(57)【要約】【課題】導体ポストと絶縁層との間の空隙の問題を克服できる配線板を提供する。【解決手段】絶縁層を貫通し、絶縁層表面に形成された導電材に達する導体ポストと、該導体ポストの表面に形成された半田層を有する配線板であって、導電材に達するビアホールを絶縁層に形成する工程と、該導電材を給電層として、電解めっきにより導体ポストを形成する工程と、絶縁層を熱処理する工程と、導体ポスト表面に半田層を形成する工程により得られることを特徴とする配線板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層と、絶縁層と、前記導電層上に前記絶縁層を貫通する層間接続用の導体ポストと、前記導体ポストの導電層と反対面上に露出した半田層とを有する配線板であって、導体ポストが、導電層と絶縁層とからなる二層構造体の絶縁層を貫通して前記導電層が露出するように形成されたビアホールに、前記導電層を給電層として、電解めっきにより形成され、前記二層構造体が、導体ポスト形成後に加熱されてなることを特徴とする配線板。
【請求項２】
前記二層構造体の絶縁層が、半硬化の熱硬化性樹脂から成るものである請求項１記載の配線板。
【請求項３】
前記二層構造体の絶縁層が、熱可塑性樹脂から成りものであり、前記絶縁層を加熱する工程において、加熱が、該熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上で行われる請求項１または２に記載の配線板。
【請求項４】
導体ポストが、銅からなる請求項１〜３のいずれかに記載の配線板。
【請求項５】
半田層が、電解めっきにより形成される請求項１〜４のいずれかに記載の配線板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の配線板と、前記配線板の半田層に相対する位置に被接合部を有する被接続層とを、接着剤層を介して熱圧着することにより、半田接合させてなる多層配線板であって、熱圧着が、少なくとも該半田層を溶融させた後、圧着して半田接合し、さらに該接着剤層を硬化させて行われることを特徴とする多層配線板。
【請求項７】
接着剤層が、表面清浄化機能を有する請求項６記載の多層配線板。
【請求項８】
半田層が、溶融する際に、凸形状を形成する請求項６または７に記載の多層配線板。
【請求項９】
接着剤層が、加熱により溶融した半田層の高さよりも厚く形成される請求項６〜８のいずれかに記載の多層配線板。
【請求項１０】
半田層の溶融が、半田の融点温度以上の加熱により軟化した接着剤層中で行われる請求項６〜９のいずれかに記載の多層配線板。
【請求項１１】
接着剤層が、半田層の溶融と半田接合する温度において、５０Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する請求項６〜１０のいずれかに記載の多層配線板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線板および多層配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化並びに軽薄短小化の要求に伴い、電子部品の高密度集積化と高密度実装化が進んでいる。プリント配線板も、この軽薄短小化の要求によって配線密度がより高く、配線層数が複数になるなど、より高精度な加工プロセスが望まれるようになってきている。
【０００３】
従来の回路基板は、一般的に、ガラス繊維の織布もエポキシ樹脂を含浸させた積層板からなるガラスエポキシ板に張り付けられた銅箔をパターニングした後、複数枚重ねて積層接着し、ドリルで貫通穴を開けて、この穴の壁面に銅めっきを行ってビアを形成し層間の電気接続がなされたものが主流であった。しかし、搭載部品の小型化、高密度化が進み、上記の配線基板では配線密度が不足して、部品の搭載に問題が生じるようになってきている。
【０００４】
このような背景により、近年、ビルドアップ多層配線板が採用されている。ビルドアップ多層配線板は、樹脂のみで構成される絶縁層と、導体回路とを積み重ねながら成形される。ビルドアップにおけるビア形成方法としては、従来のドリル加工に代わって、レーザー法、プラズマ法、フォト法等多岐にわたるものが挙げられ、これらにより形成される小径のビアホールを、自由に配置することで、高密度化を達成するものである。ビアに形成される層間接続部としては、ブライドビア（Ｂｌｉｎｄ  Ｖｉａ）やバリードビア（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｖｉａ：ビアを導電体で充填した構造）等があり、ビアの上にビアを形成するスタックドビアが可能な、バリードビアホールが、特に注目されている。バリードビアホールとしては、ビアホールをめっきで充填する方法と、導電ペースト等で充填する場合とに分けられる。
【０００５】
ビルドアップ多層配線板用の配線板としては、絶縁層と金属箔からなる２層構造体の絶縁層にビアを形成し、前記ビア内に導体ポストを電解めっきにより形成し、導体ポストの表面に接合用金属材料を形成して、前記金属箔の反対面の絶縁層上に接着剤層を介して第２の金属箔を配置し、前記導体ポストと第２の金属箔とを、接着剤層を排除しながら接合用金属材料により接合し、絶縁層と金属箔とをエッチングして配線パターンを形成してなる両面配線板が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。この配線板によると層間接続部の高密度化を測ることができるが、導体ポストの形成において、ビア内に、電解めっきにより導体ポストを形成するものの、絶縁層と導体ポストとの間に隙間ができ、加熱真空プレスする時に、この隙間がボイド発生となり、電気的接続を不十分となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１１１２１７（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みなされたものであって、ボイド発生がなく、層間の電気的接続が良好な配線板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】
即ち、本発明は、
（１）  導電層と、絶縁層と、前記導電層上に前記絶縁層を貫通する層間接続用の導体ポストと、前記導体ポストの導電層と反対面上に露出した半田層とを有する配線板であって、導体ポストが、導電層と絶縁層とからなる二層構造体の絶縁層を貫通して前記導電層が露出するように形成されたビアホールに、前記導電層を給電層として、電解めっきにより形成され、前記二層構造体が、導体ポスト形成後に加熱されてなることを特徴とする配線板、
（２）  前記二層構造体の絶縁層が、半硬化の熱硬化性樹脂から成るものである第（１）項記載の配線板、
（３）  前記二層構造体の絶縁層が、熱可塑性樹脂から成りものであり、前記絶縁層を加熱する工程において、加熱が、該熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上で行われる第（１）項または第（２）項に記載の配線板、
（４）  導体ポストが、銅からなる第（１）項〜第（３）項のいずれかに記載の配線板、
（５）  半田層が、電解めっきにより形成される第（１）項〜第（４）項のいずれかに記載の配線板、
（６）  第（１）項〜第（５）項のいずれかに記載の配線板と、前記配線板の半田層に相対する位置に被接合部を有する被接続層とを、接着剤層を介して熱圧着することにより、半田接合させてなる多層配線板であって、熱圧着が、少なくとも該半田層を溶融させた後、圧着して半田接合し、さらに該接着剤層を硬化させて行われることを特徴とする多層配線板、
（７）  接着剤層が、表面清浄化機能を有する第（６）項記載の多層配線板、
（８）  半田層が、溶融する際に、凸形状を形成する第（６）項または第（７）項に記載の多層配線板、
（９）  接着剤層が、加熱により溶融した半田層の高さよりも厚く形成される第（６）項〜第（８）項のいずれかに記載の多層配線板、
（１０）  半田層の溶融が、半田の融点温度以上の加熱により軟化した接着剤層中で行われる第（６）項〜第（９）項のいずれかに記載の多層配線板、
（１１）  接着剤層が、半田層の溶融と半田接合する温度において、５０Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する第（６）項〜第（１０）項のいずれかに記載の多層配線板、
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である配線板は、導電層と、絶縁層と、前記導電層上に前記絶縁層を貫通する層間接続用の導体ポストと、前記導体ポストの導電層と反対面上に露出した半田層とを有するものであり、その最大の特徴としては、次の２点が挙げられる。
（１）導体ポスト１０４と絶縁層１０２との密着力を向上させボイドの発生がなくなる。
（２）導体ポストを形成後に絶縁層１０２を加熱して、半田めっきを行うため、溶融可能な半田層の厚みを確保することができ、半田接合が安定し、良好な層間接続が得られる。
【００１０】
以下、本発明の配線板および多層配線板について、図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施形態である配線板の製造方法の一例を説明するための工程図であり、図１（ｅ）は得られる配線板の構造を示す断面図である。
【００１１】
まず、導電層１０１と絶縁層１０２からなる二層構造体を用意し、絶縁層１０２の導体ポストを形成する位置に、前記導電層１０１が露出するようにビアホール１０３を形成する（図１（ａ））。
二構造体は、導電層１０１上に樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布することにより得ることができ、また、予め、絶縁層となる樹脂シートなどを用意しておいて、導電層に積層しても良い。ビアホール１０３の形成方法としては、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等による方法が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、エキシマレーザー等を使用することができる。絶縁層１０２が、ガラスクロス等の補強繊維を含まない場合には、より微細なビアホール１０３を形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。また、絶縁層１０２を感光性樹脂とした場合には、絶縁層１０２を選択的に感光し、現像することでビアホール１０３を形成することもできる。
導電層の材質としては、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。
絶縁層を形成する樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂を用いる場合、前記二層構造体において、半硬化状態で用いることにより、絶縁層と導体ポストとの密着性が向上するため好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリキノリン、ポリノルボルネン、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール等の樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ、フェノール、ビスマレイミド、ビスマレイミド・トリアジン、トリアゾール、シアネート、イソシアネート、ベンゾシクロブテン等の樹脂が挙げられる。これらの樹脂は単独で使用してもよく、複数を混合して使用しても良い。さらに、シリカフィラー等の無機フィラー、レベリング剤、カップリング剤、消泡剤、硬化触媒等を添加しても良い。
【００１２】
次に、導電層１０１を電解めっき用リード（給電層）として、電解めっきにより導体ポスト１０４をビアホール１０３内に形成する（図１（ｂ））。
電解めっきにより、導体ポスト１０４を形成すれば、導体ポスト１０４の先端の形状を自由に制御することができ、導体ポストは、絶縁層１０２の表面層と同じか、または、表面層より突起していることが望ましい。表面層より導体ポスト１０４を突出させることで、導体ポスト１０４を多層配線板に製造する際の層間接続部に用いることができる。
導体ポスト１０４の材質としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０４が得られるため好ましい。
【００１３】
続いて、加熱して絶縁層１０２の硬化を促進させる（図１（ｃ））。この工程により、絶縁層１０２が軟化する際に、ビアホール１０３の壁面と導体ポスト１０４の側面を密着（接着）させることができる。そのため、導体ポスト１０４と絶縁層１０２の隙間をなくすことができる。
【００１４】
絶縁層が熱硬化性樹脂からなる場合、ビアホールおよび導体ポスト形成工程において、絶縁層を半硬化状態にしておく必要がある。ここでいう半硬化状態とは、熱硬化性樹脂を示査走査熱分析測定した際に、熱硬化樹脂の硬化に伴う発熱ピークが現れる状態のことを示している。すなわち、絶縁層の未硬化分を残しておくということである。示査走査熱分析測定においては、通常、１０℃／分の昇温速度で測定が行われる。ビアホールおよび導体ポストを形成した後の加熱温度は、前記半硬化状態の絶縁層の発熱ピークが現れる温度またはそれ以上の温度である必要がある。そのような温度で加熱することで、絶縁層の硬化が促進されると共に、導体ポストの側面と絶縁層（ビアホール）の壁面とを密着させることができる。
絶縁層が熱可塑性樹脂からなる場合、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上で加熱する。これにより絶縁層が軟化するため、導体ポストの側面と絶縁層（ビアホール）の壁面とを密着させることができる。
なお、絶縁層を加熱する工程においては、絶縁層の酸化防止のため、不活性ガス雰囲気中あるいは減圧雰囲気中で行うことが好ましい。
【００１５】
次に、導体ポスト１０４の先端表面に半田層１０５を形成する（図１（ｄ））。
半田層１０５の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、導電層１０１を電解めっき用リード（給電層）として電解めっきにより形成する方法、半田を含有するペーストを印刷する方法などの方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト１０４に対して精度良く位置合わせする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト１０４の先端表面以外に半田層１０５が形成されることがないため、導体ポスト１０４の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多種多様であり、また、薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。また、形成される半田層の厚みとしては、加熱して半田を溶融する際に、凸形状、より好ましくはドーム形状、雫状の形状を形成するに必要な量となる厚みで形成されていれば良い。
半田層１０５の材質としては、ＳｎやＩｎもしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｉｎ，Ａｕの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境にやさしいＰｂフリー半田である。
【００１６】
次に、導電層１０１を選択的にエッチングすることにより、導体回路１０６を形成して、配線板１１０を得る（図１（ｅ））。
【００１７】
続いて、本発明の実施形態である多層配線板について、図２を用いて、詳細に説明する。図２は多層配線板の製造方法の一例を説明するための工程図であり、図２（ｄ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【００１８】
まず、上記で得られた配線板１１０の絶縁層１０２の半田層形成側の表面に接着剤層２０１を形成する（図２（ａ））。
接着剤層２０１の形成は、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層する方法が挙げられる。
接着剤層２０１の機能としては、金属の表面清浄化機能と接着機能の２機能を有することが、より好ましい。前者は半田接合を実現するための機能であり、後者は接続層１１０と被接続層２１０とを接着するための機能である。接着剤層２０１形成時の厚みとしては、加熱により溶融した半田層の高さよりも厚く形成されることが好ましく、更に具体的には、半田層を溶融させ凸形状を形成させる際に、少なくとも凸形状頂点部と、相対する層間接続用ランド２０２（被接続層の被接合部）とが、非接触を保てる厚みであることが好ましい。半田層の厚みが、非接触を保てない場合、半田が溶融し凸形状を形成する最中に半田層が接着剤層をはさんで層間接続用ランド２０２に接触し、良好な半田接合が得られない恐れがある。
なお、図２（ａ）では、絶縁層１０２の表面に接続剤層２０１を形成する例を示したが、少なくとも半田層が，接着剤層と接触していれば良い。半田が接着剤層と接触していることで、半田溶融時に接着剤層中で溶融して、凸形状を形成することができる。また、被接続２１０の表面に接着剤層２０１を形成しても構わない。もちろん、絶縁層１０２と被接続層２１０の両表面に形成しても構わない。
【００１９】
次に、配線板１１０の半田層と被接続層２１０の層間接続用ランド２０２とを位置合わせする（図２（ａ））。位置合わせは、接続層１１０および被接続層２１０に、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用等を用いることができる。
【００２０】
次に、接着剤層２０１により、接続層１１０と被接続層２１０とを密着させる（図２（ｂ））。
密着させる方法としては、例えば、真空プレスまたは加圧式真空ラミネータを用いて、加熱・加圧することにより、接着剤層２０１を軟化させる方法が挙げられる。上記工程においては、少なくとも半田層と層間接続用ランドが空気に接触せず又は接着剤層と接触していると良く、また、半田層１０５と層間接続用ランド２０２とは非接触に保たれていると良い。
【００２１】
次いで、配線板１１０と被接続層２１０とを、半田層１０５を形成する半田の融点以上の温度に加熱し半田を溶融させた後、加圧して圧着する（図２（ｃ）〜（ｄ））。
加熱、加圧工程では、例えば、真空プレスを用いて、半田層１０５が、その半田の融点温度以上にまで加熱されたとき、接着剤層２０１に、好ましくは表面清浄化機能を有する接着剤を用いることにより、半田層１０５の表面の酸化膜が還元されて溶融し、溶融半田の表面張力により凸形状となる。この時、凸形状は、最安定なドーム状、滴状であることが、より好ましい。その後、加圧して凸形状を形成した半田層１０５の頂点部と層間接続用ランド２０２とを点接触させ、その接点から同心円状に半田が濡れ広がって半田接合させる。接着剤層２０１は、半田の融点以上の温度での加熱に伴って粘度が低下していくが、半田層は、軟化した接着剤層中で溶融することで、より凸形状を形成させると共に半田接合を容易にする。このときの粘度は５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。５０Ｐａ・ｓより高いと、半田層１０５の凸形状の形成、ならびに、層間接続用ランド２０２と接触、および、半田の濡れ広がりを阻害して、十分な半田接合が行われない恐れがある。更に加熱して接着剤層２０１を硬化させて、配線板１１０と被接続層２１０とを接着することができる。
【００２２】
通常、電解めっきまたは無電解めっきにより得られた半田層１０５は、半田を構成する各金属が結晶として析出しただけであり、半田として有効に機能させるためには、半田層１０５にフラックスを塗布してリフローさせる方法がある。このように半田層１０５をリフローさせた後、接続層１１０と被接続層２１０とを熱圧着することが好ましいが、リフローおよびフラックス洗浄の工程が増えるだけでなく、フラックスの洗浄不良（フラックス残渣）の心配があり、この方法を採用するのは得策ではない。本発明において接着剤層２０１に、前記表面清浄化機能を有する接着剤を用いることにより、半田層１０５の半田は加熱工程により溶融することができ、また、洗浄工程を必要としない。
【００２３】
なお、圧着の際に、半田層１０５の半田が溶融する前に加圧した場合には、半田層１０５が層間接続用ランド２０２と接触して変形し、先端が平坦になるとともに、半田層１０５と層間接続用ランド２０２との間に、接着剤層２０１が薄く介在する状態となる。接着剤層２０１は、半田層１０５の半田の溶融に必要な表面清浄化機能を有することで、半田層１０５の半田は加熱工程により、十分に溶融することができる。しかしながら、半田層１０５と層間接続用ランド２０２との間に薄く介在する接着剤層２０１では、接着剤層２０１の絶対量が少ないため、表面清浄化機能を十分に発揮できない。その結果、先端が平坦になった部分の半田は溶融することができず、その半田と層間接続用ランド２０２との良好な半田接合が実現されない。それに対して、平坦になってない部分の半田（半田層１０５の周辺部分）は、その周りに接着剤層２０１が十分に存在しているため、表面清浄化機能が十分に働き、半田が溶融するとともに、その半田と層間接続用ランド１０７との良好な半田接合が実現される。つまり、先端が平坦になった部分の半田と層間接続用ランド２０２と間には接着剤２０１が介在した状態となり、また、平坦になっていない部分の半田は、層間接続用ランド２０２と半田接合した状態となってしまい、半田層１０５と層間接続用ランド２０２とが良好に半田接合しているとは言えない。
【００２４】
以上の工程により、層間接続用ランド２０２と導体ポスト１０４とを半田層１０５にて半田接合し、各層間を接着剤層２０１にて接着した多層配線板２２０を得ることができる。なお、図２では、被接続層２１０に対して接続層１１０を１層のみ積層した例を示したが、図２（ｄ）で得られた多層配線板２２０の上に、さらにもう１層または２層以上積層して、より層数の多い多層配線板を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、多層配線板において絶縁層１０２と導体ポスト１０４との密着性を向上させることができ、従来の多層配線板の製造工程で発生していたボイドの発生を防止することができる。また、ボイドの発生を防止することで多層配線板の層間における良好な電気的接続が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の配線板の製造方法の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の多層配線板の製造方法の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１      導電層
１０２      絶縁層
１０３      ビアホール
１０４      導体ポスト
１０５      半田層
１０６      導体回路
１１０      配線板
２０１      接着剤層
２０２      層間接続用ランド
２１０      被接続層
２２０      多層配線板
【図１】
2004186433.tif 000003
【図２】
2004186433.tif 000004