(57)【要約】【課題】資源の節約およびリサイクル性の向上を図る。【解決手段】配線構造体２２は、導電体の薄膜を二次元的にパターンニングして形成され所定の空隙を介して多層に配置された複数の配線回路５，１２，１６と、異なる層の配線回路５，１２，１６間を部分的に結合する導電体ポスト７，１４と、配線回路５，１２，１６間の位置を保持する絶縁体ポスト８，１５とを有し、層間絶縁膜が除去されている。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体の薄膜を二次元的にパターンニングして形成され所定の空隙を介して多層に配置された複数の配線回路と、
異なる層の前記配線回路同士を部分的に結合する導電体ポストと
を備えてなることを特徴とする配線用構造体。
【請求項２】
異なる層の前記配線回路同士を部分的に結合する絶縁体ポストを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の配線用構造体。
【請求項３】
前記多層の配線回路のうち最も外側の配線回路を支持する絶縁フィルムを更に備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載の配線用構造体
【請求項４】
前記絶縁体ポストは、前記異なる層の配線回路が交差する交点のみに設けられるものであることを特徴とする請求項２記載の配線用構造体。
【請求項５】
二次元的にパターニングされた多層の配線回路を可分解性の絶縁材料を介して積層すると共に、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに導電体ポストを形成することにより相互に結合して多層配線基板を形成する工程と、
前記多層配線基板のうち可分解性の絶縁材料のみを除去する工程と
を備えたことを特徴とする配線用構造体の製造方法。
【請求項６】
前記可分解性の絶縁材料は、パラフィン、ワックスおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つからなり、
前記絶縁材料を除去する工程は、前記絶縁材料を熱および溶剤の少なくとも一方を用いて溶解除去する工程である
ことを特徴とする請求項５記載の配線用構造体の製造方法。
【請求項７】
前記多層配線基板を形成する工程は、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに前記絶縁材料を除去する工程では除去されない材料からなる導電体ポストを形成することにより相互に結合する工程を含むものであることを特徴とする請求項５又は６記載の配線用構造体の製造方法。
【請求項８】
前記可分解性の絶縁材料は、ポジ型の感光性を有する樹脂からなり、
前記絶縁材料を除去する工程は、前記多層配線基板の両側から紫外線を照射することにより前記異なる層の配線回路の交点における絶縁材料のみを残して前記絶縁材料を分解除去する工程であることを特徴とする請求項５に記載の配線用構造体の製造方法。
【請求項９】
二次元的にパターニングされた多層の配線回路を可分解性の絶縁材料を介して積層すると共に、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに導電体ポストを形成することにより相互に結合して多層配線基板を形成する工程と、
前記多層配線基板の最も外側の配線回路に電子部品を実装する工程と、
前記多層配線基板のうち可分解性の絶縁材料のみを除去する工程と
を備えたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子回路を相互に接続する配線用構造体に関し、特に材料使用量の削減とリサイクル性の向上とを図った配線用構造体、その製造方法および電子部品の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子回路を相互に接続するものとしてプリント回路が知られている。プリント回路は、通常、絶縁基板上に導体となる銅箔を張り合わせ、銅箔をエッチングなどの方法でパターンニングして配線回路を形成する。回路が複雑になると、複数の絶縁基板に構成された配線板を積層し、異なる層の配線回路同士をスルーホールを介して導電体で相互に接続した多層配線基板が用いられる。このような多層配線基板では、配線回路の層間絶縁体に必要な特性として、はんだ耐熱性および難燃性が要求され、通常、この種の層間絶縁体には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化型ポリイミド、フッ素系樹脂等が用いられる。
【０００３】
一方、近年、地球環境保護の必要性が叫ばれ、資源の節約と各種機器のリサイクル性の向上が、機器開発に求められる大きな課題となりつつある。上述した多層配線基板においても、配線回路として用いられる銅や金、錫等のめっき材料、並びに層間絶縁材料として用いられる樹脂を効率良く分別回収できることが望まれている。しかし、従来の多層配線基板では、層間絶縁体として用いられているフェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化型ポリイミド、フッ素系樹脂等がいずれも溶媒に不溶であり、耐熱性も高く、また、中間層の樹脂は、引き剥がすことも困難であるため、リサイクルが困難であるという問題がある。
【０００４】
そこで、絶縁層となる合成樹脂としてガラス転位温度が２６０℃以上で、溶媒に可溶な特性を有するポリイミド、フッ素化ポリイミド等の合成樹脂を用いるリサイクル可能な多層配線基板も提案されている（例えば特許文献１参照）。この多層配線基板によれば、はんだ耐熱性を有し且つリサイクルが可能な多層配線基板を提供することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１１０２１８号（第２頁右欄、段落０００４〜０００９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の多層配線基板をリサイクルする場合、様々な部品が混在する多種多様な製品の中から多層配線基板のみを分別して、特定の溶媒を用い、予め設定された温度条件によって樹脂を分離するという作業が必要であり、事実上、リサイクルは困難であるか、又は膨大なリサイクルコストがかかるという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、資源の節約およびリサイクル性の向上を図ることができる配線用構造体、その製造方法および電子部品の実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る配線用構造体は、導電体の薄膜を二次元的にパターンニングして形成され所定の空隙を介して多層に配置された複数の配線回路と、異なる層の前記配線回路同士を部分的に結合する導電体ポストとを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、多層に配置された複数の配線回路は、所定の空隙を介して配置され、その間に樹脂の絶縁層を持たないため、層間絶縁層の分離が不要となる。このため、資源の節約およびリサイクル性の向上を図ることができる。
【００１０】
なお、配線回路間の空隙保持性を高めるためには、異なる層の配線回路同士を部分的に結合する絶縁体ポストを、配線回路の所々に配置するようにすれば良い。絶縁体ポストは、異なる層の配線回路が交差する交点のみに設けられるものでも良い。また、多層の配線回路のうち最も外側の配線回路を絶縁フィルムによって支持することにより、配線構造体を安定に保持することができる。なお、絶縁フィルムは、最も外側の配線回路に接合されるものであるため、リサイクル時に引き剥がして分別することは容易である。
【００１１】
また、本発明に係る配線構造体の製造方法は、二次元的にパターニングされた多層の配線回路を可分解性の絶縁材料を介して積層すると共に、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに導電体ポストを形成することにより相互に結合して多層配線基板を形成する工程と、前記多層配線基板のうち可分解性の絶縁材料のみを除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、可分解性の絶縁材料を用いて多層配線基板を形成した後、可分解性の絶縁材料のみを除去することにより、上述した配線構造体を容易に作成することができる。また、可分解性の絶縁材料の除去は、配線構造体の製造工程の中で行なわれるので、リサイクル時に除去される場合とは異なり、製造工程の中で繰り返し使用することが可能である。
【００１３】
なお、可分解性の絶縁材料は、例えばパラフィン、ワックスおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つを用いることができ、絶縁材料を除去する工程としては、絶縁材料を熱および溶剤の少なくとも一方を用いて溶解除去する工程を用いることができる。また、多層配線基板を形成する工程は、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに前記絶縁材料を除去する工程では除去されない材料からなる導電体ポストを形成することにより相互に結合する工程を含むようにしても良い。
【００１４】
また、前記可分解性の絶縁材料として、ポジ型の感光性を有する樹脂を用いることもできる。この場合、前記絶縁材料を除去する工程は、多層配線基板の両側から紫外線を照射することにより異なる層の配線回路の交点における絶縁材料のみを残して絶縁材料を分解除去する工程とすることができる。
【００１５】
更に、本発明に係る電子部品の実装方法は、二次元的にパターニングされた多層の配線回路を可分解性の絶縁材料を介して積層すると共に、異なる層の配線回路同士を両回路間のスルーホールに導電体ポストを形成することにより相互に結合して多層配線基板を形成する工程と、前記多層配線基板の最も外側の配線回路に電子部品を実装する工程と、前記多層配線基板のうち可分解性の絶縁材料のみを除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を含む電子部品の実装方法を説明するための工程図、図２、図３および図４は、同配線構造体を製造工程順に示す断面図である。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、鋼板１に錫めっき２を施してなる錫めっき鋼板３を用意し、その表面に置換めっきにより銅薄膜４を析出させる（Ｓ１）。次に、銅薄膜４をフォトリソグラフィによりパターンニングして、図２（ｂ）に示すように、最下層の配線回路５を形成する（Ｓ２）。続いて、図２（ｃ）に示すように、形成された最下層の配線回路５の上に、パラフィン、ワックスおよび低密度ポリエチレン等の熱溶解性の絶縁層６（例えば融点が８０〜１００℃のもの）を形成する（Ｓ３）。次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁層６の所定箇所に、例えばＣＯ２レーザ等を用いて配線回路５に達するスルーホールを形成し、その中に導電性樹脂等を充填して層間接続のための導電体ポスト７を形成する（Ｓ４）。また、配線回路間の間隙を安定に保持するため、必要に応じてスルーホールにエポキシ等の耐熱性樹脂を充填して絶縁体ポスト８を形成する（Ｓ４）。更に、図２（ｅ）に示すように、導電体ポスト７および絶縁体ポスト８が埋設された絶縁層６の上に厚さ３μｍ〜１８μｍ程度の銅箔１１を重ねて熱により圧着する（Ｓ４）。これにより、導電体ポスト７を介して配線回路５と銅箔１１とが電気的に接続され、絶縁体ポスト８が配線回路５と銅箔１１の間に所定の間隙を保持するスペーサとして機能する。銅箔１１は、図３（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ等を用いてパターンニングされて２層目の配線回路１２を形成する（Ｓ４）。
【００１８】
以後、熱溶解性の絶縁層の形成と、導電体ポスト、絶縁体ポストを形成し、更に配線回路を作成する工程を所定回数繰り返す（Ｓ５）。即ち、図３（ｂ）に示すように、２層目の配線回路１２の上に、熱溶解性の絶縁層１３を形成した後（Ｓ３）、スルーホールを形成して、その中に導電体ポスト１４および絶縁体ポスト１５を形成し、図３（ｃ）に示すように、更にその上に、銅箔を熱圧着した後、３層目の配線回路１６を形成する（Ｓ４）。
【００１９】
このようにして、所定層数（この例では３層）の配線回路が積層された多層配線基板１７が形成される。所定層数の多層配線基板１７が形成されたら、図３（ｄ）に示すように、最上位の配線回路１６に電子部品２１を導電性接着剤等により接合することで実装する（Ｓ６）。そして、最後に錫めっき鋼板３にコイルを通じて渦電流を流してこれを加熱し、錫めっき２を溶解させて鋼板１を配線回路５と分離する。このとき、鋼板１に発生した熱で多層配線基板１７の熱溶解性の絶縁層１３も溶解除去される（Ｓ７）。
【００２０】
このようにして得られた配線構造体２２は、図４に示すように、複数の配線回路５，１２，１６が所定の間隙を介して多層配置され、その間を導電体ポスト７，１４および絶縁体ポスト８，１５で保持した構造を有する。配線回路５，１２，１６の保持は、例えば図４に示すように、電子部品２１を支持するケース等の支持部材２３により行なうことができる。
【００２１】
このように構成された配線構造体によれば、配線回路５，１２，１６の間に、層間絶縁体としての樹脂が介在していないため、リサイクル時にその分を分離するための工程が不要になる。また、熱溶解性の絶縁層の回収は製造工程で行なわれるので、絶縁層の材料は、そのまま直ぐに次の製品に使用することができるので、資源の節約につながるという利点がある。
【００２２】
図５は、本発明の他の実施形態に係る配線構造体を示す図である。
この実施形態では、前述した錫めっき鋼板３の代わりに、５μｍ程度のポリイミド等の耐熱性フィルム３１と銅箔とを張り合わせたフレキシブル基板を用いて上述した方法により多層配線基板を形成し、過熱により熱溶解性の絶縁層を溶融除去して耐熱性フィルム３１を配線回路５，１２，１６の保持体として残した例である。
この構成によれば、配線構造体単体での保持強度が増すという利点がある。耐熱性フィルム３１は、リサイクル時に剥がせば良い。また、必要に応じて、上述した耐熱性フィルム３１付きの配線構造体を更に複数積層して使用するようにしても良い。
【００２３】
なお、上述した各実施形態では、可分解性の絶縁材料としてパラフィン、ワックスおよび低密度ポリエチレン等の低融点樹脂を使用し、熱によりこの絶縁材料を溶融除去するようにしたが、これらの絶縁材料を溶剤により溶融除去したり、溶剤と加熱とを併用して溶融除去するようにしても良い。また、可分解性の絶縁材料としてポジ型感光材料を用いることもでき、この場合には、多層配線基板１７の両面からＵＶ光を照射して、配線回路の交差する部分を残して他の部分を分解除去するようにしても良い。更に、可分解性の絶縁材料として木材、竹等の植物繊維を糊で固めたものを使用するようにしても良い。この場合には、水によって絶縁材料を除去することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、多層に配置された複数の配線回路が所定の空隙を介して配置され、その間に樹脂の絶縁層を持たない構造としたので、次のような効果を奏することができる。
▲１▼最終的な配線構造体には、絶縁樹脂が残らないので、リサイクル時には配線回路を構成する金属を効率良く回収することができ、リサイクル率が向上する。
▲２▼配線回路間には絶縁樹脂が介在しないため、誘電率を小さくすることができるので、誘電損失を抑えることができ、これによりエネルギー消費を削減することができる。
▲３▼配線構造体の製造に使用した可分解性の絶縁材料は、製造工程で回収され、繰り返し使用されるので、材料消費量を削減することができ、これにより資源の節約を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る配線用構造体の製造工程および電子部品の実装工程を示すフローチャートである。
【図２】同配線用構造体を製造工程順に示す断面図である。
【図３】同配線用構造体を製造工程順に示す断面図である。
【図４】同配線用構造体を製造工程順に示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る配線用構造体を製造工程順に示す断面図である。
【符号の説明】１…鋼板、２…錫めっき、３…錫めっき鋼板、４…銅薄膜、５，１２，１６…配線回路、６，１３…絶縁層、７，１４…導電体ポスト、８，１５…絶縁体ポスト、１１…銅箔、１７…多層配線基板、２１…電子部品、２２…配線構造体、２３…支持部材、３１…耐熱性フィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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