(57)【要約】【課題】回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有する多層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項２】
上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている請求項１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項３】
貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板の製造方法に関し、詳しくは 複数の配線基板間で特定の電気的導通を形成した多層配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板は 各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用されている。
従来、上記の多層プリント配線基板の製造は、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリアラミド、液晶樹脂等の絶縁層上に銅箔等を貼り付けた銅箔張り絶縁板等を使用し、これらの銅箔部分をエッチングする等の技術により、必要な回路を形成して配線基板を作成し、更に回路の高密度化のために、該配線基板を複数枚熱と圧力によりプレスして積層するとともに、スルーホールメッキ、ビアホールメッキ、導体バンプ等を形成して各回路層間の電気的接続をして製造されていた。
【０００３】
上記スルーホールメッキ、ビアホールメッキによる回路層間の電気的接続は、絶縁層中に孔を形成する工程、孔を形成する際に樹脂が軟化し、内外層の銅箔の切削面上を覆ったレジンスミアを取り除くデスミア工程、表面をパラジウムによる触媒化をおこなった後、無電解銅メッキ工程、電解銅メッキ工程等の多数の工程を必要とするとともにそれに対応して無電解銅メッキ装置、電解銅メッキ装置、それらに関係する排水処理施設等の多くの装置が必要とされ、多大な費用がかかった。
【０００４】
これに対して、導体バンプによる各回路層間の電気的接続は、回路を形成する導体層となる銅箔上に導体ペーストをスクリーン印刷若しくはディスペンサーで印刷した後に乾燥して導体パンプを形成し、必要に応じて絶縁層に孔を形成した後、絶縁層、第２の絶縁層と積層して導体バンプを絶縁層を介して他の導体層に接続するのみで、工程が極めて短く簡単に電気的接続が得られる電気的接続方法である。
【０００５】
一方、現在の電子機器は、移動体通信機器に代表されるように小型、軽量、高性能、高機能が要求されており、このような電子機器に使用される多層配線基板も小型、高密度化が要求されるようになってきている。そして、このような高密度化の要求に応えるために、多層配線基板上の回路パターンの微細化が必要となってきている。
スルーホールメッキ、ビアーホールメッキによる電気的接続の場合には、絶縁層上の導体銅箔に銅メッキした後にエッチングで回路を形成するが、無電解銅メッキ層、電気銅メッキ層及び銅箔の3層の銅の層をエッチングする必要があるため銅の厚みが厚く、多量の銅をエッチングする必要があるとともに、深さ方向のみのエッチングのみでなく横方向のエッチングも進むため回路パターンの細密化が困難である。
【０００６】
これに対して、導体パンプによる電気接続の場合には1層の銅箔層のみが存在するため、銅の厚みが薄く、少量の銅をエッチングするのみで細密な回路パターンを形成するメリットがある。
【０００７】
上記の如く、導体バンプによる回路層間の電気的接続は、工程が少なく、必要とする装置の数も少なく、低コストであり、回路パターンが細密なものが得られる点で有利である。
しかしながら、回路を形成する導体層となる銅箔上にバンプを印刷する場合には溶剤を含む導体ペーストを印刷するため銅箔に対する導体ペーストの濡れが充分であるため、乾燥して得られる導体ハ゜ンフ゜と銅箔との間には充分結合力があるが、その導体パンプと積層して接合される第２の導体層との結合は、電気的接続の信頼性が低下するという問題があった。
この原因としては、導体パンプと第２の導体層とを結合させる際には、導体パンプには殆ど溶剤が存在しないため濡れあうことはなく、また導体バンプは銀で、第２の導体層は銅であるため組成が異なり密着性が悪いこと等が考えられる。
【特許文献１】特開平２００４−３４２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有する多層配線基板の製造方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該縁層中の貫通孔内で該導体バンプを接合する接合することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、以下の通りである。
１．絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
２．上記絶縁層に予め貫通孔が形成されている上記１．に記載の多層配線基板の製造方法。
【００１１】
３．貫通孔を有する絶縁層と、
該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプと
を含有することを特徴とする多層配線基板。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを有する多層配線基板を低コストで製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にしながら説明する。
本発明の多層配線基板の製造方法は、特定の回路層間の電気的接続工程を有する製造方法である。
即ち、絶縁層を挟んで該二組の導体バンプを対向して配置し、
該二組の導体バンプを該絶縁層中に加圧挿入して貫通させ
該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程
を有する。
【００１４】
図１は、本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の１つであって、上記貫通・接合工程を説明する模式図である。
図１（ａ）は、絶縁層１ａを挟んで二組の導体バンブ２ａ、２ｂが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図であり、二組の導体バンプ２ａ、２ｂはそれぞれ銅箔３ａ、３ｂ上に形成されており、絶縁層１ａを挟んで二組の導体パンプ２ａ、２ｂが対向して配置されている。絶縁層１ａには貫通孔４ａが予め形成されている。
【００１５】
図１（ｂ）は、上記二組の導体バンプ２ａ、２ｂを上記絶縁層１ａ中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層１ａ中の貫通孔４ａ内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【００１６】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）で示した構造物中の銅箔３ａ、３ｂ部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路５ａ、５ｂを形成して得られた配線基板である。
【００１７】
上記絶縁層としては、特に制限はないが、ガラスエポキシ、ＰＩ、ＰＰ、アラミド、液晶ポリマー等を使用することができる。
絶縁層の厚みは  １０〜５００μが好ましい。
【００１８】
貫通孔中で二組の導体バンプを確実に接合させるために、二組の導体バンプを加圧挿入して貫通させる絶縁層の部分に予め貫通孔を形成することが好ましい。
上記貫通孔の径は０．０５〜０．５ｍｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。貫通孔は、ドリル、レーザー等の公知の方法で形成することができる。    
【００１９】
上記導体バンプは、銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成して本発明の貫通・接合工程に用いることができる。上記導体箔上あるいは回路上に導体バンプを形成する方法としては、特に制限するものではなくいずれの方法も取り得るが、導体ペーストを導体箔上あるいは回路上にスクリーン印刷等の方法で印刷する印刷法、銅、銀などの金属をメッキする電鋳法、金属層を形成した後にエッチングして導体パンプ以外の部分を取り除くエッチング法等を挙げることができ、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる観点から印刷法が好ましい。
【００２０】
印刷法により導体パンプを銅箔等の導体箔上あるいは回路上に形成する場合には、導体ペーストを導体層上にスクリーン印刷、ディスペンサーなどで印刷し乾燥して形成することができる。
【００２１】
導体箔あるいは回路は金属製の箔あるいは回路で有ればいずれの金属製の箔あるいは回路でも良いが、一般には銅箔が使用される。
本発明の貫通・接合工程で導体箔に圧力を考慮して、導体箔は貫通・接合工程の後で剥離することのできる支持層を有しても良いし、無くても良い。
導体箔上あるいは回路の厚みは、パターン微細化の観点から６〜３５μmが好ましい。
【００２２】
上記導体バンプを印刷法で形成する時に使用される導体ペーストは、導電性粉体、樹脂バインダー、溶剤等の混合物であって、市販の導体ペーストを使用してもよい。
上記導電性粉体としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、タングステン、モリブデン、半田粉などの１種若しくは複数の混合物を使用することができ、樹脂バインダーとしては、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂等を使用することができる。
【００２３】
上記導体パンプはスクリーン印刷等で印刷された後１００〜２００℃程度の乾燥温度、  ５〜９０分の乾燥時間で乾燥して製造することができる。
【００２４】
上記該二組の導体バンプを絶縁層中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層中の貫通孔内で該二組の導体バンプを接合する場合には、図１で説明した如く、二組のバンプが絶縁層を挟んで対向する位置関係に積層し、積層プレスで加熱加圧して接合させることができる。
【００２５】
加圧挿入して二組のバンプを接合する際に使用する装置としては、真空プレス、オートクレープ等が挙げられる。
加圧挿入する場合の加圧圧力は０．２〜５ＭＰａが好ましい。
絶縁層に予め貫通孔が形成されている場合には、貫通孔と導体バンプとの空隙なくすと共に相互の密着性を向上させるために１００〜２００℃程度加熱することが好ましく、また、絶縁層がガラスエポキシの如きプリプレグである場合には、硬化を完全に進めるために更にそのプリプレグの硬化に適した加熱、例えば１５０〜２００℃で２０〜１２０分程度の加熱が必要である。
【００２６】
上記貫通・接合工程を経て、絶縁層を挟み、導体バンプを介して、電気的に接続された二組の導体箔、又はその一方若しくは両方が回路である構造物が得られる。
上記構造物に導体箔が含まれる場合には、導体箔をマスキング、エッチング処理する公知のサブトラクティブ法により回線を形成して配線基板を得ることができる。
【００２７】
上記配線基板上の回線の一部に更にバンプを形成して多層化することができる。
図２は、図１（ｃ）に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。
図２（ａ）は、絶縁層１ｂを挟んで二組の導体バンブ２ｃ、２ｄが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。上記二組の導体バンブのうちの一方の導体バンプ２ｃは、図１（ｃ）に示した配線基板の回路５ａ上に形成されたものであり、他方の導体バンプ２ｄは新たに銅箔３ｃ上に形成させたものである。絶縁基板１ｄ中には上記導体バンプ２ｃ２ｄに対応する位置に貫通孔４ｂが予め設けられている。
【００２８】
図２（ｂ）は、上記二組の導体バンプ２ｃ、２ｄを上記絶縁層１ｂ中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層１ｂ中の貫通孔４ｂ内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示している。
【００２９】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）で示した構造物中の銅箔３ｃ部分をマスキング、エッチング処理して回路５ｃを形成して得られた多層配線基板である。
図２（ｃ）に示された多層配線基板は、複数の回路層間のいずれの電気的接続も本発明の二組の導体バンブの接合により接続されているが、状況により、本発明の二組の導体バンプの接合と、他の回路層間の接合方法、例えばビアホールメッキ、スルーホールメッキ等と組み合わされて製造されても良い。
【００３０】
本発明の多層配線基板は、貫通孔を有する絶縁層と、該貫通孔内で対向して接合されている二組の導体バンプとを含有する多層配線基板である。二組の導体バンプ間の結合は組成が同一か若しくは類似してるために充分な結合力が得られ、回路層間の電気的接続の信頼性が高い。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものでない。
なお、導通信頼性（熱衝撃）テストはＪＩＳC5012  9.1  条件1の温度サイクル条件に準じて行った。
【００３２】
実施例１．
ガラスエポキシシート（松下電工株式会社製、グレード名R-1661、厚み２００μｍ）にドリルで２００μｍの貫通孔を形成した。
次に、板厚１５０μのステンレス板の所定箇所に２００μの穴を開けたメタルマスクを用意し、銅箔（福田金属箔粉工業株式会社製、グレード名ＣＦ―Ｔ８、厚み１８μｍ）の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、１８０℃で３０分間乾燥して、図１（ａ）の２ａ、２ｂで示した形状の上方がやや細くなった導体パンプを得た。
【００３３】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図１（ａ）の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで、真空プレスで１ＭＰａで加圧した状態で、１２０℃で３０分間加熱した後、更に１８０℃で８０分間加熱して積層した。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図１（ｃ）の如き多層回路基板を得た。
この多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ、1０００サイクルで初期値と試験後の導通抵抗値の変化率は、±１０％以内の良好な結果を得た。
【００３４】
実施例２．
絶縁層としてポリイミドシート（厚み  25μm）を用意した。
次に、板厚１５０μmのステンレス板の所定箇所に２００μmの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決め配置して、銀系の導電ペーストを印刷し、１８０℃で３０分間乾燥して、導体パンプを得た。
【００３５】
この銅箔上に形成された導体バンプを二組用意し、図３（ａ）の如く配置し、上記貫通孔を設けないポリイミドシートと接着シート（ニッカン工業株式会社製  グレード名：SAFV  厚さ：40μｍ）を挟んで、真空プレスで４ＭＰａで加圧した状態で、１６０℃で６０分間加熱して積層し、図３（ｂ）の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方法で回路を形成し、図３（ｃ）の如き両面回路基板を得た。
この両面回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ５００サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率は±１０％以内の良好な結果を得た。
【００３６】
比較例１
厚さ３００μｍのステンレス板の所定箇所に２００μｍの穴を開けたメタルマスクを用意し、前記銅箔の表面に該メタルマスクを位置決めし、銀系の導電ペーストを印刷した後１８０℃で３０分間乾燥して、導体パンプを得た。
上記銅箔上に形成された導体バンプ、実施例１で得られた貫通孔を形成したガラスエポキシシート、上記銅箔と同一種類の銅箔を、図４（ａ）の如く配置し、上記貫通孔を形成したガラスエポキシシートを挟んで実施例１と同一の条件で積層し、図４（ｂ）の如き積層物を得た。
その後、公知のサブトラクト方で回路を形成し、図３（ｃ）の如き多層回路基板を得た。
得られた多層回路基板を前記導通信頼テストにかけたところ１０００サイクルで初期値と試験後の導通抵抗変化率において、約３％の頻度で変化率+１０％を超えるサンプルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明で得られる多層配線基板は、回路層間の電気的接続の信頼性が高く、細密な回路パターンを形成することが可能であり、工程が短く、多くの装置を必要とすることなく、低コストで行うことのできる回路層間の電気的接続工程を有するため、各種家電機器・通信機器・コンピュータやその周辺機器等の電子機器に使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい実施形態の１つであって、貫通・接合工程を説明する模式図である。  図１（ａ）は、絶縁層１ａを挟んで二組の導体バンブ２ａ、２ｂが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。  図１（ｂ）は、上記二組の導体バンプ２ａ、２ｂを上記絶縁層１ａ中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層１ａ中の貫通孔４ａ内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。  図１（ｃ）は、図１（ｂ）で示した構造物中の銅箔３ａ、３ｂ部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路５ａ、５ｂを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【００３９】
【図２】図１（ｃ）に示した配線基板を多層化していく工程を説明する模式図である。図２（ａ）は、絶縁層１ｂを挟んで二組の導体バンブ２ｃ、２ｄが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。図２（ｂ）は、上記二組の導体バンプ２ｃ、２ｄを上記絶縁層１ｂ中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層１ｂ中の貫通孔４ｂ内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示した図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）で示した構造物中の銅箔３ｃ部分をマスキング、エッチング処理して回路５ｃを形成して得られた多層配線基板の構造を表した図である。
【００４０】
【図３】本発明にかかる多層配線基板の製造方法の好ましい他の実施形態の１つであり、貫通・接合工程を説明する模式図である。  図３（ａ）は、絶縁層１ｃを挟んで二組の導体バンブ２ｅ、２ｆが対向して配置されたそれぞれの位置関係を示す図である。  図３（ｂ）は、上記二組の導体バンプ２ｅ、２ｆを上記絶縁層１ｃ中に加圧挿入して貫通させ、該絶縁層１ｃ内で該二組の導体バンプを接合する貫通・接合工程が完了した状態を示す図である。  図３（ｃ）は、図３（ｂ）で示した構造物中の銅箔３ｄ、３ｅ部分を公知のマスキング、エッチング処理を行い、回路５ｄ、５ｅを形成して得られた配線基板の構造を表した図である。
【００４１】
【図４】従来の如く、導体バンプ２ｇを絶縁層１ｄを挟んで直接他方の銅箔３ｆに電気的接続を行う工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ａ〜１ｄ      絶縁層
２ａ〜２ｇ      導体バンプ
３ａ〜３ｇ      銅箔
４ａ〜４ｃ      貫通孔
５ａ〜５ｇ      回路
６              接着シート層
【図１】
2008288418.tif 000003
【図２】
2008288418.tif 000004
【図３】
2008288418.tif 000005
【図４】
2008288418.tif 000006