士が異なる基板で導通する複数のブラインドビアホールが形成される。これらは様々な構造のブラインドビアホールを形成する一例に過ぎない。
つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板は、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、様々な構造のブラインドビアホールが形成された多層配線基板が製造される。この結果、ブラインドビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ブラインドビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００１７】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第三特徴手段は、表層以外の内層間だけを接続する埋め込み構造のべリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
ベリードビアホールを構成する最も外側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第一の工程と、最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、前記したベリードビアホールを構成する基板について、該基板の全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第四の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第五の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、前記積層した基板の最上層部を除いた部位までが導電性ペーストで浸漬されるように、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第六の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第七の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出す第八の工程とからなる、これら８つの工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００１８】
つまり、本特徴手段によれば、８つの工程を連続して実施することで、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなるベリードビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。８つの工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一と第二の工程とは、基板に貫通孔を設け、この後、各々の配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。なお、レーザー照射で貫通孔を形成しても、基板単品にレーザーを照射させるため、貫通ビアホールを形成する他の基板や基材にレーザー照射の負荷が加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。また、第三の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第四の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第五の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第六の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第七の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第八の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出すだけの工程である。
以上に説明したように、８つの工程はいずれも簡単な処理からなり、ベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、ベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、最も内側の基板に、絶縁性ペーストで基板の端部に通じる配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第三に、最も外側の基板に、絶縁性ペーストで配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第四に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、少なくとも一つのベリードビアホールが構成される多層基板が形成できる。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、最も内側の基板の配線パターンの端部から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、また、配線パターンと貫通孔用のパッドとからなる空隙にも、貫通孔を介して導電性ペーストが浸透する。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電材が充填され、これによって、全ての貫通孔に導電層が形成され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電層が形成される。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理とによって、表層以外の内層間だけを接続する埋め込み構造のベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板が製造される。このため、ベリードビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法では熱処理を伴わないため、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造されるベリードビアホールは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上に電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、また、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用し、全ての貫通孔と空隙とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が全ての貫通孔と空隙とに作用するため、粘度が高い導電材が、全ての空隙と全ての貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔は、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が全ての空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、導電材が最下部の貫通孔から浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が全ての空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電材が全ての空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板の表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁材で確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドとを除く表面に、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が基板に形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理によって、多層基板にベリードビアホールの少なくとも一つが形成される。この結果、ベリードビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ベリードビアホールの少なくとも一つが形成された多層配線基板の製造方法について説明したが、本特徴手段に依れば、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなるベリードビアホールが形成できる。さらに、ビアホール同士が導通する配線パターンと貫通孔用のパッドとを基板に形成すれば、ベリードビアホール同士が導通する複数のベリードビアホールが形成できる。ビアホール同士が異なる基板で導通する構成にすれば、ベリードビアホール同士が複数の異なる基板で導通する複数のブラインドビアホールが形成される。これらは様々な構造のベリードビアホールを形成する一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する配線パターが形成される基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、様々な構造のベリードビアホールが形成された多層配線基板が製造される。この結果、ベリードビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ベリードビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００１９】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第四特徴手段は、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第三の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第四の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板と、前記したベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第五の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第六の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第七の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第八の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第九の工程とからなる、これら９つの工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００２０】
つまり、本特徴手段によれば、９つからなる工程を連続して実施することで、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造できる。９つからなる工程は、いずれも簡単な処理であり、また、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、さらに、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上し、多層配線基板が安価に製造できる。
第一と第四の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。レーザー照射で貫通孔を形成しても、基板単品にレーザーを照射させるため、ブラインドビアホールを形成する他の基板や基材にレーザー照射の負荷が加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷がビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二と第三の工程は、基板に貫通孔を設け、さらに、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。第一と第四の工程と同様に、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第五の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第六の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第七の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第八の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第九の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、積層した多層基板の表層に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、９つからなる工程はいずれも簡単な処理からなるため、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、ベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第三に、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する基板には、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に、絶縁性ペーストで空隙が形成され、第四に、空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が構成される多層基板が形成される。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、ブラインドビアホールの表層の基板の貫通孔から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、また、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙に、貫通孔を介して導電性ペーストが浸透する。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、ブラインドビアホールとベリードビアホールとを構成する全ての貫通孔に導電材が充填され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電材が充填され、これによって、全ての貫通孔に導電層が形成され、同時に、配線パターンと貫通孔用のパッドにも導電層が形成される。
いっぽう、積層した多層基板の表層が導電材で被覆されるため、ブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表層を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理して低沸点の有機化合物を気化すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成され、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ブラインドビアホールがベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法に伴う熱処理は、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であり、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造されるブラインドビアホールとベリードビアホールとは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、多層配線基板に電子部品を実装する際に、貫通孔に半田が流れ込まない。また、ブラインドビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などの電子部品を実装することができる。さらに、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上に電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、ブラインドビアホールの表層の基板の貫通孔から導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。いっぽう、導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板の表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が、積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁材で確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する基板において、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造が多層配線基板に形成される。この結果、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する、少なくとも一組のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法について説明したが、本特徴手段に依れば、基板に設けた貫通孔の数に応じた組数からなるスタッカードビア構造が多層配線基板に形成される。さらに、ビアホール同士が、異なる基板で導通する構成にすれば、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが、複数の異なる基板で導通する複数組のスタッカードビア構造が形成される。これらは様々なスタッカードビア構造の一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番を任意に変えて積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板が、任意の位置で多層配線基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、様々な構造のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造される。この結果、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造を多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００２１】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第五特徴手段は、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法で、該多層配線基板を製造する製造方法は、
第一のベリードビアホールが第二のベリードビアホールに導通する配線パターンが形成され、第一のベリードビアホールの一方の端部を構成する基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、第一および第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第一の工程と、第一のベリードビアホールの他方の端部を構成する基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第三の工程と、前記第一のベリードビアホールが前記第二のベリードビアホールに導通する配線パターンが形成された基板と対抗する第二のベリードビアホールの他方の端部を構成する基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に貫通孔を設ける第五の工程と、前記した第一のベリードビアホールを構成する基板と、前記した第二のベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第六の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第七の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、前記積層した基板の最上層部を除いた部位までが導電性ペーストで浸漬されるように、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第八の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第九の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出す第十の工程とからなり、これら１０の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が互いに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００２２】
つまり、本特徴手段によれば、１０からなる工程を連続して実施することで、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造できる。１０からなる工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一、第二および第四の工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第三と第五の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。なお、基板単品にレーザーを照射させるため、ブラインドビアホールを形成する多層基板にレーザー照射の負荷が加わらない。
第六の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。第七の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第八の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第九の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第十の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出すだけの工程である。
以上に説明したように、１０からなる工程は、いずれも簡単な処理からなるため、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、第一および第二のべリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板に、絶縁性ペーストで基板の端部に通じる配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第三に、ベリードビアホール同士が導通する配線パターンが形成された基板に、絶縁性ペーストで配線パターンと貫通孔用のパッドに該当する部位に空隙が形成され、第四に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、第一のベリードビアホールと第二のベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造が構成される多層基板が形成できる。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板の端部から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、また、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填され、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙も導電材で充填される。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理とによって、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が多層配線基板に形成される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法では熱処理を伴わないため、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造されるベリードビアホールは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上に電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔は、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板の端部から導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、真空含浸される導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電材が空隙と貫通孔に浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板の表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁材で確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、ベリードビアホール同士が導通する基板と、第一および第二のベリードビアホールの他の配線パターンが形成される基板とは、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理とによって、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が多層配線基板に形成される。この結果、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法を説明した。本特徴手段に依れば、第一のベリードビアホールと第二のベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造を形成するとともに、同時に、第三と第四のベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造を形成し、さらに、第二と第三のベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造を、あるいは、第一と第四のベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造を形成することができる。さらに、ビアホール同士が複数の異なる基板で導通する構成にすれば、ベリードビアホール同士が複数の異なる基板で導通する複数のベリードビアホールが形成される。これらはベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造の一例に過ぎない。
つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数とに制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。従って、本特徴手段に依れば、ベリードビアホール同士が導通する様々な構造のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造できる。この結果、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造を多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ベリードビアホール同士が導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００２３】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第六特徴手段は、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方にについて、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設ける第一の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第一のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、第一のベリードビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第二のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第三の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第四の工程と、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、前記したブラインドビアホールを構成する基板と、前記した第一のベリードビアホールを構成する基板と、前記した第二のベリードビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第七の工程と、該積層した基板を真空含浸装置に配置する第八の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第九の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、ブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとの双方が形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十一の工程とからなり、これら１１の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００２４】
つまり、本特徴手段によれば、１１からなる工程を連続して実施することで、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造できる。１１からなる工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、スタッカードビア構造が形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一、第四および第六の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二、第三および第五工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第七工程は、基板を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第八の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第九の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第十の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第十一の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、積層した多層基板の表層に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、１１からなる工程はいずれも簡単な処理からなるため、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、第一および第二のベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第三に、ブラインドビアホールが第一のベリードビアホールに導通する基板と、ブラインドビアホールおよび第一および第二のベリードビアホールの配線パターンが形成される基板とに、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に、絶縁性ペーストで空隙が形成され、第四に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、第一と第二のベリードビアホール同士が導通するとともに、第一のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が構成される多層基板が形成できる。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、ブラインドビアホールの表層の基板の貫通孔から導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填されるとともに、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙も導電材で充填される。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、第一と第二のベリードビアホール同士が導通するとともに、第一のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法では、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であるため、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造されるブラインドビアホールと２つのベリードビアホールは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、ブラインドビアホールの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などの電子部品を実装することができる。また、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上に電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、ブラインドビアホールの表層の基板の貫通孔から導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、真空含浸される導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電材が全ての空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁性ペーストで確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、ブラインドビアホールの配線パターンが形成される基板と、ベリードビアホール同士が導通する基板と、第一および第二のベリードビアホールの他の配線パターンが形成される基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が多層配線基板に形成される。この結果、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通する、スタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法よって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、第一のベリードビアホールが第二のベリードビアホールに導通し、さらに、第一のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法について説明したが、本特徴手段に依れば、第一のブラインドビアホールを形成するとともに、第二のブラインドビアホールを形成し、また、第一のベリードビアホールと第二のベリードビアホールを形成するとともに、第二のブラインドビアホールの最も内側の基板が、第三のベリードビアホールの最も外側の基板に導通する構成とし、第三のベリードビアホールの最も内側の基板が、第四のベリードビアホールの最も外側の基板に導通する構成とすることができる。これによって、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通する２組のスタッカードビア構造が形成される。さらに、第一のブラインドビアホールが第二のブラインドビアホールに導通し、また、第一のベリードビアホールが第三のベリードビアホールに導通し、さらに、第二のベリードビアホールが第四のベリードビアホールに導通するスタッカードビア構造は、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板の多層基板における配置位置を変えることで容易に形成できる。これらは様々なスタッカードビア構造の一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。このため、ベリードビアホールがブラインドビアホールに導通する基板が、あるいは、ベリードビアホール同士が導通する基板が、さらに、ブラインドビアホール同士が導通する基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、ベリードビアホール同士が導通するベリードビアホールが、さらに、ブラインドビアホールに導通する様々な構造のスタッカードビア構造が形成された多層配線基板が製造される。この結果、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通する、スタッカードビア構造を多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通する、スタッカードビア構造が形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００２５】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第七特徴手段は、少なくとも一つの貫通ビアホールと少なくとも一つのブラインドビアホールと少なくとも一つのベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法で、該多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第六の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第七の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第八の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第九の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第十の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十一の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十二の工程とからなり、これら１２の工程を連続して実施する製造方法が、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる各々のビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００２６】
つまり本特徴手段によれば、１２からなる工程を連続して実施することで、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる各々のビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。１２からなる工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一、第三および第七の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二、第四、第五および第六の工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第八工程は、基板を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第九の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第十の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第十一の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第十二の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、積層した多層基板の表層に、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、１２からなる工程は、いずれも簡単な処理であるため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる各々のビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、貫通ビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第三に、ベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第四に、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの配線パターンが形成される基板は、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位が、絶縁性ペーストによって空隙が形成され、第五に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、少なくとも一つの貫通ビアホールと少なくとも一つのブラインドビアホールと少なくとも一つのベリードビアホールとからなる複数のビアホールを構成する多層基板が形成される。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、貫通ビアホールの最下端の貫通孔と、ブラインドビアホールの表層の貫通孔と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板の端部とから、導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、また、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填されるとともに、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙も導電材で充填される。いっぽう積層した多層基板の表層が導電材で被覆されるため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する。
以上に説明したように、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成によって、少なくとも一つの貫通ビアホールと少なくとも一つのブラインドビアホールと少なくとも一つのベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製作される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。なお、複数の貫通ビアホールのうち、一つの貫通ビアホールを熱伝導経路として用いれば、多層配線基板が過度に昇温することがなく、基板に実装された電子部品が故障しない。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法は、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であり、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造される貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などの電子部品を実装することができる。また、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上にチップ電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔に作用する。この差圧によって、貫通ビアホールの最下端の貫通孔から、また、ブラインドビアホールの表層の貫通孔から、さらにベリードビアホールを構成する最も内側の基板の端部から、導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、真空含浸される導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が、積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁性ペーストで確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。さらに、積層した多層基板の表層を、絶縁性ペーストで貫通ビアホールとブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いてスクリーン印刷し、その後熱処理し、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層基板への絶縁層の形成によって、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる複数のビアホールが多層配線基板に形成される。この結果、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、少なくとも一つの貫通ビアホールと少なくとも一つのブラインドビアホールと少なくとも一つのベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法を説明したが、本特徴手段に依れば、基板に設けた貫通孔の数に応じた数量からなる貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとの各々が多層配線基板に形成される。さらに、貫通ビアホール同士が、また、ブラインドビアホール同士が、さらに、ベリードビアホール同士が導通する基板を多層基板に配置すれば、貫通ビアホール同士が導通し、また、ブラインドビアホール同士が導通し、さらに、ベリードビアホール同士が導通する。さらに、ブラインドビアホール同士が、また、ベリードビアホール同士が、複数の異なる基板で導通する多層基板の構成にすれば、ブラインドビアホール同士が、また、ベリードビアホール同士が、複数の異なる基板で導通する。これらは貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる様々な構造からなる複数のビアホールを形成する一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる様々な構造の複数のビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。この結果、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００２７】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第八特徴手段は、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造の少なくとも一組と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、ベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々の中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置と、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、ベリードビアホールに導通する配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、ベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除くベリードビアホールを構成する基板について、ベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第七の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第八の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第九の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十一の工程とからなり、これら１１の工程を連続して実施する製造方法が、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００２８】
つまり、本特徴手段によれば、１１からなる工程を連続して実施することで、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、貫通ビアホールの少なくとも一つからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。１１からなる工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一、第三および第六の工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。つまり、従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二、第四および第五工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第七工程は、基板を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第八の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第九の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第十の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第十一の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、積層した多層基板の表層に、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、１１からなる工程はいずれも簡単な処理であるため、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、貫通ビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第三に、ベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第四に、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの配線パターンが形成される基板と、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する基板とは、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位が、絶縁性ペーストによって空隙が形成され、第五に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また、一回の基板の積層で、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールからなる複数のビアホールを構成する多層基板が形成される。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、貫通ビアホールの最下端の貫通孔と、ブラインドビアホールの表層の貫通孔とから、導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填され、また、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填されるとともに、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙も導電材で充填される。いっぽう、積層した多層基板の表層が導電材で被覆されるため、絶縁性ペーストで貫通ビアホールとブラインドビアホールとの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いてスクリーン印刷し、その後熱処理すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する。
以上に説明したように、一度の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製作される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。なお、複数の貫通ビアホールのうち、一つの貫通ビアホールを熱伝導経路として用いれば、多層配線基板が過度に昇温することがなく、基板に実装された電子部品が故障しない。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法では、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であるため、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造される貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、また、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などの電子部品を実装することができる。予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上にチップ電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔は、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用する。この差圧によって、貫通ビアホールの最下端の貫通孔から、また、ブラインドビアホールの表層の貫通孔から、導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、真空含浸される導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が、積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁性ペーストで確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。いっぽう、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。さらに、積層した多層基板の表層を、絶縁性ペーストで貫通ビアホールとブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いてスクリーン印刷し、その後熱処理し、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが多層配線基板に形成される。この結果、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する少なくとも一組のスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法について説明した。本特徴手段に従って、第一のブラインドビアホールとともに、第二のブラインドビアホールを形成し、さらに、第一のベリードビアホールとともに、第二のベリードビアホールを形成するとともに、第二のブラインドビアホールが第二のベリードビアホールに導通する構成とすることができる。これによって、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する２組のスタッカードビア構造が形成される。さらに、第一のブラインドビアホールが第二のブラインドビアホールに導通し、また、第一のベリードビアホールが第二のベリードビアホールに導通するスタッカードビア構造は、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板の多層基板における配置位置を変えることで容易に形成できる。また、貫通ビアホールを形成する基板に設ける貫通孔の数に応じて、複数の貫通ビアホールが形成できる。さらに、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する基板を、複数の異なる基板で構成にすれば、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが、複数の異なる基板で導通する複数組のスタッカードビア構造が形成される。これらは、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造と貫通ビアホールとが形成された多層配線基板の一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する基板が、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する複数組のスタッカードビア構造が、様々なスタッカードビア構造として形成できる。また、貫通ビアホールについても、複数の貫通ビアホールが様々な構造として形成できる。この結果、本特徴手段によって、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００２９】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第九特徴手段は、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法であり、該多層配線基板を製造する製造方法は、
貫通ビアホールが形成される表層の基板と、配線パターンが形成されない基板との双方について、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、少なくとも一つの貫通孔を設ける第一の工程と、配線パターンが形成される基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、貫通ビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、少なくとも一つの貫通孔を設け、さらに、配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第二の工程と、ブラインドビアホールを構成する表層の基板と、最も内側の基板を除く基板との双方について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設ける第三の工程と、ブラインドビアホールを構成する最も内側の基板であり、かつ、第一のベリードビアホールを構成する最も外側の基板でもある基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、ブラインドビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第一のベリードビアホールに導通する配線パターンと、前記２つの貫通孔用のパッドが形成される部位とを除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第四の工程と、第一のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、２つの貫通孔用のパッドが形成される各々のパッドの中央部分に相当する位置であり、かつ、前記第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置と、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、貫通孔同士が重なる位置でもある位置とに、貫通孔を設け、さらに、第二のベリードビアホールに導通する配線パターンと前記２つの貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第五の工程と、前記２枚の基板を除く第一のベリードビアホールを構成する基板について、第一のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第六の工程と、第二のベリードビアホールを構成する最も内側の基板について、貫通孔用のパッドが形成される中央部分に相当する位置であり、かつ、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置でもある位置に、貫通孔を設け、さらに、該基板の端部に通じる配線パターンと前記貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷する第七の工程と、前記２枚の基板を除く第二のベリードビアホールを構成する基板について、第二のベリードビアホールを構成する基板を重ね合わせると、全ての貫通孔が重なって貫通する孔を形成する位置に、貫通孔を設ける第八の工程と、前記した貫通ビアホールを構成する基板と、前記したブラインドビアホールを構成する基板とについて、全ての貫通孔が互いに重なるように、該基板同士を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層する第九の工程と、積層した基板を真空含浸装置に配置する第十の工程と、前記真空含浸装置を真空排気し、該真空含浸装置に導電性ペーストを供給する第十一の工程と、前記真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、前記真空含浸装置に圧縮空気を供給する第十二の工程と、前記積層した基板を前記真空含浸装置から取り出し、該積層した基板の表層の基板について、前記貫通ビアホールと前記ブラインドビアホールとの各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドとが形成される部位を除く部位に、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理する第十三の工程とからなり、これら１３の工程を連続して実施する製造方法が、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法である。
【００３０】
つまり、本特徴手段によれば、１３からなる工程を連続して実施することで、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。１３からなる工程は、第一に、いずれも簡単な処理からなり、第二に、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱負荷を加え、第三に、多層基板を構成する際に、圧縮荷重を加えるだけの応力負荷を加え、第四に、導電層の形成はメッキ処理ではなく導電性ペーストの真空含浸であり、メッキ処理に依る薬品負荷を加えないため、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と貫通ビアホールの少なくとも一つとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
第一、第三、第六および第八工程は、基板に貫通孔を設けるだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。従来のビルドアップ構造の多層基板では、ビルドアップの途上にある多層基板にレーザーを照射して貫通孔を設けるため、レーザー照射による負荷が、ビルドアップの途上にある多層基板に印加される。
第二、第四、第五および第七の工程は、基板に貫通孔を設け、この後、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面を、絶縁性ペーストでスクリーン印刷するだけの工程である。なお、基板単品に貫通孔を設けるため、レーザー照射で貫通孔を形成しても、レーザー照射に依る負荷が他の基板や基材に加わらない。
第九の工程は、基板を重ね合わせ圧縮荷重を加えて基板を積層するだけの工程である。
第十の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置に配置するだけの工程である。第十一の工程は、真空含浸装置を真空排気し、この後、真空含浸装置に導電性ペーストを供給するだけの工程である。第十二の工程は、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給するだけの工程である。第十三の工程は、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、積層した多層基板の表層に、貫通ビアホールとブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストをスクリーン印刷し、その後熱処理するだけの工程である。
以上に説明したように、１３からなる工程はいずれも簡単な処理であるため、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、多層配線基板が安価に製造できる。
つまり、本特徴手段に依れば、多層基板は、第一に、貫通ビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第二に、ブラインドビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第三に、２つのベリードビアホールを構成する基板の全ての貫通孔が重なり、第四に、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの各々のビアホールに配線パターンが形成される基板と、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する配線パターンが形成される基板と、ベリードビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板とは、各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドが形成される部位が、絶縁性ペーストによって空隙が形成され、第五に、全ての空隙は貫通孔に繋がる。また一回の基板の積層で、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールを構成する多層基板が形成される。
次に、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、貫通ビアホールの最下端の貫通孔と、ブラインドビアホールの表層の貫通孔から、導電性ペーストが浸透し、全ての貫通孔が導電性ペーストで充填されるとともに、各々の配線パターンと各々の貫通孔用のパッドからなる空隙に、貫通孔から導電性ペーストが浸透し、導電性ペーストで充填される。この際、真空含浸装置が真空に近い状態にあるため、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この結果、真空含浸による一度の処理で、全ての貫通孔が導電材で充填されるとともに、配線パターンと貫通孔用のパッドの空隙も導電材で充填される。いっぽう積層した多層基板の表層が導電材で被覆されるため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理すれば、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドに導電層が形成されるとともに、貫通孔用のパッドの導電層が貫通孔の導電層に導通する。
以上に説明したように、一度の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製作される。このため、多層配線基板の歩留まりが著しく向上するとともに、製造コストが著しく低下する。なお複数の貫通ビアホールのうち、一つの貫通ビアホールを熱伝導経路として用いれば、多層配線基板が過度に昇温することがなく、基板に実装された電子部品が故障しない。
さらに、本特徴手段に依る多層配線基板の製造方法では、絶縁性ペーストから低沸点の有機化合物を気化させるだけの熱処理であるため、基板の材質は難燃性、非難燃性を問わず、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、紙ガラス布基材エポキシ樹脂、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂、ガラス布基材フッ素樹脂などの様々な材質からなる現在プリント配線板に用いられている汎用的な基板を用いることができる。
さらに、本特徴手段に依って製造される貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールとは、貫通孔が導電材で充填されるとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に連続する導電層を形成するため、貫通孔用のパッドとビアのランドとが共通化されたパッド・オン・ビア構造が形成され、ビアホールの直上にビアホールを重ねたビア・オン・ビア構造が形成される。このため、貫通ビアホールとブラインドビアホールとの直上にＩＣチップやコンデンサや抵抗器などの電子部品を実装することができる。また、予めベリードビアホールを構成する基板に、ＩＣやコンデンサ、バリスタ、インダクタ、フィルターないしは抵抗器などのチップ電子部品を配置し、本特徴手段に基づいて多層配線基板を製造すると、ベリードビアホールの直上にチップ電子部品を実装することができる。
いっぽう、導電材が浸透する空隙が３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、空隙と貫通孔とに導電材が浸透する。なお、導電材の粘度が高すぎる場合は、真空含浸装置に圧縮空気を供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用するため、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔に浸透する。
すなわち、積層した多層基板を真空含浸装置に配置し、この後、真空含浸装置を真空排気する。さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを充填する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、導電性ペーストから低沸点の有機化合物が気化し、導電性ペーストは金属粉の集まりが高濃度でバインダーに分散した導電材になる。この後、真空含浸装置を大気に開放すると、大気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、この差圧によって、貫通ビアホールの最下端の貫通孔から、また、ブラインドビアホールの表層の貫通孔から、導電材が浸透し、全ての空隙と貫通孔とに浸透する。いっぽう、真空含浸される導電材の粘度が高すぎる場合は、圧縮空気を真空含浸装置に供給すれば、圧縮空気圧に近い差圧が空隙と貫通孔とに作用し、粘度の高い導電性ペーストが、空隙と貫通孔とに浸透する。
いっぽう、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除く表面にスクリーン印刷された絶縁性ペーストも、真空排気によって低沸点の有機化合物が気化し、絶縁性の粉体が高濃度でバインダーに分散した絶縁材として残る。これによって、導電材が、積層した多層基板の繋ぎ目から基板の間隙に浸透できない。また、積層した多層基板の側面に導電材が付着するが、配線パターンが形成される基板の表面に絶縁材が残存するため、異なる基板間の絶縁性が絶縁性ペーストで確保される。
この結果、全ての貫通孔が導通する導電層と、配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。つまり、貫通ビアホールを構成する全ての貫通孔と、ブラインドビアホールを構成する全ての貫通孔と、２つのベリードビアホールを構成する全ての貫通孔に、全ての貫通孔が導電材で導通する導電層が形成される。貫通ビアホールとブラインドビアホールと２つのベリードビアホールの各々のビアホールに形成した配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に導電材で導電層が形成され、また、貫通ビアホールの配線パターンが貫通孔用のパッドを介して貫通孔に導通し、ブラインドビアホールの配線パターンが貫通孔用のパッドを介して貫通孔に導通し、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する配線パターンが貫通孔用のパッドを介して貫通孔に導通する。さらに、ブラインドビアホールがベリードビアホールに導通する配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位と、ベリードビアホール同士が導通する配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に、導電材で導電層が形成され、また、ベリードビアホール同士が導通する配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層を形成するとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層と、２つのベリードビアホールの各々の配線パターンが貫通孔用のパッドに導通する導電層と、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層とが形成される。
いっぽう、貫通ビアホールとブラインドビアホールとベリードビアホールの各々の配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁材からなる絶縁層が形成され、基板間の絶縁性が確保される。なお、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板は、導電層と絶縁層との厚みを同じにすれば、不要な空隙が形成されない。
さらに、積層した多層基板の表層を、貫通ビアホールとブラインドビアホールの配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストでスクリーン印刷し、その後熱処理して、表層に配線パターンと貫通孔用のパッドからなる導電層を形成するとともに、貫通孔用のパッドが貫通孔に導通する導電層を形成する。
なお、導電性ペーストとして、金属粉の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができ、また、絶縁性ペーストとして、絶縁性の粉体の集まりを高沸点の有機化合物のバインダーと粘度を調整する低沸点の有機化合物とに分散させたペーストを用いることができるため、従来の汎用的なペースト材料が使用できる。
以上に説明したように、本特徴手段によれば、一回の基板の積層と、一度の真空含浸処理と、表層の基板への絶縁層の形成とによって、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが多層配線基板に形成される。この結果、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題のうち、第三の課題を除く３つの課題が同時に解決できる。
以上に、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、少なくとも一つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板の製造方法について説明した。本特徴手段に従って、第一のブラインドビアホールとともに第二のブラインドビアホールを形成し、さらに、第一のベリードビアホールと第二のベリードビアホールとともに、第三のベリードビアホールと第四のベリードビアホールを形成し、第二のブラインドビアホールの最も内側の基板が、第三のベリードビアホールの最も外側の基板に導通する構成とし、第三のベリードビアホールの最も内側の基板が、第四のベリードビアホールの最も外側の基板に導通する構成とすることができ、これによって、２組のスタッカードビア構造が形成される。さらに、第一のブラインドビアホールが第二のブラインドビアホールに導通し、また、第一のベリードビアホールが第三のベリードビアホールに導通し、さらに、第二のベリードビアホールが第四のベリードビアホールに導通するスタッカードビア構造は、ビアホール同士が導通する配線パターンが形成される基板の多層基板における配置位置を変えることで容易に形成できる。また、貫通ビアホールを形成する基板に設ける貫通孔の数に応じて、複数の貫通ビアホールが形成できる。これらはベリードビアホール同士が導通するベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の一例に過ぎない。つまり、本特徴手段は、第一に、基板単品に貫通孔の加工を行うため、基板に設ける貫通孔の位置と数に制約がない。第二に、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板は、基板単品に絶縁性ペーストのスクリーン印刷によって、予め配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位に空隙を形成し、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、基板を任意の位置に積層し、その後導電性ペーストを真空含浸する。従って、ビアホール同士が導通する基板を、任意の位置で多層配基板に積層できる。このため、本特徴手段に依れば、ベリードビアホール同士が導通するベリードビアホールが、ブラインドビアホールに導通する様々な構造のスタッカードビア構造と、様々な構造の貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板が製造できる。この結果、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した第三の課題が解決できる。このため、ベリードビアホール同士が導通する一方のベリードビアホールがブラインドビアホールに導通するスタッカードビア構造と、貫通ビアホールとからなる複数のビアホールが形成された多層配線基板の製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
以上、１３段落から３０段落において説明したように、第一特徴手段から第九特徴手段からなる９つの特徴手段に依って、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造することができた。この結果、本発明に依れば、ビアホールの種類とビア構造とビアホールの数とビア構造の数とに依らず、様々なビアホールを導電層とし、このビアホールが貫通孔用のパッドを介して配線パターンに導通する導電層が形成された多層配線基板が製造される。この結果、本発明に依れば、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法によって、１２段落で説明した４つの課題の全てが解決できる。
【００３１】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十特徴手段は、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記の第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストは、熱分解で金属を析出する金属化合物をアルコールに分散させ、該アルコール分散液に前記金属化合物が熱分解する温度より低い沸点を有する有機化合物を混合した混合液からなる導電性ペーストである点にある。
【００３２】
つまり、本特徴手段に依れば、真空含浸装置の圧力の低下に伴い、導電性ペーストからアルコールが気化し、導電性ペーストは、金属化合物の微細な粉体が、高沸点の有機化合物に高濃度で分散した懸濁液になる。さらに、真空含浸装置が真空排気されると、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板表面の空隙と貫通孔とは、真空に近い状態になる。この後、真空含浸装置を大気に開放する、ないしは、圧縮空気を供給すると、基板表面の空隙と貫通孔とに、大気圧に近い差圧、ないしは、圧縮空気圧に近い差圧が作用し、全ての貫通孔と空隙とに懸濁液が浸透し、全ての貫通孔と空隙とは懸濁液で充填される。
すなわち、真空含浸装置が真空排気されるため、基板表面の空隙と貫通孔とは、いったん真空に近い状態になる。この際、金属化合物がアルコールに分子状態で分散した分散液から、分散液の大部分を占める沸点が低いアルコールが気化し、金属化合物の結晶が微細な粉体として高沸点の有機化合物に析出し、導電性ペーストは、金属化合物の微細な粉体が、高い濃度で高沸点の有機化合物に分散した懸濁液となる。この後、真空含浸装置を大気圧に戻す、ないしは、圧縮空気を供給すると、基板表面の空隙と貫通孔とに、大気圧に近い差圧、ないしは、圧縮空気圧に近い差圧が作用し、懸濁液が高い粘度であっても、また、空隙が狭く、貫通孔が微細であっても、全ての貫通孔と空隙とに懸濁液が隙間なく浸透して、空隙と貫通孔とは懸濁液で充填される。
この後、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、熱処理する。最初に、微量の高沸点の有機化合物が気化する。有機化合物が気化すると、配線パターンと貫通孔用のパッドを形成する導電層の体積が極わずか縮小するが、積層した多層基板には圧縮荷重が加えられているため、基板同士が極わずかに接近し、金属化合物の微細粉が、基板表面の凹凸に入り込んで基板同士の微細な間隙を埋め尽くす。貫通孔においても、微量の高沸点の有機化合物が気化して導電層の体積が極わずかに縮小するが、基板同士が接近する際に、貫通孔用のパッドが形成される狭い間隙から、金属化合物の微細粉の一部が押し出され、貫通孔も金属化合物の微細粉の集まりで埋め尽くされる。
さらに温度を上げると、金属化合物の熱分解が始まり、金属化合物は金属と無機物ないしは有機物に分解する。さらに昇温すると、無機物ないしは有機物が気化し、１０−１００ｎｍの大きさに入る金属微粒子の集まりが析出する。これによって、配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される狭い間隙と貫通孔とは、金属微粒子の集まりで埋め尽くされ、金属微粒子の集まりからなる導電層が形成される。
つまり、金属化合物は、熱分解によって、金属(分子クラスターの状態にある)と無機物ないしは有機物とに分離し、比重が大きい金属は留まり、比重が小さい無機物ないしは有機物は金属の上に移動する。さらに温度が上がると、気化熱を奪って無機物ないしは有機物が気化する。無機物ないしは有機物の気化が完了すると、金属は熱エネルギーを得て粒状の微粒子を形成して安定化し熱分解を終える。この結果、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される狭い間隙と貫通孔とに、金属微粒子の集まりが析出する。
いっぽう、金属化合物の熱分解で析出した粒状の金属微粒子は、不純物を持たない活性状態にあるため、粒状の微粒子同士が互いに接触する部位で金属結合し、金属結合した金属微粒子の集まりを形成する。このため、金属微粒子の集まりに応力が加わると容易に変形する。従って、基板には圧縮応力が加えられているため、基板同士の微細な間隙に空隙が形成されると、この空隙を埋めるように金属結合した金属微粒子の集まりが変形し、金属微粒子の集まりは基板表面の凹凸に入り込んで、基板同士の微細な間隙を埋め尽くす。
また、貫通孔も、金属化合物の微細な粉体の集まりで埋め尽くされていたが、金属化合物が熱分解すると、貫通孔に金属微粒子の集まりが析出する。この際、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板同士の微細な間隙に、金属微粒子の集まりが同時に析出するため、配線パターンと貫通孔用のパッドは、貫通孔に連続して導通する導電層が金属結合した金属微粒子の集まりで形成される。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔を埋め尽くした金属化合物が熱分解すると、１０−１００ｎｍの大きさに入る金属微粒子の集まりが、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とに同時に析出する。このため配線パターンが３０μｍ程度の厚みと線幅であっても、また、貫通孔が直径３０μｍに近い微細孔であっても、金属結合した金属微粒子の集まりは、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とを連続して導通する導電層を形成する。また、積層した多層基板には圧縮応力が加わっているため、基板同士の間隙に空隙が形成されると、金属結合した金属微粒子の集まりが変形して空隙を埋めるとともに、金属結合した金属微粒子の集まりは、圧縮応力で変形して基板表面の凹凸に入り込む。このため、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とを連続して導通する導電層が基板の間隙から剥離しない。
【００３３】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十一特徴手段は、前記の第十特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物は、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する金属錯体である点にある。
【００３４】
つまり、本特徴手段に依れば、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物を金属錯体で構成するため、導電性ペーストを多層基板に真空含浸し、さらに、多層基板を還元雰囲気で熱処理すると、１８０−２２０℃の比較的低い温度で金属錯体が熱分解し、大きさが１０−１００ｎｍの範囲に入る粒状の金属微粒子の集まりが析出し、隣接する粒状の金属微粒子同士が金属結合した金属微粒子の集まりによって、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層が形成される。これによって、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジッド基板やガラスエポキシ基板などの汎用的なプリント配線基板を構成する基材からなる多層基板の表面に導電層が形成される。
なお、金属錯体が熱分解する温度は、前記の第十一特徴手段に記載した絶縁性ペーストの原料となる有機化合物の沸点より低いため、金属錯体が熱分解して金属微粒子の集まりを析出し、貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとに金属微粒子の集まりからなる導電層を形成した後も、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板の表面には、前記の第十一特徴手段に記載した有機化合物が絶縁層を形成し続ける。
すなわち、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する金属錯体を、還元雰囲気で熱処理すると、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子の分子量が小さいため、比較的低い温度である１５０−１９０℃で配位結合部が最初に分断され、無機物と金属とに分解される。さらに昇温すると、分子量が小さい無機物が気化熱を奪って容易に気化し、すべての無機物の気化が完了した後に、１８０−２２０℃の温度で金属が析出する。つまり、金属錯体を構成するイオンの中で金属イオンが最も大きい。このため、金属イオンと配位子との距離が最も長くなる。従って、金属錯体を還元雰囲気で熱処理すると、金属イオンが配位子と結合する配位結合部が最初に分断され、金属と無機物とに分解する。さらに温度が上がると、無機物が気化熱を奪って気化し、全ての無機物が気化した後に、金属は熱エネルギーを得て粒状の微粒子を形成して安定化し、熱分解を終える。この結果、金属微粒子の集まりが析出する。このような金属錯体として、アンモニアＮＨ３が配位子となって金属イオンに配位結合するアンミン錯体、水Ｈ２Ｏが配位子となって金属イオンに配位結合するアクア錯体、塩素イオンＣｌ−が、ないしは塩素イオンＣｌ−とアンモニアＮＨ３とが配位子となって金属イオンに配位結合するクロロ錯体、シアノ基ＣＮ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するシアノ錯体、臭素イオンＢｒ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するブロモ錯体、沃素イオンＩ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するヨード錯体などの様々な金属錯体が挙げられる。
これらの金属錯体は、金属錯体の中で合成が最も容易な金属錯体であり、最も安価な金属錯体である。さらに、アンミン錯体とクロロ錯体は、他の無機物の分子ないしはイオンが配位子を構成する金属錯体に比べ、さらに合成が容易で、安価な金属錯体である。
このような性質を持つ金属錯体をアルコールに分散し、この分散液に有機化合物を溶解ないしは混和させて導電性ペーストを作成する。この導電性ペーストを積層した多層基板に真空含浸し、還元雰囲気で熱処理すると、アルコールと有機化合物とが気化した後に、金属錯体の熱分解が基板の表面と貫通孔内で同時に進行し、大きさが１０−１００ｎｍの範囲に入る粒状の金属微粒子の集まりからなる導電層が、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層が形成される。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、金属錯体は還元雰囲気における１８０−２２０℃の比較的低い温度で熱分解が完了し、金属微粒子を析出する。このため、汎用的なプリント配線基板を構成する基材からなる多層基板の表面に導電層が形成できる。また金属錯体は、合成が容易で安価な工業用の薬品であり、様々なビアホールが形成された多層配線基板が安価に製造できる。
【００３５】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十二特徴手段は、前記の第十特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物は、カルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物である点にある。
【００３６】
つまり、本特徴手段に依れば、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物をカルボン酸金属化合物で構成するため、カルボン酸金属化合物を含む導電性ペーストを多層基板に真空含浸し、さらに、多層基板を大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸の沸点に応じた２９０−４００℃の温度で熱分解し、大きさが１０−１００ｎｍの範囲に入る粒状の金属微粒子の集まりが析出し、隣接する粒状の金属微粒子同士が金属結合した金属微粒子の集まりが、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層を形成する。従って、このようなカルボン酸金属化合物は、前記の第十特徴手段に記載した導電性ペーストの原料になる。これによって、セラミック基板のみならず、耐熱性を有する合成樹脂基板からなる多層配線基板の表面に導電層が形成される。
なお、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度は、絶縁性ペーストの原料となる有機化合物の沸点より低いため、カルボン酸金属化合物が熱分解して金属微粒子の集まりを析出し、貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとに金属微粒子の集まりからなる導電層を形成した後も、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板には、有機化合物からなる絶縁層が形成され続けることができる。
すなわち、カルボン酸金属化合物を構成するイオンの中で、金属イオンが最も大きい。従って、カルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンと共有結合するカルボン酸金属化合物においては、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸の沸点を超えると、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が最初に分断されて、カルボン酸と金属とに分離する。さらに、カルボン酸が飽和脂肪酸から構成される場合は、炭素原子が水素原子に対して過剰となる不飽和構造を持たないため、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の沸点に応じた２９０−４００℃の温度で全てのカルボン酸が気化して金属が析出する。こうしたカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などの飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物がある。
なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べて、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって金属酸化物が析出する。例えばオレイン酸銅は、酸化銅Ｃｕ２Ｏと酸化銅ＣｕＯとが同時に析出し、銅に還元するための処理費用を要する。中でも酸化銅Ｃｕ２Ｏは、大気雰囲気より酸素ガスがリッチな雰囲気で一度酸化銅ＣｕＯに酸化させた後に、再度、還元雰囲気で銅に還元させる必要があるため、還元処理の費用がかさむ。
さらに、カルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、汎用的なカルボン酸を強アルカリと反応させるとカルボン酸アルカリ金属化合物が生成され、この後、カルボン酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、様々な金属からなるカルボン酸金属化合物が合成される。また、原料となるカルボン酸は、有機酸の沸点の中で相対的に低い沸点を有する有機酸であり、カルボン酸の沸点に応じた大気雰囲気の２９０−４００℃の温度領域で金属が析出する。なお、カルボン酸金属化合物は、前記の第十二特徴手段に記載した金属錯体より安価な汎用的な工業薬品である。
以上に説明したように、本特徴手段におけるカルボン酸金属化合物は、導電性ペーストの原料となる。
【００３７】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十三特徴手段は、前記した第十特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第十特徴手段に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に前記第十特徴手段に記載した金属化合物が熱分解される温度より沸点が低い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である点にある。
【００３８】
つまり、本特徴手段に依れば、有機化合物が３つの性質を兼備するため、有機化合物は前記の第十特徴手段に記載した導電性ペーストの原料となる。このような有機化合物として、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物の中で、比較的分子量が小さい有機化合物が、前記した３つの性質を兼備する。
すなわち、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物が、前記の第十一特徴手段に記載した金属錯体である場合は、前記の第十一特徴手段に記載した金属錯体をアルコールに分散し、アルコール分散液に、本特徴手段におけるいずれかの有機化合物を混合すると、アルコール分散液より高い粘度を有する導電性ペーストが製造できる。この導電性ペーストを積層した多層基板に真空含浸し、さらに、圧縮荷重を加えて熱処理する。この際に、最初にアルコールが気化し、次いで有機化合物が気化し、さらに金属錯体が熱分解する。この結果、積層された基板の表面に、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層が形成される。
また、前記の第十特徴手段に記載した金属化合物が、前記の第十二特徴手段に記載したカルボン酸金属化合物である場合は、第十二特徴手段に記載した熱分解で金属を析出するカルボン酸金属化合物のアルコール分散液に、本特徴手段におけるいずれかの有機化合物を混合すると、アルコール分散液より高い粘度を有する前記の第十特徴手段に記載した導電性ペーストが製造できる。この導電性ペーストを積層した多層基板に真空含浸し、圧縮荷重を加えて熱処理する。この際に、最初にアルコールが気化し、次いで有機化合物が気化し、さらにカルボン酸金属化合物が熱分解する。この結果、積層された基板の表面に、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層が形成される。
以上に説明したように、本特徴手段の有機化合物は導電性ペーストの原料になる。
【００３９】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十四特徴手段は、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した絶縁性ペーストは、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、熱分解で金属を析出する金属化合物が熱分解する温度より高い沸点を有する有機化合物を、アルコールに溶解ないしは混和したアルコールとの混合液である点にある。
【００４０】
つまり、本特徴手段に依れば、絶縁性ペーストが、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、熱分解で金属を析出する金属化合物が熱分解する温度より高い沸点を有する有機化合物を、アルコールに溶解ないしは混和したアルコールとの混合液で構成されるため、絶縁性ペーストを配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される基板の大部分を占める表面にスクリーン印刷すると、３０μｍ程度の厚みからなるごく薄い膜状体からなる絶縁層の形成が可能になる。このため積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸させると、絶縁層を除く基板表面に、３０μｍ程度の厚みからなる配線パターンと貫通孔用のパッドの導電層の形成が可能になる。
すなわち、高沸点の有機化合物をアルコールに混合した混合液は、有機化合物の混合割合に応じて粘度が高まり、基板へのスクリーン印刷が可能になる。いっぽう、従来の絶縁性ペーストは、有機化合物のビヒクル中に密度が大きい金属酸化物などの絶縁性の粉体を分散した混合物であるため、粉体がビヒクルと一体となって印刷されるための粘度が必要になる。さらに、有機化合物のビヒクルが気化した後に、粉体が互いに近接することで絶縁層が形成されるため、ビヒクル中への粉体の分散割合が高く、絶縁性ペーストの粘度が高まる。このため、従来の絶縁性ペーストをスクリーン印刷しても、３０μｍ程度の厚みの絶縁層は形成できない。また、絶縁層の厚みを薄くするため、微細な粉体を用いると、粉体が微細であるほど粉体の製造コストが高まる。これに対し、本特徴手段の絶縁性ペーストは固体を含まない液体であり、従来における絶縁性ペーストより粘度は著しく低く、３０μｍ程度の厚みの絶縁層の形成が可能になる。また、汎用の工業用薬品である高沸点の有機化合物をアルコールに混合した混合物であるため、従来の絶縁性ペーストに比べ、本特徴手段の絶縁性ペーストは著しく製造コストが安価である。
このような絶縁層が形成された基板を重ね合わせ、圧縮荷重を加えて積層すると、基板表面の凹凸が互いに接近して重なり合う。この際、液体からなる絶縁層の薄い膜状体にも荷重が加わり、絶縁層は基板表面の凹凸に入り込んで基板同士の狭い間隙を埋め尽くす。
さらに、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸する際に、真空含浸装置が真空排気されると、沸点が低いアルコールが気化して、粘稠性の高沸点の有機化合物が絶縁層を形成する。いっぽう、アルコールが気化すると絶縁層の体積が縮小するが、積層した多層基板には圧縮荷重が加えられているため、基板同士がさらに接近し、有機化合物が基板表面の凹凸に入り込んで、基板同士の微細な間隙を埋め尽くす。この粘稠性の有機化合物からなる絶縁層の存在によって、アルコールが気化した導電性ペーストは、積層した多層基板の繋ぎ目から、基板同士の狭い間隙に浸透できず、絶縁層は乱されない。この結果、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板同士の微細な間隙は、３２段落で説明したアルコールが気化した導電層と、アルコールが気化した絶縁層との双方によって埋め尽くされ、不要な空隙が形成されない。
この後、積層した多層基板を真空含浸装置から取り出し、圧縮荷重を加えた状態で熱処理する。最初に、導電層から微量の高沸点の有機化合物が気化する。有機化合物が気化すると、導電層の体積がわずかに縮小するが、圧縮荷重によって基板同士がさらに接近し、狭くなった基板同士の間隙を、金属化合物の微細粉が埋め尽くす。この際、絶縁層を形成する有機化合物が移動して、基板同士の狭い間隙を有機化合物で埋め尽くす。この結果、積層した多層基板の微細な間隙は、３２段落で説明した導電層を形成する金属化合物の微細粉と、絶縁層を形成する粘稠性の有機化合物との双方によって隙間なく充填される。
さらに温度を上げると、導電層の金属化合物が熱分解し、１０−１００ｎｍの大きさに入る金属微粒子の集まりが析出する。この際、絶縁層を形成する有機化合物は、沸点が金属化合物の熱分解温度より高いため、粘稠性の液体として絶縁層を形成する状態を維持する。こうして、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される基板同士の狭い間隙は、３２段落で説明した金属結合した金属微粒子の集まりが導電層を形成し、粘稠性の有機化合物が絶縁層を形成し、基板同士の狭い間隙は導電層と絶縁層とで隙間なく充填される。このため絶縁層を形成する粘稠性の有機化合物は、基板同士の微細な間隙から脱落しない。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、絶縁性ペーストが高沸点の有機化合物をアルコールに混合した液体で構成されるため、スクリーン印刷によって３０μｍ程度の薄い絶縁層の形成が可能になる。これによって、積層した多層基板に導電性ペーストを真空含浸すると、３０μｍ程度の厚みからなる配線パターンと貫通孔用のパッドの形成が可能になる。基板同士の狭い間隙は、絶縁層と導電層とで隙間なく充填され、不要な空隙は形成されない。このため、基板同士の微細な間隙から、粘稠性の液体の絶縁層は脱落しない。
【００４１】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十五特徴手段は、前記した第十四特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記の第十四特徴手段に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する金属錯体が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である点にある。
【００４２】
つまり、本特徴手段によれば、有機化合物が３つの性質を兼備するため、この有機化合物は前記の第十四特徴手段に記載した絶縁性ペーストの原料となる。このような有機化合物として、カルボン酸エステル類、ないしは、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物の中で、比較的分子量が大きい有機化合物が３つの性質を兼備する。
３つの性質を兼備する有機化合物を、アルコールに溶解ないしは混和すると、アルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、有機化合物の混合割合に応じて粘度が高まり、基板へのスクリーン印刷が可能な絶縁性ペーストになる。このようなアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は液体で構成されるため、スクリーン印刷によって３０μｍ程度の厚みからなるごく薄い膜状体からなる絶縁層の形成が可能になる。さらに有機化合物が、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属策イオンを有する金属錯体が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つため、熱処理によって金属錯体が熱分解され、基板の表面に導電層を形成した後も、有機化合物からなる絶縁層が基板表面に形成され続けることができる。
以上に説明したように、本特徴手段の有機化合物は絶縁性ペーストの原料になる。
【００４３】
本発明における様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法に係わる第十六特徴手段は、前記した第十四特徴手段に記載した多層配線基板を製造する製造方法において、前記第十四特徴手段に記載した有機化合物は、カルボン酸エステル類、ないしは、カルボン酸からなるいずれかの有機化合物であって、該有機化合物は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、前記アルコールより高い粘度を有し、第三に前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、カルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物である点にある。
【００４４】
つまり、本特徴手段によれば、有機化合物が３つの性質を兼備するため、この有機化合物は前記の第十四特徴手段に記載した絶縁性ペーストの原料となる。前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、カルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い有機化合物として、カルボン酸エステル類ないしはカルボン酸の中で、比較的分子量が大きい有機化合物が３つの性質を兼備する。
すなわち、前記の３つの性質を兼備する有機化合物を、アルコールに溶解ないしは混和すると、アルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、有機化合物の混合割合に応じて粘度が高まり、スクリーン印刷が可能な絶縁性ペーストになる。このようなアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は液体で構成されるため、スクリーン印刷によって３０μｍ程度の厚みからなるごく薄い膜状体からなる絶縁層の形成が可能になる。さらに、有機化合物が、前記の第三特徴手段と第五特徴手段とを除く、前記第一特徴手段から第九特徴手段のいずれの特徴手段に記載した導電性ペーストが含有する、カルボン酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合し、前記カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つため、熱処理によってカルボン酸金属化合物を熱分解し、基板の表面に導電層を形成した後も、有機化合物からなる絶縁層が基板表面に形成され続けることができる。
以上に説明したように、本特徴手段の有機化合物は絶縁性ペーストの原料になる。
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【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】２つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板を製造する製造方法を説明する図である。
【図２】２つの貫通ビアホールと、9つのブラインドビアホールとが形成された多層配線基板を製造する製造方法を説明する図である。
【図３】２つの貫通ビアホールと、４つのブラインドビアホールと、１２個のベリードビアホールとが形成された多層配線基板を製造する製造方法を説明する図である。
【図４】２つの貫通ビアホールと、8個のブラインドビアホールと、１２個のベリードビアホールとが形成された多層配線基板を製造する製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
実施形態１
本実施形態は、熱処理で金属を析出する金属錯体に関わる実施形態である。本発明における導電性ペーストの原料となる金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に真空含浸された導電性ペーストが熱処理された際に、金属化合物が熱分解し、積層された基板の表面で金属微粒子集まりを析出する、これら２つの性質を兼備する。
ここで、導電性ペーストの原料となる金属化合物について、アルコールに分散する金属化合物の実施形態を説明する。ここでは金属を銅とし、銅化合物を例として説明する。塩化銅、硫酸銅、硝酸銅などの無機銅化合物はアルコールに溶解し、銅イオンが溶出してしまい、多くの銅イオンが銅微粒子の析出に参加できなくなる。従って、銅化合物は溶剤に溶解せず、溶剤に分散する性質を持つことが必要になる。また、酸化銅、塩化銅、硫化銅などの無機銅化合物はアルコール類に分散しない。このため、これらの無機銅化合物は、導電性ペーストの原料となる銅化合物として適切でない。
次に、銅化合物は、積層された基板の表面で、銅微粒子の集まりを析出しなければならない。銅化合物から銅が生成される化学反応の中で、最も簡単な処理による化学反応の一つに熱分解反応がある。つまり、銅化合物を昇温するだけで、銅化合物が熱分解して銅が析出する。さらに、銅化合物の熱分解温度が低ければ、積層された多層基板の熱処理温度が低くなり、紙フェノール基板、紙エポキシ基板やガラスエポキシ基板などの汎用的なプリント配線基板からなる多層配線基板の表面に導電層が形成することができる。無機物からなる分子ないしはイオンが配位子となって、分子構造の中央に位置する銅イオンに配位結合して銅の錯イオンを形成する銅錯体は、無機物の分子量が小さいため、還元雰囲気での熱分解温度は、分子量がより大きい有機物が配位子を形成する有機銅化合物が熱分解する温度より低い。このため、このような銅錯体は、有機銅化合物より高価な物質ではあるが、より低い熱処理温度で銅微粒子の集まりを析出するため、相対的に熱に弱い汎用的なプリント配線基板からなる多層配線基板の表面に導電層が形成することができ、結果として、様々なビアホールが形成された多層配線基板が安価に製造できる。
すなわち、銅錯体を構成する分子の中で銅イオンが最も大きい。ちなみに、銅原子の共有結合半径は１３２±４ｐｍであり、一方、窒素原子の共有結合半径の７１±１ｐｍであり、酸素原子の共有結合半径は６６±２ｐｍである。このため、銅錯体の分子構造においては、配位子が銅イオンに配位結合する配位結合部の距離が最も長い。従って、還元雰囲気の熱処理で、最初に配位結合部が分断され、金属と無機物とに分解し、無機物の気化が完了した後に銅が析出する。
このような性質を持つ銅錯体をアルコールに分散し、この分散液に有機化合物を溶解ないしは混和して導電性ペーストを製造する。この導電性ペーストを積層された多層基板に真空含浸して熱処理する。最初にアルコールが気化し、次に有機化合物が気化する。さらに昇温すると、銅錯体の熱分解が始まり、銅錯体が銅と無機物とに分解され、無機物の気化が完了した後に、銅は粒状の微粒子を形成して銅錯体の熱分解反応を終える。この際、アルコールに分散した銅錯体のモル濃度に応じて銅の粒状微粒子の集まりが析出し、粒状微粒子は互いに接触する接触点で金属結合して多層構造を形成する。この結果、配線パターンと貫通孔用のパッドと貫通孔とが連続して導通する導電層が形成される。
このような銅錯体として、アンモニアＮＨ３が配位子となって銅イオンに配位結合するアンミン錯体、塩素イオンＣｌ−が、ないしは塩素イオンＣｌ−とアンモニアＮＨ３とが配位子となって銅イオンに配位結合するクロロ錯体は、他の銅錯体に比べて相対的に合成が容易であるため、銅錯体の中でも相対的に安価な製造費用で製造できる。こうした銅錯体は、アンモニアガスや水素ガスなどの還元性雰囲気で熱処理すると、配位結合部位が最初に分断され、２００℃程度の比較的低い温度で熱分解が完了する。また、メタノールやｎ−ブタノールなどのアルコールに１０重量％近くの分散濃度まで分散する。例えば、テトラアンミン銅錯イオン［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋、ないしは、ヘキサアンミン銅錯イオン［Ｃｕ（ＮＨ３）６］２＋があり、このような銅錯体として、例えば、テトラアンミン銅硝酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２、ないしは、ヘキサアンミン銅硫酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）６］ＳＯ４がある。
以上に説明したように、より低い熱処理温度で金属化合物が熱分化して金属を析出する導電性ペーストの原料として金属錯体が望ましい。これによって、紙フェノール基板、紙エポキシ基板やガラスエポキシ基板などの汎用的なプリント配線基板からなる多層配線基板の表面に導電層が形成することができる。
【００６７】
実施形態２
本実施形態は、熱処理で金属を析出するカルボン酸金属化合物に関わる実施形態である。前記した金属錯体で説明したように、本発明における導電性ペーストの原料となる金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に真空含浸された導電性ペーストが熱処理された際に、金属化合物が熱分解し、積層された基板の表面で、金属微粒子集まりを析出する、これら２つの性質を兼備する。
ここでは、析出する金属を銅とし、銅化合物を例として説明する。前記した金属錯体で説明したように、アルコールに分散する銅化合物として、無機銅化合物は適切でない。また、銅化合物から銅が生成される化学反応の中で、最も簡単な処理による化学反応の一つに熱分解反応がある。ここで、前記した金属錯体とは異なり、熱分解で銅を析出する有機銅化合物について説明する。有機銅化合物は、熱分解で銅を析出するとともに、前記した銅錯体より合成が容易でれば、有機銅化合物が銅錯体より安価に製造できる。こうした性質を有する有機銅化合物にカルボン酸銅がある。
つまり、カルボン酸銅を構成するイオンの中で、最も大きいイオンは銅イオンである。従って、カルボン酸銅におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、銅イオンに共有結合すれば、銅イオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの距離が、イオン同士の距離の中で最も長い。こうした分子構造上の特徴を持つカルボン酸銅を大気雰囲気で昇温すると、カルボン酸銅を構成するカルボン酸の沸点において、カルボン酸と銅とに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸であれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に銅が析出する。なお、還元雰囲気でのカルボン酸銅の熱分解は、大気雰囲気での熱分解より高温側で進むため、大気雰囲気での熱分解の処理費用は安価で済む。また、カルボン酸が不飽和脂肪酸であれば、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸銅が熱分解すると、銅の酸化物が析出する。さらに、カルボン酸銅の中で、カルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子となって銅イオンに近づいて配位結合するカルボン酸銅では、銅イオンと酸素イオンとの距離が短くなり、反対に、酸素イオンが銅イオンと反対側で結合するイオンとの距離が最も長くなる。このようなカルボン酸銅の熱分解反応では、酸素イオンが銅イオンと反対側で結合するイオンとの結合部が最初に分断され、この結果、酸化銅が析出する。
さらに、カルボン酸銅は合成が容易で、安価な有機銅化合物である。つまり、カルボン酸を水酸化ナトリウムなどの強アルカリ溶液中で反応させると、カルボン酸アルカリ金属が生成される。このカルボン酸アルカリ金属を、硫酸銅などの無機銅化合物と反応させると、カルボン酸銅が生成される。以下に、カルボン酸銅の実施形態を説明する。
カルボン酸銅の組成式はＣＯＯＲ−Ｃｕ−ＣＯＯＲで表わせられる。Ｒは炭化水素で、この組成式はＣｍＨｎである（ここでｍとｎとは整数）。カルボン酸銅を構成する物質の中で、組成式の中央に位置する銅イオンＣｕ２＋が最も大きい。従って、銅イオンＣｕ２＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−とが共有結合する場合は、銅イオンＣｕ２＋と酸素イオンＯ−との距離が最大になる。この理由は、銅原子の共有結合半径は１３２±４ｐｍであり、酸素原子の共有結合半径は６６±２ｐｍであり、炭素原子の共有結合半径は７３ｐｍであることによる。このため、銅イオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとが共有結合するカルボン酸銅は、カルボン酸の沸点において、結合距離が最も長い銅イオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの結合部が最初に分断され、銅とカルボン酸とに分離する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸であれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後に銅が析出する。こうしたカルボン酸銅として、オクチル酸銅(２−エチルヘキサン酸銅ともいう)、ラウリン酸銅(ドデカン酸銅ともいう)、ステアリン酸銅(オクタデカン酸アルミニウムともいう)などがある。このようなカルボン酸銅の多くは、金属石鹸として市販されている。
さらに、飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸銅について、飽和脂肪酸の沸点が相対的に低ければ、カルボン酸銅は相対的に低い温度で熱分解し、銅を析出させる熱処理費用が安価で済む。飽和脂肪酸を構成する炭化水素が長鎖構造である場合は、長鎖が長いほど、つまり、飽和脂肪酸の分子量が大きいほど、飽和脂肪酸の沸点が高くなる。ちなみに、分子量が２００．３であるラウリン酸の大気圧での沸点は２９６℃であり、分子量が２８４．５であるステアリン酸の大気圧での沸点は３６１℃である。従って、飽和脂肪酸の分子量が相対的に小さい飽和脂肪酸からなるカルボン酸銅は、熱分解温度が相対的に低くなるので、銅を析出する原料として望ましい。
また、飽和脂肪酸が分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸である場合は、直鎖構造の飽和脂肪酸より鎖の長さが短く、沸点が相対的に低くなる。これによって、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸銅は、相対的に低い温度で熱分解温度する。さらに、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸は極性を持つため、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸銅も極性を持ち、アルコールなどの極性を持つ有機溶剤に相対的に高い割合で分散する。このような分岐構造の飽和脂肪酸としてオクチル酸がある。すなわち、オクチル酸は構造式がＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＯＯＨで示され、ＣＨでＣＨ３（ＣＨ２）３とＣ２Ｈ５とのアルカンに分岐され、ＣＨにカルボキシル基ＣＯＯＨが結合する。オクチル酸の大気圧での沸点は２２８℃であり、前記したラウリン酸より沸点が６８℃低い。このため、銅を析出する原料として、オクチル酸銅が望ましい。オクチル酸銅は、大気雰囲気において２９０℃で熱分解が完了して銅が析出し、メタノールやｎ−ブタノールなどに１０重量％まで分散する。
【００６８】
実施形態３
本実施形態は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液が、アルコールより高い粘度を有し、第三に金属錯体とカルボン酸金属化合物との少なくともどちらか一方の金属化合物が熱分解する温度より沸点が低い、これら３つの性質を兼備する有機化合物に関する実施形態である。つまり、有機化合物の沸点が、金属錯体が熱分解する温度より低ければ、有機化合物は金属錯体を金属の原料とする導電性ペーストの原料になる。いっぽう、有機化合物の沸点が、金属錯体が熱分解する温度より高く、かつ、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低ければ、有機化合物は、カルボン酸金属化合物を金属の原料とする導電性ペーストの原料になる。ちなみに、金属錯体が還元雰囲気で熱分解する温度は１８０−２２０℃で、カルボン酸金属化合物の中で最も低い温度で熱分解するオクチル酸金属化合物は、大気雰囲気の２９０℃で熱分解する。
なお、有機化合物の沸点が、金属錯体が熱分解する温度より高く、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低ければ、有機化合物は絶縁性ペースの原料になる。ただし、この絶縁性ペーストは、金属錯体を金属の原料とする導電性ペーストを用いる場合に限られる。さらに、有機化合物の沸点が、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より高ければ、有機化合物は絶縁性ペースの原料になる。この絶縁性ペーストは、金属錯体を金属の原料とする導電性ペーストと、カルボン酸金属化合物を金属の原料とする導電性ペーストとの双方を、導電性ペーストとして用いることができる。
前記した３つの性質を持つ有機化合物に、カルボン酸エステル類、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類がある。
カルボン酸エステル類は、カルボン酸とアルコールないしはフェノールとの縮合反応で得られ、酢酸エステル類、プロピオン酸エステル類、酪酸エステル類、ビバリン酸エステル類、カプロン酸エステル類、カプリル酸エステル類、カプリン酸エステル類、ラウリン酸エステル類、ミリスチン酸エステル類、パルミチン酸エステル類、ステアリン酸エステル類などからなる飽和カルボン酸とのエステル類と、アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、メタクリル酸エステル類、オレイン酸エステル類などからなる不飽和カルボン酸とのエステル類と、安息香酸エステル類、フタル酸エステル類などからなる芳香族カルボン酸とのエステル類など、膨大な数からなるカルボン酸エステル類がある。
さらに、飽和カルボン酸の中で分子量が小さい酢酸とアルコールないしはフェノールとのエステルである酢酸エステル類には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸オクチル、酢酸へプチル、酢酸ベンジル、酢酸フェニル、酢酸ビニルなどの酢酸エステル類がある。酢酸メチルを除く酢酸エステル類は、メタノールより沸点が高く、ｎ−ブタノールより沸点が低い。また、メタノールに溶解し、メタノール溶解液は、メタノールより粘度が高い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をメタノールに分散し、この分散液に酢酸メチルを除く酢酸エステル類のいずれかを混合すれば、導電性ペーストが製造される。
例えば、酢酸ビニル(モノマー)は化学式がＣＨ３ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ２で示され、メタノールに溶解し、メタノールより高い粘性を持ち、さらに、沸点がメタノールの沸点より高い７２．７℃である。従って、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をメタノールに分散し、この分散液に酢酸ビニルを混合すると、混合した酢酸ビニルの量に応じて分散液の粘度が増大し、導電性ペーストが製造される。なお、酢酸ビニルは、ポリ酢酸ビニルの合成に用いる原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
また、飽和脂肪酸の中で分子量が大きいラウリン酸とアルコールとのエステルに、ラウリン酸メチルがある。ラウリン酸メチルは化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１０―ＣＯＯＣＨ３で示され、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より高く、かつ、オクチル酸金属化合物が熱分解する温度より低い２６２℃である。従って、オクチル酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にラウリン酸メチルを混合すると、混合したラウリン酸メチルの量に応じて分散液の粘度が増大し、導電性ペーストが製造される。いっぽう、ラウリン酸メチルの沸点は、金属錯体が熱分解する温度より高いため、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、ラウリン酸メチルをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解した溶解液は、絶縁性ペーストになる。なお、ラウリン酸メチルは、合成繊維油剤、金属油剤、合成潤滑剤、合成樹脂用、化粧品用、界面活性剤の原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
以上に、飽和脂肪酸とアルコールとの縮合反応で得られるエステル類について、分子量が小さい酢酸エステル類と、分子量が大きいラウリン酸エステル類について説明した。酢酸エステル類のように相対的に分子量が小さい飽和脂肪酸エステル類の多くは、メタノールに溶解し、メタノールより高い粘性を持ち、沸点がメタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より低い性質を持つため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物を金属の原料とする導電性ペーストの原料になる。また、ラウリン酸のように相対的に分子量が大きい飽和脂肪酸エステル類の多くは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点がｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より高いが、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い性質を持つため、カルボン酸金属化合物を金属の原料とする導電性ペーストの原料になる。また、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、絶縁性ペーストの原料になる。
いっぽう、分子量が小さい不飽和カルボン酸であるアクリル酸とアルコールとの縮合反応で得られるアクリル酸エステル類には、沸点が８０℃のアクリル酸メチル、沸点が１００℃のアクリル酸エチル、沸点が１３２℃のアクリル酸イソブチル、沸点が１４８℃のアクリル酸ブチル、沸点が２１４℃のアクリル酸２−エチルヘキシルなどがある。アクリル酸メチルとアクリル酸エチルは、メタノールに溶解し、メタノールより高い粘性を持ち、沸点はメタノールの沸点より高いが、ｎ−ブタノールの沸点より低い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をメタノールに分散し、この分散液にアクリル酸メチルないしはアクリル酸エチルを混合すると、導電性ペーストが製造される。また、アクリル酸ブチルとアクリル酸イソブチルの沸点は、ｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解される温度より低い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にアクリル酸ブチルないしはアクリル酸イソブチルを混合すると、導電性ペーストが製造される。さらにアクリル酸２−エチルヘキシルの沸点は、金属錯体が熱分解される温度より高い。このため、金属錯体を導電性ペーストの原料とする際に、アクリル酸２−エチルヘキシルは絶縁性ペーストの原料になる。
例えば、アクリル酸ブチルは化学式がＣＨ２＝ＣＨＣＯＣ４Ｈ９で示され、ｎ−ブタノールに溶解し、沸点がｎ−ブタノールの沸点より高い１４８℃である。従って、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にアクリル酸ブチルを混合すると、混合したアクリル酸ブチルの量に応じて分散液の粘度が増大し、導電性ペーストが製造される。なお、アクリル酸ブチルは、繊維処理剤、粘接着剤、塗料、合成樹脂、アクリルゴム、エマルションの原料として使用される安価な有機化合物である。
また、アクリル酸より分子量が大きい不飽和カルボン酸であるクロトン酸およびメタクリル酸とのエステル類は、前記したアクリル酸エステル類と同様の性質を持つ。
なお、アクリル酸ないしはクロトン酸ないしはメタクリル酸と２−エチルヘキサノールとの縮合反応で得られるエステルの沸点は、金属錯体が熱分解する温度より高いため、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、これらのエステル類のいずれかをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解した溶解液は、絶縁性ペーストになる。
いっぽう、グリコール類には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなどがある。
化学式がＣ２Ｈ４（ＯＨ）２で示されるエチレングリコールは、メタノールおよびｎ−ブタノールに溶解し、沸点が１９７℃の液状モノマーである。化学式がＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）２で示されるジエチレングリコールは、メタノールとｎ−ブタノールに溶解し、沸点が２４４℃の液状モノマーである。化学式がＣＨ３ＣＨＯＨＣＨ２ＯＨで示されるプロピレングリコールは、メタノールおよびｎ−ブタノールと混和し、沸点が１８８℃の液状モノマーである。ジプロピレングリコールは、化学式が［ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２］２Ｏで示され、メタノールおよびｎ−ブタノールと混和し、沸点が２３２℃の液状モノマーである。トリプロピレングリコールは、化学式が［ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２］３Ｏで示され、メタノールとｎ−ブタノールと混和し、沸点が２６５℃の液状モノマーである。このように、グリコール類の沸点は、金属錯体が熱分解する温度より高く、カルボン酸金属化合物の熱分解温度より低い。従って、導電性ペーストの原料としてカルボン酸金属化合物を用いる場合は、グリコール類は導電性ペーストの原料になる。また、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、グリコール類は絶縁性ペーストの原料になる。グリコール類は、樹脂の中間原料として用いるほか、溶剤としての性質に優れ、さらに湿潤作用、保湿作用、保存作用、乳化作用、高沸点、低凝固点などの特長を活かして、食品、医薬品、化粧品、熱媒、冷媒、不凍液などに幅広く用いられる汎用的な有機化合物である。
いっぽう、グリコールエーテル類は、エチレングリコール系エーテルと、プロピレングリコール系エーテルと、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの末端の水素をアルキル基で置換したジアルキルグリコールエーテルがある。
エチレングリコール系エーテルは、メチルグリコール、メチルジグリコール、メチルトリグリコール、メチルポリグリコール、イソプロピルグリコール、イソプロピルジグリコール、ブチルグリコール、ブチルジグリコール、ブチルトリグリコール、イソブチルグリコール、イソブチルジグリコール、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、２−エチルヘキシルグリコール、２−エチルヘキシルジグリコール、アリルグリコール、フェニルグリコール、フェニルジグリコール、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコールなどがある。
このうち、沸点が１２５℃であるメチルグリコール、沸点が１４２℃であるイソプロピルグリコール、沸点が１７１℃であるブチルグリコール、沸点が１６１℃であるイソブチルグリコール、沸点が１５９℃であるアリルグリコールは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より低い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にこれらのエチレングリコール系エーテルのいずれかを混合すると、導電性ペーストが製造される。
前記した５種類のエチレングリコール系エーテルを除くエチレングリコール系エーテルは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解される温度より高いが、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い。このため、カルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にこれらのエチレングリコール系エーテルのいずれかを混合すると、導電性ペーストが製造される。なお、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、前記した５種類のエチレングリコール系エーテルを除くエチレングリコール系エーテルのいずれかをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解した溶解液は、絶縁性ペーストとなる。
例えば、ブチルトリグリコール（以下ではＢＴＧと記す）はＣ４Ｈ９Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）３−Ｈで化学式が示され、ｎ−ブタノールに溶解し、沸点はオクチル酸金属化合物が熱分解する温度より低い２７１℃である。従って、カルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、分散液にＢＴＧを混合すると、混合したＢＴＧの量に応じて分散液の粘度が増大し、導電性ペーストが製造される。また、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、ＢＴＧは絶縁性ペーストの原料になる。なお、ＢＴＧは、塗料、インキ、染料、写真複写液、洗浄剤、電解液、ソリュブルオイル、作動油、ブレーキ液、冷媒、凍結防止剤などの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
また、プロピレングリコール系エーテルには、メチルプロピレングリコール、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコール、プロピルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレングリコール、ブチルプロピレンジグリコール、ブチルプロピレントリグリコール、フェニルプロピレングリコール、メチルプロピレングリコールアセテートなどがある。
このうち、沸点が１２１℃であるメチルプロピレングリコール、沸点が１５０℃であるプロピルプロピレングリコール、沸点が１７０℃であるブチルプロピレングリコール、沸点が１４６℃であるメチルプロピレングリコールアセテートは、ｎ−ブタノールに溶解しｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より低い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にこれらのエチレングリコール系エーテルのいずれかを混合すると、導電性ペーストが製造される。
また、前記した４種類のプロピレングリコール系エーテルを除くプロピレングリコール系エーテルは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解される温度より高いが、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い。このため、カルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にこれらのエチレングリコール系エーテルのいずれかを混合すると、導電性ペーストが製造される。ま導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、これらのプロピレングリコール系エーテルのいずれかをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解した溶解液は、絶縁性ペーストとなる。
さらに、ジアルキルグリコールエーテルには、ジメチルグリコール、ジメチルジグリコール、ジメチルトリグリコール、メチルエチルジグリコール、ジエチルジグリコール、ジブチルジグリコール、ジメチルプロピレンジグリコールなどがある。このうち、ジメチルグリコールは、メタノールに溶解し、メタノールより高い粘性を持ち、沸点がメタノールの沸点より高い８５℃である。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をメタノールに分散し、この分散液にジメチルグリコールを混合すると、導電性ペーストが製造される。また、沸点が１６２℃であるジメチルジグリコールと沸点が１７６℃であるジメチルプロピレンジグリコールとは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解する温度より低い。このため、金属錯体ないしはカルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、分散液にこれらジアルキルグリコールエーテルを混合すると、導電性ペーストが製造される。さらに、前記した３種類のジアルキルグリコールエーテルを除くジアルキルグリコールエーテルは、ｎ−ブタノールに溶解し、ｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点はｎ−ブタノールの沸点より高く、金属錯体が熱分解される温度より高いが、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より低い。このため、カルボン酸金属化合物をｎ−ブタノールに分散し、この分散液にこれらのジアルキルグリコールエーテルのいずれかを混合すると、導電性ペーストが製造される。また、導電性ペーストの原料として金属錯体を用いる際に、これらのジアルキルグリコールエーテルのいずれかをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解した溶解液は、絶縁性ペーストとなる。
なお、エチレングリコール系エーテルとプロピレングリコール系エーテルとは、塗料、インキ、染料、写真複写液、洗浄剤、電解液、ソリュブルオイル、作動油、ブレーキ液、冷媒、凍結防止剤などの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。また、ジアルキルグリコールエーテルは、前記の用途に加え、反応溶剤、分離抽出剤、重合溶剤、分解防止及び安定剤、電池やコンデンサの電解液などの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
【００６９】
実施形態４
本実施形態は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二にアルコール溶解液ないしはアルコール混和液は、アルコールより高い粘度を有し、第三にカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い有機化合物に関する実施形態である。つまり、こうした有機化合物をアルコールに溶解ないし混和させると、絶縁性ペーストが製造できる。この際、金属錯体を金属の原料とする導電性ペーストと、カルボン酸金属化合物を金属の原料とする導電性ペーストとの双方を、導電性ペーストとして用いることができる。
分子量が大きい飽和脂肪酸のエステル類であるミリスチン酸エステル類、パルミチン酸エステル類、ステアリン酸エステル類と、分子量が大きい不飽和脂肪酸であるオレイン酸エステル類と、芳香族カルボン酸のエステル類と、分子量が大きい飽和脂肪酸と、２つのカルボキシル基を持つジカルボン酸とに、カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い有機化合物がある。このような有機化合物は、導電性ペーストの原料としてカルボン酸金属化合物を用いる際に、絶縁性ペーストの原料となる。
分子量が大きいミリスチン酸とアルコールとのエステルには、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸イソプロピル、ミリスチン酸セチル、ミリスチン酸ミルスチル、ミリスチン酸オクチルドデシルなどのミリスチン酸エステルがある。例えば、ミリスチン酸メチルは化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１２−ＣＯＯＣＨ３で示され、メタノールとｎ−ブタノールに溶解し、溶解液はメタノールとｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、さらに、沸点はオクチル酸金属化合物が熱分解される温度より高い３２３℃である。従って、ミリスチン酸メチルをメタノールないしはｎ−ブタノールに溶解し、溶解したミリスチン酸メチルの量に応じて粘度が増大し、絶縁性ペーストが製造される。なお、ミリスチン酸メチルは、化粧品基剤、医薬用助剤、繊維用油剤、合成樹脂用滑剤などの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
ミリスチン酸より分子量が大きいステアリン酸とアルコールとのエステル類には、沸点が３５６℃であるステアリン酸メチル、沸点が３８９℃であるステアリン酸ブチル、沸点が４３２℃であるステアリン酸２−エチルヘキシル、沸点が４９０℃であるステアリン酸イソトリデシル、沸点が５４９℃であるステアリン酸ステアリルがある。例えば、ステアリン酸ブチルは化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１６−ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３で示され、メタノールおよびｎ−ブタノールに溶解し、溶解液はメタノールおよびｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、さらに、沸点はオクチル酸金属化合物が熱分解される温度より高い３８９℃である。
いっぽう、一価の不飽和脂肪酸の中で分子量が比較的大きいオレイン酸とアルコールとのエステル類には、沸点が３５１℃であるオレイン酸メチル、沸点が４１５℃であるオレイン酸イソブチル、沸点が４９０℃であるオレイン酸デシルがある。例えば、オレイン酸イソブチルは化学式がＣＨ３（ＣＨ２）８（ＣＨ）２（ＣＨ２）７−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２で示され、メタノールやｎ−ブタノールに溶解し、メタノールやｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、沸点が４１５℃であり、オクチル酸金属化合物が熱分解される温度より高い。従って、オレイン酸イソブチルをｎ−ブタノールに溶解し、溶解したオレイン酸メチルの量に応じて分散液の粘度が増大し、絶縁性ペーストが製造される。なお、オレイン酸イソブチルは、合成樹脂用可塑剤の原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
また、芳香族カルボン酸のエステル類に、安息香酸とベンジルアルコールとが脱水縮合した安息香酸ベンジルがあり、化学式がＣ６Ｈ５ＣＯ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ５で示され、メタノールやｎ−ブタノールに溶解し、メタノールやｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、オクチル酸金属化合物が熱分解される温度より高い３２４℃である。従って、安息香酸ベンジルは、絶縁性ペーストの原料になる。なお、安息香酸ベンジルは、抗寄生虫性の殺虫剤、人工香料としての食品添加物、セルロースなどのポリマーの可塑剤などの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
また、芳香族カルボン酸のエステル類にフタル酸エステル類がある。化学式がＣ６Ｈ４（ＣＯＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）２で与えられるフタル酸ジアリルの沸点は３２９℃で、化学式がＣ６Ｈ４（ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＣＨ３）２で与えられるフタル酸ジブチルの沸点は３４０℃で、化学式がＣ６Ｈ４（ＣＯＯＣＨ２ＣＨＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨ３）２で与えられるフタル酸ジ２−エチルヘキシルの沸点は３８５℃で、Ｃ６Ｈ４（ＣＯＯ（ＣＨ２）７ＣＨ（ＣＨ２）２）２で化学式が与えられるフタル酸ジイソデシルの沸点は４２６℃である。いずれのフタル酸エステル類は、メタノールおよびｎ−ブタノールに溶解し、メタノールやｎ−ブタノールより高い粘性を持ち、オクチル酸金属化合物が熱分解される温度より高い。従って、これらのフタル酸エステル類は絶縁性ペーストの原料になる。なお、フタル酸ジアリルは熱硬化性樹脂の原料として用いられる汎用的な有機化合物で、フタル酸ジブチルは加工性向上添加剤、塗料、接着剤などの原料として用いられる汎用的な有機化合物で、フタル酸ジ２−エチルヘキシルは汎用可塑剤、電線被覆、壁紙、フィルム、血液バッグ・チューブなどの原料として用いられる汎用的な有機化合物で、フタル酸ジイソデシルは低揮発性可塑剤、絶縁性改良添加剤、耐熱電線、合成レーザーなどの原料として用いられる汎用的な有機化合物である。
さらに、分子量が大きい脂肪酸に、オクチル酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い脂肪酸がある。直鎖飽和の脂肪酸として、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１４ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３４１℃の性質を持つパルミチン酸が、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１５ＣＯＯＨで与えられ、沸点が１００ｍｍＨｇで２２７℃の性質を持つマルガリン酸が、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１６ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３８３℃の性質を持つステアリン酸が、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）１８ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３２８℃の性質を持つアラキジン酸が、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）２０ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３０６℃の性質を持つベヘン酸がある。このうち、パルチミン酸とステアリン酸とは、ｎ−ブタノールに溶解し、絶縁性ペーストになる。なおステアリン酸は、化粧品の油性成分として、石けん、エステルの反応原料として、色鉛筆などの配合原料として大量に製造されている安価な工業用の化学薬品である。また、パルミチン酸は、石鹸や界面活性剤の原料として大量に製造されている安価な工業用の化学薬品である。
また、直鎖不飽和の脂肪酸として、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）５ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３６４℃の性質を持つパルミトレイン酸、化学式がＣＨ３（ＣＨ２）７ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）７ＣＯＯＨで与えられ、沸点が３６０℃の性質を持つオレイン酸などがある。このうち、オレイン酸は、ｎ−ブタノールに混和し、絶縁性ペーストになる。なおオレイン酸は、エステル、アミン、アマイド、石けんなどの反応原料として、グリース、油剤などの配合原料として、合成樹脂安定剤、消泡剤、浮遊選鉱剤、潤滑油添加剤、印刷インキとして用いられ、化粧品・医薬品の油性成分の原料として製造されている安価な工業用の化学薬品である。
さらに、ジカルボン酸として、示性式がＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨで与えられるグルタル酸は、沸点が３０３℃で、メタノールに溶解し、絶縁性ペーストとなる。なおグルタル酸は、活性剤やポリマーの合成中間体として用いられる汎用的な工業用薬品である。また、示性式がＨＯＯＣ−（ＣＨ２）４−ＣＯＯＨで与えられるアジピン酸は、沸点が３３９℃で、メタノールに溶解し、絶縁性ペーストとなる。なお、アジピン酸は６，６−ナイロンの原料となり、大量に製造されている安価な工業用の化学薬品である。
【００７０】
実施例１
本実施例は、２つの貫通ビアホールが形成された多層配線基板を製造する実施例である。本実施例では、基板として厚さが０．２ｍｍのガラスエポキシ樹脂からなる基板を用いた（例えば、利昌工業株式会社の製品ＥＳ−３２３０）。なお、基板の材質はガラスエポキシ樹脂に限定されず、導電性ペーストの原料となる金属化合物が熱分解する温度条件で、基板が熱分解しなければ、つまり、基板が不可逆変化をしなければ、基板として用いることができる。本実施例では、２００℃の温度に５分程度さらすことで、熱分解が完了する銅錯体を用いるため、ガラス繊維を重ねてエポキシ樹脂を含浸したガラスコンポジッドや、紙にエポキシ樹脂を含浸した紙エポキシを用いることができる。さらに、前記したリジッド基材に限定されず、ポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフレキシブル基材も基板として使用できる。なお、基板の短時間の耐熱性として、２６０℃における半田耐熱性があり、耐熱性が最も低いとされる紙エポキシであっても、２６０℃で５８秒以上の半田耐熱性を有するため、銅錯体が熱分解される温度条件にさらされても、紙エポキシは熱分解しない。
また、本実施例で用いる導電性ペーストは、金属化合物として相対的に低温度で熱分解して銅を析出する銅錯体を用い、さらに、銅錯体の中で最も合成が容易である銅錯イオンの一つである４個のアンミン（アンモニアＮＨ３の配位子をいう）が銅イオンＣｕ２＋に配位結合したテトラアンミン銅イオン［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋の硝酸塩であるテトラアンミン銅硝酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２（例えば三津和化学薬品株式会社の製品）を用いた。このテトラアンミン銅硝酸塩が１０重量％を占めるようにメタノールに分散し、この分散液に粘度を増大させる増粘剤として酢酸ビニル（モノマー）（例えば昭和電工株式会社の製品）が５重量％を占めるように混合して、導電性ペーストを製作した。
さらに、本実施例で用いる絶縁性ペーストは、増粘剤としてのジプロピレングリコール（例えば旭硝子株式会社の製品）が５重量％を占めるようにｎ−ブタノールに混和した。
次に、多層配線基板の製造方法を、図１に基づいて説明する。最初に、同一形状からなる８枚の基板を重ね合わせ、基板の２箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（貫通孔の加工に、例えば日機装株式会社のＨｉ−Ｐｕｎｃｈｅｒを用いる）（図１（ａ）に図示）。次に、８枚の基板のうちの１枚の基板の表面に、配線パターン３と貫通孔用のパッド２とが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した（スクリーン印刷は、例えばマイクロテック株式会社の製品ＭＴＶＣ−３２０を用いる）。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである（図１（ｂ）に図示）。この後、絶縁性ペーストが印刷された基板を最も下に配置し、全ての貫通孔１が重なるように８枚の基板を位置決めし、２ＭＰａの圧縮荷重を加えて積層した。
次に、積層した基板を円筒容器内に収め、円筒容器を真空含浸装置に配置した（真空含浸装置は、例えばミカドテクノス株式会社の真空高圧含浸装置を用いる）。この後、真空含浸装置を真空排気し、さらに、積層した基板が導電性ペーストで浸漬されように、導電性ペーストを円筒容器に充填した。５分後、真空含浸装置を大気に開放し、さらに、５分後、積層した基板を真空含浸装置から取り出した。この後、積層した基板の表層に、直径が２００μｍの貫通孔用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを１００μｍの厚みでスクリーン印刷した。この後、圧縮荷重を加えた状態で、積層した基板を水素ガスの雰囲気で熱処理した。最初に７５℃に昇温してメタノールと酢酸ビニルとを気化した。次に基板を２００℃に５分間放置し、テトラアンミン銅硝酸塩を熱分解した。
次に、前記の条件で製作した試料について、離間されて形成された２つの貫通孔を結ぶ基板の中心線で試料を切断し、切断面における貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとを電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、ＪＦＥテクノリサーチ株式会社が所有する極低加速電圧ＳＥＭを用いた。この装置は１００Ｖからの極低加速電圧による表面観察が可能で、さらに導電性の被膜を形成せずに直接試料の表面が観察できる。
最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料断面の様々な部位における貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとを観察した。貫通孔内と配線パターンと貫通孔用のパッドとはいずれの部位においても、４０−６０ｎｍの大きさの粒状微粒子の集まりで満遍なく充填されていた。
次に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって粒状微粒子の材質の違いを観察した。粒状微粒子の集まりは濃淡が認められなかったため、同一の原子から構成されていることが分かった。
さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状微粒子を構成する元素の種類を分析した。粒状微粒子は銅原子のみで構成されたため、銅の粒状微粒子であった。
以上の観察結果から、いずれの貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとは、４０−６０ｎｍの大きさからなる銅微粒子の集まりで充填されたため、全層を貫通して接続する２つの貫通ビアホール同士が導通する貫通ビアホールが、積層した基板に形成された。なお、２つの貫通ビアホールの内の一方を、熱伝導経路として用いれば、本実施例で製作した多層配線基板は、熱伝導性に優れた多層配線基板になる。
なお、本実施例における２つの貫通ビアホールを形成する製造工程は、３つ以上の貫通ビアホールを形成する製造工程と同様の製造工程である。さらに、貫通ビアホール同士が導通する多層基板における位置は自在に変えられる。さらに、貫通ビアホール同士を導通させる手段が、予め絶縁性ペーストを基板にスクリーン印刷するだけの処理であるため、製造費用がかさむことがない。このため、様々な構造からなる複数の貫通ビアホールを、貫通ビアホールの構造の如何にかかわらず、安価な製造費用で多層配線基板に形成することができる。この理由は本発明の次の２つの特徴による。第一の特徴は、基板単品に対して貫通孔の加工を行うため、貫通孔が形成される位置と数とを任意に変えることができ、貫通孔の数が増えても加工費用はほとんど変わらない。第二の特徴は、ビアホール同士が導通する基板は、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、任意の位置で多層配基板に積層できる。さらに、基板単品に絶縁性ペーストをスクリーン印刷するだけの処理であるため、ビアホール同士が導通する基板の数が増えても、製造費用がかさむことがない。
【００７１】
実施例２
本実施例は、２つの貫通ビアホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）と、基板の幅方向に３つと基板の長さ方向に３つからなる合計で9つのブラインドビアホール（Ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）とが、１０枚の積層基板に形成された多層配線基板を製造する実施例である。
最初に、多層配線基板の構造を説明する。２つの貫通孔ビアホールは最下端の基板で導通し、９つのブラインドビアホールにおける深さは、各々のブラインドビアホールで異なる。図２(ａ)は、製造する多層配線基板の上側の表層を模式的に示す図であり、一枚の基板の深さを持つブラインドビアホールＢｌ１から、九枚の基板の深さを持つブラインドビアホールＢｌ９までからなる、各々の深さが異なる９種類のブラインドビアホールを異なる位置に形成した。また、Ｔ１とＴ２は２つの貫通ビアホールを形成する位置である。なお、ブラインドビアホール（Ｂｌ１−Ｂｌ９）と貫通ビアホール（Ｔ１とＴ２）との配線パターンは、様々な形状を採用し一義的に決められないため、本実施例では、ブラインドビアホールと貫通ビアホールとの貫通孔用のパッドのみを、図２(ａ)にＢｌ１−Ｂｌ９とＴ１及びＴ２として図示した。なお、複数のブラインドビアホールを積層基板に形成する事例は、本実施例に限らない。また、本実施例で用いる基板と、導電性ペーストと、絶縁性ペーストとは、実施例１で用いたものを用いる。
次に、多層配線基板の製造方法を、図２に基づいて説明する。最初に、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、９つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計１１箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｂ）に基板の中央線での断面を図示）。次に、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１を除く８つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計１０箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｃ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１とＢｌ２とを除く７つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計９箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｄ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１−Ｂｌ３を除く６つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計８箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｅ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１−Ｂｌ４を除く５つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計７箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｆ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１−Ｂｌ５を除く４つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計６箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｇ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ１−Ｂｌ６を除く３つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計５箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｈ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ８とＢｌ９とからなる２つのブラインドビアホールを形成する部位とからなる合計４箇所に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｉ）に基板の中央線での断面を図示）。さらに、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位と、Ｂｌ９のブラインドビアホールを形成する部位とからなる、合計３箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｊ）に基板の中央線での断面を図示）。最後に、同一形状の１枚の基板に、２つの貫通ビアホールを形成する部位の２箇所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図２（ｋ）に基板の中央線での断面を図示）。この後、図２（ｋ）の基板の表面に、２つの貫通ビアホールを導通させる配線パターンと貫通孔用のパッドとが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターンは線幅が５０μｍである（図２（ｌ）に図示）。この後、絶縁性ペーストが印刷された基板を最も下に配置し、図（ｊ）に図示した基板、図（ｉ）に図示した基板、図（ｈ）に図示した基板、図（ｇ）に図示した基板、図（ｆ）に図示した基板、図（ｅ）に図示した基板、図（ｄ）���図示した基板、図（ｃ）に図示した基板、最後に図（ｂ）に図示した基板を順次重ね合わせ、基板の端部の２箇所に設けた貫通孔同士が互いに重なるように１０枚の基板を位置決めし、２．５ＭＰａの圧縮荷重を加えて積層した（図２（ｍ）に基板の中央線の断面を図示）。
次に積層した基板を円筒容器内に収め、円筒容器を真空含浸装置に配置した。この後、真空含浸装置を真空排気し、さらに、積層した基板が導電性ペーストで浸漬されように、導電性ペーストを円筒容器に充填した。５分後、真空含浸装置を大気に開放し、さらに、５分後、積層した基板を真空含浸装置から取り出した。この後、積層した基板の表層に、直径が２００μｍからなる２つの貫通孔（Ｔ１とＴ２）のパッド２と９つのブラインドビアホール（Ｂ１−Ｂ９）のパッド２が形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを１００μｍの厚みでスクリーン印刷した（図２（ｎ）に図示）。この後、圧縮荷重を加えた状態で、積層した基板を水素ガスの雰囲気で熱処理した。最初に７５℃に昇温してメタノールと酢酸ビニルとを気化した。次に基板を２００℃に５分間放置し、テトラアンミン銅硝酸塩を熱分解した。
次に、前記の条件で製作した試料について、基板の両端部に設けられた２つの貫通孔を結ぶ基板の中心線で試料を切断し、切断面における２つの貫通ビアホールを形成する貫通孔と３つのブラインドビアホールを形成する貫通孔と、配線パターンと貫通孔用のパッドが形成される部位を、実施例１と同様に電子顕微鏡で観察した。
最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料断面の様々な部位における貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとを観察した。貫通孔内と配線パターンと貫通孔用のパッドとはいずれの部位においても、４０−６０ｎｍの大きさの粒状微粒子の集まりで満遍なく充填されていた。
次に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって粒状微粒子の材質の違いを観察した。粒状微粒子の集まりは濃淡が認められなかったため、同一の原子から構成されていることが分かった。
さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状微粒子を構成する元素の種類を分析した。粒状微粒子は銅原子のみで構成されたため、銅の粒状微粒子であった。
以上の観察結果から、いずれの貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとも、４０−６０ｎｍの大きさからなる銅微粒子の集まりで充填されたため、全層を貫通して接続する２つの貫通ビアホール同士が導通する貫通ビアホールと、深さが異なる９つのブラインドビアホールが、積層基板に形成されたことが分かった。なお、２つの貫通ビアホールの一方を、熱伝導経路として用いれば、本実施例で製作した多層配線基板は、熱伝導性に優れた多層配線基板になる。
なお、本実施例における２つの貫通ビアホールと深さが異なる９つのブラインドビアホールを形成する製造工程は、３つ以上の貫通ビアホールと深さが異なる１０以上の貫通ビアホールを形成する製造工程も同様の製造工程である。また、ブラインドビアホールの位置と深さは自在に変えられ、基板単品に貫通孔を設けるだけの処理であるため、製造費用がかさむことがない。このため、複数の貫通ビアホールと深さがなる複数のブラインドビアホールとからなるビアホールを、ビアホールの位置と数との如何にかかわらず、安価な製造費用で多層配線基板に形成することができる。
【００７２】
実施例３
本実施例は、２つの貫通ビアホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｔ１、Ｔ２と、４つのブラインドビアホール（Ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｂｌ１−Ｂｌ４と、１２個のベリードビアホール（Ｂｕｒｉｅｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｂｕ１−Ｂｕ１２が形成された多層配線基板を製造する実施例である。
最初に、多層配線基板の構造を説明する。第一のブラインドビアホールＢｌ１は６枚の基板の深さを持ち、５枚目の基板と６枚目の基板とを接続する第一のベリードビアホールＢｕ１と、各々のビアホールの下端部で導通する。第二のブラインドビアホールＢｌ２は５枚の基板の深さを持ち、４枚目の基板と５枚目の基板とを接続する第二のベリードビアホールＢｕ２と、各々のビアホールの下端部で導通する。第三のブラインドビアホールＢｌ３は４枚の基板の深さを持ち、３枚目の基板と４枚目の基板とを接続する第三及び第四のベリードビアホールＢｕ３、Ｂｕ４と、各々のビアホールの下端部で導通する。第四のブラインドビアホールＢｌ４は３枚の基板の深さを持ち、２枚目の基板と３枚目の基板とを接続する第五および第六のベリードビアホールＢｕ５、Ｂｕ６と、各々のビアホールの下端部で導通する。さらに、３枚目の基板から５枚目の基板を接続するベリードビアホールＢｕ７は、５枚目の基板と６枚目の基板を接続する２つのベリードビアホールＢｕ８、Ｂｕ９と、各々のビアホールの上端部で導通する。２枚目の基板から４枚目の基板を接続するベリードビアホールＢｕ１０は、４枚目の基板と５枚目の基板を接続する２つのベリードビアホールＢｕ１１、Ｂｕ１２と、各々のビアホールの上端部で導通する。なお、図３（ａ）は、製造する多層配線基板の上側の表層を模式的に示す図である。また、ブラインドビアホール（Ｂｌ１−Ｂｌ４）と、貫通ビアホール（Ｔ１，Ｔ２）との配線パターンは、様々な形状を採用し一義的に決められないため、本実施例では、ブラインドビアホールと貫通ビアホールとの貫通孔用のパッドのみを、図３（ａ）にＢｌ１−Ｂｌ４とＴ１、Ｔ２として図示した。また本実施例で用いる基板、導電性ペースト、絶縁性ペーストは、実施例１で用いたものを用いる。
次に、多層配線基板の製造方法を、図３に基づいて説明する。最初に、同一形状の1枚の基板に、貫通ビアホールＴ１，Ｔ２とブラインドビアホールＢｌ１−Ｂｌ４が形成される６カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｂ）にＴ１の中心とＢｕ１１の中心とを結ぶ線の断面を図示）。次に、同一形状の1枚の基板に、前記３カ所に加えて合計で５カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｃ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、前記５カ所に加えて合計で６カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｄ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、前記６カ所の貫通孔の内の３カ所の貫通孔の位置と、新たに１カ所を加えて合計で４カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｅ）に図示）。この後、図３（ｄ）の６カ所の貫通孔の内の３カ所の貫通孔の位置に該当する図３（ｅ）の基板の上側に、配線パターン３と貫通孔用のパッド２とが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである（図３（ｆ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、図３（ｅ）の４カ所の貫通孔の内の２カ所の貫通孔の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｇ）にＴ１の中心とＢｕ１１の中心を結ぶ線の断面を図示）。この後、図３（ｅ）の４カ所の貫通孔の内の２カ所の貫通孔の位置に該当する図３（ｇ）の基板の上側に、配線パターン３と貫通孔用のパッド２とが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである（図３（ｈ）に図示)。さらに同一形状の1枚の基板に、図３（ｇ）の２カ所の貫通孔の内の１カ所の貫通孔の位置と、新たに２カ所を加えて合計で３カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｉ）に図示）。この後、図３（ｇ）の２カ所の貫通孔の内の１カ所の貫通孔の位置に該当し、また、図３（ｉ）の３カ所の貫通孔の内の２カ所の貫通孔の位置に該当する図３（ｉ）の基板の上側に、配線パターン３と貫通孔用のパッド２とが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターンは線幅が５０μｍである（図３（ｊ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、図３（ｉ）の３カ所の貫通孔と同じ位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｋ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、図３（ｋ）の３カ所の貫通孔内の１カ所に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図３（ｌ）に図示）。この後、図（ｌ）の基板を最も下に配置し、この上に図（ｋ）の基板と、図（ｉ）の基板と、図（ｇ）の基板と、図（ｅ）の基板と、図（ｄ）の基板と、図（ｃ）の基板と、図（ｂ）の基板とを順次上に配置し、基板の端部に設けた２つの貫通ビアホールを構成する貫通孔同士が重なるように８枚の基板を位置決めし、２ＭＰａの圧縮荷重を加えて積層した（図３（ｍ）に図示）。
次に積層した基板を円筒容器内に収め、円筒容器を真空含浸装置に配置した。この後、真空含浸装置を真空排気し、さらに、積層した基板が導電性ペーストで浸漬されように、導電性ペーストを円筒容器に充填した。５分後、真空含浸装置を大気に開放し、さらに、５分後、積層した基板を真空含浸装置から取り出した。この後、積層した基板の表層に、直径が２００μｍからなる貫通孔用のパッドと２つのブラインドビアホール用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを１００μｍの厚みでスクリーン印刷した（図３（ｍ）に図示）。この後、圧縮荷重を加えた状態で、積層した基板を水素ガスの還元雰囲気で熱処理した。最初に７５℃に昇温してメタノールと酢酸ビニルとを気化した。次に基板を２００℃に５分間放置し、テトラアンミン銅硝酸塩を熱分解した。
次に、前記の条件で製作した試料について、貫通ビアホールＴ１の中心とブラインドビアホールＢｌ１の中心とを結ぶ線で試料を切断し、切断面における貫通ビアホールを形成する貫通孔と２つのブラインドビアホールを形成する貫通孔と、６つのベリードビアホールを形成する貫通孔と、４カ所の配線パターンと貫通孔用のパッドを形成する各々の配線パターンと貫通孔用のパッドについて、実施例１と同様に電子顕微鏡で観察した。
最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料の断面の様々な部位における貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとを観察した。貫通孔内および配線パターンと貫通孔用のパッドとはいずれの部位において、４０−６０ｎｍの大きさの粒状微粒子の集まりで満遍なく充填されていた。
次に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって粒状微粒子の材質の違いを観察した。粒状微粒子の集まりは濃淡が認められなかったため、同一の原子から構成されていることが分かった。
さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状微粒子を構成する元素の種類を分析した。粒状微粒子は銅原子のみで構成されたため、銅の粒状微粒子であった。
以上の観察結果から、いずれの貫通孔といずれの配線パターンといずれの貫通孔用のパッドとは４０−６０ｎｍの大きさからなる銅微粒子の集まりで充填されたため、全層を貫通して接続する貫通ビアホールと、第一のブラインドビアホールの下端部が第一のベリードビアホールの下端部と導通し、第二のブラインドビアホールの下端部が第二と第三のベリードビアホールの下端部と導通し、第四のベリードビアホールの下端部が第五と第六のベリードビアホールの上端部と導通するビアホール構造が、積層した基板に形成されたことが分かった。なお、貫通ビアホールを、熱伝導経路として用いれば、本実施例で製作した多層配線基板は、熱伝導性に優れた多層配線基板になる。
なお、本実施例における４つのブラインドビアホールと１２個のベリードビアホールを形成する製造工程は、５つ以上のブラインドビアホールと１３個以上のベリードビアホールを形成する製造工程も同様の製造工程である。また、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する基板の位置は自在に変えられ、基板単品に絶縁性ペーストをスクリーン印刷するだけの処理であるため、複数のブラインドビアホールと複数のベリードビアホールとからなるビアホール同士が様々な位置で導通するビア構造が、ビアホールの位置と数との如何にかかわらず、安価な製造費用で多層配線基板に形成することができる。
【００７３】
実施例４
本実施例は、２つの貫通ビアホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｔ１，Ｔ２と、８個のブラインドビアホール（Ｂｌｉｎｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｂｌ１−Ｂｌ８と、１２個のベリードビアホール（Ｂｕｒｉｅｄ  ｖｉａ  ｈｏｌｅ）Ｂｕ１−Ｂｕ１２が形成された多層配線基板を製造する実施例である。
最初に、多層配線基板の構造を説明する。２枚の基板の深さを持つ第一のブラインドビアホールＢｌ１の下端部が、３枚目の基板と４枚目の基板とを接続する第一のベリードビアホールＢｕ１の上端部で導通する。また、２枚の基板の深さを持つ第二のブラインドビアホールＢｌ２の下端部が、３枚目の基板と４枚目の基板とを接続する第二のベリードビアホールＢｕ２の上端部で導通する。さらに積層基板の下部に設けられ、２枚の基板の深さを持つ第三のブラインドビアホールＢｌ３の上端部が、９枚目の基板と１０枚目の基板とを接続する第三のベリードビアホールＢｕ３の下端部で導通する。また、積層基板の下部に設けられ、２枚の基板の深さを持つ第四のブラインドビアホールＢｌ４の上端部が、９枚目の基板と１０枚目の基板とを接続する第四のベリードビアホールＢｕ４の下端部で導通する。さらに、５枚目の基板から８枚目の基板を接続する第五のベリードビアホールＢｌ５の上端部が、第一のベリードビアホールＢｕ１と第二のベリードビアホールＢｕ２との下端部で導通するとともに、第五のベリードビアホールＢｕ５の下端部は、第三のベリードビアホールＢｕ３と第四のベリードビアホールＢｕ４との上端部で導通する。また４枚の基板の深さを持つ第五のブラインドビアホールＢｌ５の下端部が、３枚目の基板と４枚目の基板とを接続する第六のベリードビアホールＢｕ６の下端部で導通し、また、５枚目の基板と６枚目の基板とを接続する第七のベリードビアホールＢｕ７の上端部で導通する。さらに、４枚の基板の深さを持つ第六のブラインドビアホールＢｌ６の下端部が、５枚目の基板と６枚目の基板とを接続する第八のベリードビアホールＢｕ８の上端部で導通する。また、積層基板の下部に設けられ、２枚の基板の深さを持つ第七のブラインドビアホールＢｌ７の上端部が、９枚目の基板と１０枚目の基板とを接続する第九のベリードビアホールＢｕ９と第十のベリードビアホールＢｕ１０との下端部で導通する。さらに、積層基板の下部に設けられ、２枚の基板の深さを持つ第八のブラインドビアホールＢｌ８の上端部が、９枚目の基板と１０枚目の基板とを接続する第十一のベリードビアホールＢｕ１１の下端部で導通する。また、７枚目の基板と８枚目の基板を接続する第十二のベリードビアホールＢｕ１２の上端部が、第七のベリードビアホールＢｕ７と第八のベリードビアホールＢｕ８との下端部で導通するとともに、第十二のベリードビアホールＢｕ１２の下端部は、第九のベリードビアホールＢｕ９と第十のベリードビアホールＢｕ１０と第十一のベリードビアホールＢｕ１１の上端部で導通する。図４（ａ）は、製造する多層配線基板の上側の表層を模式的に示す図である。なお、ブラインドビアホールＢｌ１−Ｂｌ８と貫通ビアホールＴ１，Ｔ２との配線パターンは、様々な形状を採用し一義的に決められないため、本実施例では、ブラインドビアホールと貫通ビアホールとの貫通孔用のパッドのみを、図４（ａ）にＢｌ１−Ｂｌ８とＴ１，Ｔ２として図示した。なお、本実施例で用いる基板、導電性ペースト、絶縁性ペーストは、実施例１で用いたものを用いる。
次に、多層配線基板の製造方法を説明する。最初に、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と４つのブラインドビアホールＢｌ１，Ｂｌ２，Ｂｌ５，Ｂｌ６が形成される合計で６カ所に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した。図４（ｂ）に貫通ビアホールＴ１の中心と貫通ビアホールＴ２の中心とを結ぶ線の断面で、貫通孔の形成位置を図示した。以下の図面も同様の断面図である。次に、同一形状の1枚の基板に、前記の６カ所と同様の位置に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｃ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と２つのブラインドビアホールＢｌ５，Ｂｌ６が形成される４カ所に加えて、３つのベリードビアホールＢｕ１，Ｂｕ２，Ｂｕ６が形成される箇所を加え、合計で７カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｄ）に図示）。この後、図４（ｄ）に図示した７カ所に貫通孔を設けた基板の上側に、第一のブラインドビアホールＢｌ１の下端部に相当する位置と、第一のベリードビアホールＢｕ１の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通する配線パターンが形成される部位とを除いて、さらに、第二のブラインドビアホールＢｌ２の下端部に相当する位置と、第二のベリードビアホールＢｕ２の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通する配線パターンが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである。なお、スクリーン印刷における印刷パターンは、実施例３の図３（ｆ）と図３（ｈ）と図３（ｊ）などに図示した印刷パターンと同様であるため、印刷パターンの図は省略した。さらに、同一形状の１枚の基板に、図４（ｄ）に図示した７カ所と同様の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｅ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と３つのベリードビアホールＢｕ５，Ｂｕ７，Ｂｕ８が形成される合計で５カ所箇所の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｆ）に図示）。この後、図４（ｆ）に図示した５カ所に貫通孔を設けた基板の上側に、第一のベリードビアホールＢｕ１と第二のベリードビアホールＢｕ２との下端部に相当する位置と、第五のベリードビアホールＢｕ５の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら３つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、さらに、第五のブラインドビアホールＢｌ５と第六のベリードビアホールＢｕ６との下端部に相当する位置と、第七のベリードビアホールＢｕ７の上端部に相当する位置に形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら３つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位を除いて、さらに、第六のブラインドビアホールＢｌ６の下端部に相当する位置と、第八のベリードビアホールＢｕ８の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリー��印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである。さらに、同一形状の1枚の基板に、図４（ｆ）に図示した基板と同様の５カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｇ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と２つのベリードビアホールＢｕ５，Ｂｕ１２が形成される合計で４箇所の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｈ）に図示）。この後、図４（ｈ）に図示した４カ所に貫通孔を設けた基板の上側に、第七のベリードビアホールＢｕ７と第八のベリードビアホールＢｕ８との下端部に相当する位置と、第十二ベリードビアホールＢｕ１２の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら３つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである。さらに、同一形状の1枚の基板に、図４（ｈ）に図示した基板と同様の４カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｉ）に図示)。さらに、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と５つのベリードビアホールＢｕ３，Ｂｕ４，Ｂｕ９，Ｂｕ１０，Ｂｕ１１が形成される合計で７箇所の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｊ）に図示）。この後、図４（ｊ）に図示した７カ所に貫通孔を設けた基板の上側に、第五のベリードビアホールＢｕ５の下端部に相当する位置と、第三のベリードビアホールＢｕ３と第四のベリードビアホールＢｕ４との上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら３つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、さらに、第十二ベリードビアホールＢｕ１２の下端部に相当する位置と、第九のベリードビアホールＢｕ９と第十のベリードビアホールＢｕ１０と第十一のベリードビアホールＢｕ１１の上端部との上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら４つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである。さらに、同一形状の1枚の基板に、図４（ｊ）に図示した基板と同様の７カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｋ）に図示）。さらに、同一形状の1枚の基板に、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２と４つのブラインドビアホールＢｌ３，Ｂｌ４，Ｂｌ７，Ｂｌ８が形成される箇所の位置に、直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｌ）に図示）。この後、図４（ｌ）に図示した６カ所に貫通孔を設けた基板の上側に、第三のベリードビアホールＢｕ３の下端部に相当する位置と、第三のブラインドビアホールＢｌ３の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、さらに、第四ベリードビアホールＢｕ４の下端部に相当する位置と、第四のブラインドビアホールＢｌ４の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位を除いて、さらに、第九のベリードビアホールＢｕ９と第十ベリードビアホールＢｕ１０との下端部に形成される貫通孔用のパッドの部位と、第七のブラインドビアホールＢｌ７の上端部に相当する位置とに形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら３つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位とを除いて、さらに、第十一のベリードビアホールＢｕ１１の下端部に形成される貫通孔用のパッドの部位と、第八のブラインドビアホールＢｌ８の上端部に相当する位置に形成される貫通孔用のパッドの部位と、これら２つのビアホールを導通させる配線パターンが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを５０μｍの厚みでスクリーン印刷した。貫通孔用のパッド２は直径が１００μｍで、配線パターン３は線幅が５０μｍである。さらに、同一形状の1枚の基板に、図４（ｌ）に図示した基板と同様の６カ所に直径が５０μｍの貫通孔１を形成した（図４（ｍ）に図示）。この後、図（ｍ）の基板を最も下に配置し、この上に図（ｌ）の基板を、さらに図（ｋ）の基板を、さらに図（ｊ）の基板を、さらに図（ｉ）の基板を、さらに図（ｈ）の基板を、さらに図（ｇ）の基板を、さらに図（ｆ）の基板を、さらに図（ｅ）の基板を、さらに図（ｄ）の基板を、さらに図（ｃ）の基板を、最後に図（ｂ）の基板を最も上に配置し、基板の端部に設けた２つの貫通ビアホールを構成する貫通孔同士が重なるように１２枚の基板を位置決めし、３ＭＰａの圧縮荷重を加えて積層した（図４（ｎ）に貫通ビアホールＴ１の中心と貫通ビアホールＴ２の中心とを結ぶ線の断面で図示）。
次に、積層した基板を円筒容器内に収め、円筒容器を真空含浸装置に配置した。この後真空含浸装置を真空排気し、さらに、積層した基板が導電性ペーストで浸漬されように、導電性ペーストを円筒容器に充填した。５分後、真空含浸装置を大気に開放し、さらに、５分後、積層した基板を真空含浸装置から取り出した。この後、積層した基板の表層に、直径が２００μｍからなる貫通孔用のパッドと２つのブラインドビアホール用のパッドが形成される部位を除いて、絶縁性ペーストを１００μｍの厚みでスクリーン印刷した。この後、圧縮荷重を加えた状態で、積層した基板を水素ガスの還元雰囲気で熱処理した。最初に７５℃に昇温してメタノールと酢酸ビニルとを気化した。次に基板を２００℃に５分間放置し、テトラアンミン銅硝酸塩を熱分解した。
次に、前記の条件で製作した試料について、２つの貫通ビアホールＴ１，Ｔ２の中心を結ぶ基板の中心線で試料を切断し、切断面における２つの貫通ビアホールを形成する各々の貫通孔と８つのブラインドビアホールを形成する各々の貫通孔と、１２個のベリードビアホールを形成する各々の貫通孔と、１２カ所の配線パターンと貫通孔用のパッドを形成する各々の配線パターンと貫通孔用のパッドについて、実施例１と同様に電子顕微鏡で観察した。
最初に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行い、試料の断面の様々な部位における貫通孔と配線パターンと貫通孔用のパッドとを観察した。貫通孔内および配線パターンと貫通孔用のパッドはいずれの部位においても、４０−６０ｎｍの大きさの粒状微粒子の集まりで満遍なく充填されていた。
次に、反射電子線の９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって粒状微粒子の材質の違いを観察した。粒状微粒子の集まりは濃淡が認められなかったため、同一の原子から構成されていることが分かった。
さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状微粒子を構成する元素の種類を分析した。粒状微粒子は銅原子のみで構成されたため、銅の粒状微粒子であった。
以上の観察結果から、いずれの貫通孔といずれの配線パターンといずれの貫通孔用のパッドとは４０−６０ｎｍの大きさからなる銅微粒子の集まりで充填された。このため、全層を貫通して接続する貫通ビアホールと、第一のブラインドビアホールの下端部が第一のベリードビアホールの下端部と導通し、第二のブラインドビアホールの下端部が第二のベリードビアホールの下端部と導通し、第三のブラインドビアホールの上端部が第三のベリードビアホールの下端部と導通し、第四のブラインドビアホールの上端部が第四のベリードビアホールの下端部と導通し、第一のベリードビアホールと第二のベリードビアホールとの下端部が第五のベリードビアホールの上端部に導通し、第三のベリードビアホールと第四のベリードビアホールとの上端部が第五のベリードビアホールの下端部に導通し、第五のブラインドビアホールの下端部が第六のベリードビアホールの下端部と第七のベリードビアホールの上端部と導通し、第六のブラインドビアホールの下端部が第八のベリードビアホールの上端部と導通し、第七のブラインドビアホールの上端部が第九のベリードビアホールと第十のベリードビアホールとの下端部と導通し、第八のブラインドビアホールの上端部が第十一のベリードビアホールの下端部と導通し、第十二のベリードビアホールの上端部が第七のベリードビアホールと第八のベリードビアホールとの下端部と導通し、第十二のベリードビアホールの下端部が第九のベリードビアホールと第十のベリードビアホールと第十一のベリードビアホールの上端部と導通するビアホール構造が、積層した基板に形成されたことが分かった。なお、貫通ビアホールを、熱伝導経路として用いれば、本実施例で製作した多層配線基板は、熱伝導性に優れた多層配線基板になる。
なお、本実施例における８つのブラインドビアホールと１２個のベリードビアホールを形成する製造工程は、９つ以上のブラインドビアホールと１３個以上のベリードビアホールを形成する製造工程も同様の製造工程である。また、ブラインドビアホールとベリードビアホールとが導通する基板の位置は自在に変えられ、基板単品への絶縁性ペーストのスクリーン印刷だけの処理であるため、複数のブラインドビアホールと複数のベリードビアホールとからなるビアホール同士が様々な位置で導通するビア構造が、ビアホールの位置と数との如何にかかわらず、安価な製造費用で多層配線基板に形成することができる。この理由は、実施例１で説明した本発明の２つの特徴による。
以上に説明した４つの実施例によって、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板の製造を説明したが、本発明に基づく多層配線基板の製造は、４つの実施例に限定されない。つまり、本発明は次の２つの特徴を持つため、ビアホールの種類とビア構造とビアホールの数とビア構造の数とに依らず、様々なビアホールを導電層とし、このビアホールが貫通孔用のパッドを介して配線パターンに導通する導電層が形成された多層配線基板が製造される。第一の特徴は、基板単品に対して貫通孔の加工を行うため、貫通孔が形成される位置と数とを任意に変えることができ、また、貫通孔の数が増えても加工費用はほとんど変わらない。第二の特徴は、ビアホール同士が導通する基板は、この基板を多層基板として積層する際に、積層する順番が任意に変えられるため、任意の位置で多層配基板に積層できる。さらに、基板単品に絶縁性ペーストをスクリーン印刷するだけの処理であるため、ビアホール同士が導通する基板の数が増えても、製造費用がかさむことがない。このため、様々な構造のビアホールが形成された多層配線基板が安価に製造できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  貫通孔    ２  貫通孔用のパッド    ３  配線パターン    Ｔ１，Ｔ２  貫通ビアホール    Ｂｌ１−Ｂｌ９  ブラインドビアホール    Ｂｕ１−Ｂｕ１２  ベリードビアホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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