(57)【要約】【課題】層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさの突起部を高い自由度をもって、しかも大幅なコスト高を招く形成し、導電性ペーストを用いた多層配線基板において多層接続の電気回路の電気抵抗が多層接続電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れた多層配線基板を得ること。【解決手段】導電層１２が他層のバイアホール１４に充填された導電性ペースト１５と接触するランド部１６に印刷法によって形成された突起部１７を設け、基材が多層化のために貼り合わせられると、突起部１７が他層の対応するバイアホール１４の導電性ペースト１５にめり込むようにする。【選択図】      図４
2004241646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材に形成されたバイアホールに層間導通を得るための導電性ペーストを充填された多層配線基板用基材であって、
前記導電層が他の基材の前記バイアホールに充填された前記導電性ペーストと接触するランド部に印刷法によって肉盛りされた導電性材料による突起部が形成されている多層配線基板用基材。
【請求項２】
前記突起部は、はんだペースト、導電性ペースト等の印刷可能な導電性材料により構成されている請求項１記載の多層配線基板用基材。
【請求項３】
前記突起部の平面形状が前記バイアホールの平面形状と相似形であり、当該突起部の外径がバイアホール内径に等しいかあるいはバイアホール内径より小さい請求項１または２記載の多層配線基板用基材。
【請求項４】
前記突起部は、円柱状、円錐状、切頭円錐状、円環突条状の何れかの突起形状をなしている請求項１〜３の何れか１項記載の多層配線基板用基材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合され、前記突起部が他の基材の対応するバイアホールの導電性ペーストにめり込んでいる多層配線基板。
【請求項６】
絶縁性基材の一方の面に設けられた導電層をエッチングして配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、
前記導電層が他層のバイアホールに充填された導電性ペーストと接触するランド部に印刷法によって導電性材料による突起部を形成する突起部形成工程と、
を含む多層配線基板用基材の製造方法。
【請求項７】
前記突起部形成工程は、はんだペースト、導電性ペースト等の印刷可能な導電性材料を印刷法によって前記ランド部に肉盛りする工程である請求項６記載の多層配線基板用基材の製造方法。
【請求項８】
前記突起部形成工程は、前記突起部の平面形状が前記バイアホールの平面形状と相似形であり、当該突起部の外径がバイアホール内径に等しいかあるいはバイアホール内径より小さい突起部を形成する工程である請求項６または７記載の多層配線基板用基材の製造方法。
【請求項９】
前記突起部形成工程は、円柱状、円錐状、切頭円錐状、円環突条状の何れかの突起形状の突起部を形成する工程である請求項６〜８の何れか１項記載の多層配線基板用基材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層配線基板（多層プリント配線板）、多層配線基板用基材およびその製造方法に関し、特に、ベアチップ等の高密度実装が可能な多層配線基板、多層配線基板用基材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の軽薄短小化、半導体チップや部品の小型化および端子の狭ピッチ化に連動して、プリント基板（配線基板）にも実装面積の縮小や配線の精細化が進んでいる。同時に、情報関連機器では、信号周波数の広帯域化に対応して部品間を連結する配線の短距離化が求められており、高密度、高性能を達成するためのプリント基板の多層化は必要不可欠の技術となっている。そして、多層配線基板では、従来の平面回路にはなかった層間を電気的に接続する回路形成がキーテクノロジーとなっている。
【０００３】
多層配線基板における層間接続の手段として、絶縁基材にあけられた貫通孔の内壁面に沿ってめっきを施し、めっき層によって基板表裏の導通を得るものが、よく知られている。
【０００４】
めっきを用いた配線の導通接続は、微細な回路を低抵抗で導通接続できる利点を持つが、工程が複雑で、工数も多いため、コストが高くなり、多層配線基板の用途を制限する要因となっている。
【０００５】
近年、めっきに代わる安価な層間接続方法として、導電性ペーストを用いた多層配線基板が実用化され（たとえば、特許文献１、２参照）、多層配線基板の用途が急速に拡大し始めている。
【０００６】
導電性ペーストを用いた多層配線基板では、スクリーン印刷法によって導電性ペーストを基板に形成されたバイアホールに作業性よく高速度で充填でき、めっきによるものに比して生産性が著しく高い。
【０００７】
また、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を有する銅箔付きフィルムを出発材として、基材表面（導電層とは反対側の表面）ＰＥＴ等によるカバーレイ（マスクフィルム）を形成してバイアホールを穿設し、カバーレイ側からスクリーン印刷法等によって導電性ペーストの充填を行い、導電性ペーストの仮硬化後に、カバーレイを除去することにより、カバーレイの厚さに相当する導電性ペーストによる突起部を形成した多層配線基板がある（たとえば、特許文献３、４参照）。
【０００８】
この多層配線基板基材では、多層化工程時のプレス圧によって導電性ペーストを導通相手の配線パターンに押付けたり、突き刺したりすることにより、バイアホールの導電性ペーストと配線パターンとの導通接触をよくし、導電性ペーストと配線パターンとの接触抵抗を下げることが行われる。
【０００９】
また、導電層が他の基材の前記バイアホールに充填された前記導電性ペーストと接触する部位にハーフエッチングやめっき法によって接続突起を設け、層間の電気的接続を確実なものする多層配線基板がある（たとえば、特許文献５）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−３０２９５７号公報
【特許文献２】
特開平９−８２８３５号公報
【特許文献３】
特開平７−１４７４６４号公報
【特許文献４】
特開２００２−３５３６２１号公報
【特許文献５】
特開２０００−２９４９３１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
配線パターンが隣接層の導電性ペースト（ビア）に対応する部位にハーフエッチングやめっき法によって接続突起を設けるものでは、接続突起を構成する導電性材料が、銅、銀などハーフエッチングあるいはめっき可能な金属に限られる。
【００１２】
また、ハーフエッチングによる接続突起の形成では、接続突起の形状、大きさの自由度が低く、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさの接続突起を形成することができないことがある。
【００１３】
めっきによる接続突起の形成では、接続突起の形状、大きさの自由度は、ハーフエッチングによる場合より改善されるが、追加のめっき工程が必要になり、大幅なコスト高になる。
【００１４】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさの突起部を高い自由度をもって、しかも大幅なコスト高を招く形成し、導電性ペーストを用いた多層配線基板において多層接続の電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れ、高い電気的信頼性を得ることができる多層配線基板用基材およびその多層配線基板用基材を用いた多層配線基板、および多層配線基板用基材の製造方法を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材は、絶縁性基材の一方の面に配線パターンをなす導電層を設けられ、前記絶縁性基材に形成されたバイアホールに層間導通を得るための導電性ペーストを充填された多層配線基板用基材であって、前記導電層が他の基材の前記バイアホールに充填された前記導電性ペーストと接触するランド部に印刷法によって肉盛りされた導電性材料による突起部が形成されている。
【００１６】
この発明による多層配線基板用基材によれば、この基材が多層化のために貼り合わせられると、ランド部に形成された突起部が他の基材（隣接層）の対応するバイアホールの導電性ペーストにめり込む。これにより、積層後の多層配線基板用基材の層間導通接続部の電気的信頼性が向上する。また、積層プレスによって導電性ペーストに突起部がめり込り、導電性ペーストにめり込んだ突起部によって導電性ペーストが圧縮され、バイアホール部の電気抵抗が下がる。
【００１７】
ランド部の突起部は、印刷法によって肉盛りされたものであるので、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさのものに高い自由度をもって設定でき、しかもめっきによる場合に比して大幅なコスト高を招くことがない。
【００１８】
ランド部の突起部は、はんだペースト、導電性ペースト等の印刷可能な市販の安価な導電性材料により構成することができる。
【００１９】
ランド部の突起部は、平面形状が前記バイアホールの平面形状と相似形であり、外径がバイアホール内径に等しいかあるいはバイアホール内径より小さく、円柱状、円錐状、切頭円錐状、円環突条状の何れかの突起形状をなしており、これらは、各種条件に応じて最適なものが選ばればよい。
【００２０】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板は、上述の発明による多層配線基板用基材を複数枚、重ねて接合され、前記突起部が他層の対応するバイアホールの導電性ペーストにめり込んでいる。
【００２１】
この発明による多層配線基板によれば、突起部が他層の対応するバイアホールの導電性ペーストにめり込んでいることにより、層間導通接続部の電気的信頼性が向上し、また、導電性ペーストにめり込んだ突起部によって導電性ペーストが圧縮され、バイアホール部の電気抵抗が下がる。
【００２２】
また、上述の目的を達成するために、この発明による多層配線基板用基材の製造方法は、絶縁性基材の一方の面に設けられた導電層をエッチングして配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、前記導電層が他層のバイアホールに充填された導電性ペーストと接触するランド部に印刷法によって導電性材料による突起部を形成する突起部形成工程とを含む。
【００２３】
この発明による多層配線基板用基材の製造方法によれば、ランド部の突起部を印刷法で形成するから、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさの突起部を、高い自由度をもって形成でき、しかもめっきによる場合に比して大幅なコスト高を招くことがない。
【００２４】
この発明による多層配線基板用基材の製造方法における前記突起部形成工程は、はんだペースト、導電性ペースト等の印刷可能な導電性材料を印刷法によって前記ランド部に肉盛りする工程である。
【００２５】
また、この発明による多層配線基板用基材の製造方法における前記突起部形成工程は、前記突起部の平面形状が前記バイアホールの平面形状と相似形であり、当該突起部の外径がバイアホール内径に等しいかあるいはバイアホール内径より小さい突起部を形成する工程である。
【００２６】
また、この発明による多層配線基板用基材の製造方法における前記突起部形成工程は、円柱状、円錐状、切頭円錐状、円環突条状の何れかの突起形状の突起部を形成する工程である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１〜図３はこの発明による一実施形態に係わる多層配線基板用基材の基本構成を示している。
【００２８】
図１は中間層用の多層配線基板用基材１０Ａを、図２は最下層用の多層配線基板用基材１０Ｂを各々示しており、図３はそれらの平面形状を示している。
【００２９】
多層配線基板用基材１０Ａ、１０Ｂは、ともに、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１１の一方の面に銅箔等による配線パターン部（導電層）１２を形成されている。
【００３０】
多層配線基板用基材１０Ａは、絶縁樹脂層１１の他方の面に層間接着のための接着層１３を設けられ、接着層１３と絶縁樹脂層１１とを貫通するバイアホール１４を穿設されている。バイアホール１４には導電性ペースト１５が充填されている。
【００３１】
ＦＰＣでは、絶縁樹脂層１１は、全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ）等によるポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等の可撓性を有する樹脂フィルムで構成されている。絶縁樹脂層１１と配線パターン部１２と接着層１３との３層構造は、汎用の片面銅箔付きポリイミド基材の銅箔とは反対側の面に、接着層１３としてポリイミド系接着材を貼付したもので構成できる。
【００３２】
ポリイミド系接着材による接着層１３は、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムの貼り付けにより形成することができる。
【００３３】
導電性ペースト１５は、銀、銅等の導電機能を有する金属粉末を樹脂バインダに混入したものを、溶剤を含む粘性媒体に混ぜてペースト状にした導電性ペーストである。導電性ペースト１５は、接着層１３の側よりスクリーン印刷法で用いられるスクイジング等によってバイアホール１４の全てに穴埋め充填される。
【００３４】
バイアホール１４に充填された導電性ペースト１５と自層の配線パターン部１２との導通接触は、専ら配線パターン部１２の裏面１２Ａで行われる。
【００３５】
配線パターン部１２が隣接層（積層相手の基材）のバイアホール１４に充填された導電性ペースト１５と接触するランド部１６には突起部１７が印刷法によって肉盛り形成されている。突起部１７は、樹脂ペースト、はんだペースト等、印刷可能な導電性材料により構成されている。
【００３６】
突起部１７は、平面形状がバイアホール１４の平面形状（多くの場合、円形）と相似形であり、円柱状の突起形状をなしており、配線パターン部１２を構成する銅箔と同一材料により構成されている。突起部１７の外径Ｄｂはバイアホール１４の内径Ｄａより少し小さい（Ｄａ＞Ｄｂ）。
【００３７】
図４は多層配線基板用基材１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを重ねて接合した３層構造の多層配線基板を示している。この多層配線基板では、多層化の積層プレスによって、ランド部１６の突起部１７が隣り合う他層の対応するバイアホール１４の導電性ペースト１５にめり込んでいる。
【００３８】
この多層配線基板では、突起部１７が隣り合う他層の対応するバイアホール１４の導電性ペースト１５にめり込んでいることにより、配線パターン部１２とバイアホール１４の導電性ペースト１５との導通接続が確実になり、層間導通接続部の電気的信頼性が向上する。また、導電性ペースト１５にめり込んだ突起部１７によって導電性ペースト１５が圧縮され、バイアホール部の電気抵抗が下がる。
【００３９】
なお、最上位層の多層配線基板用基材１０Ｃのランド部１６には、突起部１７を設ける必要はない。
【００４０】
つぎに、図１に示されているタイプの多層配線基板用基材の製造方法の実施形態１を図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００４１】
図５（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム２１の片面に導電層をなす銅箔２２を設けられた片面銅張基板（ＣＣＬ：Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｌａｄ  Ｌａｍｉｎａｔｅ）２０を準備し、これのポリイミドフィルム表面側に、熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムによる接着層２３を貼り合わせた積層フィルムを出発材料とする。
【００４２】
銅箔２２の表面にレジストフィルムを熱圧着し、パターンを露光・現像してレジストマスク２４を形成する。そして、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図５（ｂ）に示されているように、ランド部２５を含む銅回路部２６を形成する。
【００４３】
つぎに、レジストマスク２４を除去し、図５（ｃ）に示されているように、銅回路部２６、ポリイミドフィルム２１上に、突起部形成用のパターンを形成されているメタルマスクやスクリーンマスク３２を位置合わせ配置し、その上から、スキージプレート１００を用いてペースト状の導電性ペースト３３をマスク３２の開口３２ａに穴埋め充填する。
【００４４】
ここで用いる導電性ペースト３３は、銀、銅等の導電機能を有する金属粉末を樹脂バインダに混入したものを、溶剤を含む粘性媒体に混ぜてペースト状にした導電性ペーストであり、バイアホールに充填されるものと同等のものでよい。
【００４５】
図５（ｄ）に示されているように、導電性ペースト３３の穴埋め充填が完了すれば、マスク３２を外し、導電性ペースト３３の加熱硬化を行う。これにより、図５（ｅ）に示されているように、導電性ペースト３３による突起部３４が形成される。
【００４６】
この後に、バイアホールの穿孔工程、バイアホールに対する樹脂ペーストの充填工程が行われる。これらの工程は、従来と同様に行われればよい。
【００４７】
導電性ペースト３３による突起部３４の形状、大きさは、マスク３２の開口３２ａの形状、大きさ、マスク３２の厚さ等により決まるから、これらの設定によって突起部３４を、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさものに、高い自由度をもって形成できる。しかも、突起部３４の形成がスキージプレート１００を用いた印刷法によるから、めっきによる場合に比して大幅なコスト高を招くことがない。
【００４８】
つぎに、図１に示されているタイプの多層配線基板用基材の製造方法の実施形態４を図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００４９】
図６（ａ）に示されているように、絶縁樹脂層をなすポリイミドフィルム２１の片面に導電層をなす銅箔２２を設けられた片面銅張基板（ＣＣＬ）２０を準備し、これのポリイミドフィルム表面側に、熱可塑性ポリイミドあるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したフィルムによる接着層２３を貼り合わせた積層フィルムを出発材料とする。
【００５０】
銅箔２２の表面にレジストフィルムを熱圧着し、パターンを露光・現像してレジストマスク２４を形成する。そして、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液を用いて銅のケミカルエッチングを行い、図６（ｂ）に示されているように、ランド部２５を含む銅回路部２６を形成する。
【００５１】
つぎに、レジストマスク２４を除去し、図６（ｃ）に示されているように、銅回路部２６、ポリイミドフィルム２１上に、突起部形成用のパターンを形成されているメタルマスクやスクリーンマスク３２を位置合わせ配置し、その上から、印刷法によってはんだペースト３５をマスク３２の開口３２ａに穴埋め充填する。
【００５２】
ここで用いるはんだペースト３５としては、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ａｕ−Ｓｉ系、Ｉｎ系などが挙げられる。
【００５３】
はんだペースト３５の穴埋め充填が完了すれば、マスク３２を外し、リフロー処理を行う。これにより、図６（ｄ）に示されているように、はんだペースト３５による突起部３６が形成される。
【００５４】
はんだペースト３５による突起部３６の形状、大きさは、マスク３２の開口３２ａの形状、大きさ、マスク３２の厚さ等により決まるから、これらの設定によって突起部３６を、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさものに、高い自由度をもって形成できる。しかも、突起部３６の形成が印刷法によるから、めっきによる場合に比して大幅なコスト高を招くことがない。
【００５５】
突起部の突起形状は円柱状以外の形状でよく、突起部は、図７に示されている円錐状突起部４１や、図８に示されている切頭円錐状突起部４２であってもよく、これらは、各種条件に応じて最適なものが選ばればよい。
【００５６】
バイアホール１４に導電性ペースト１５を充填する際に、バイアホール１４内の空気抜きが良好に行われるよう、図９に示されているように、配線パターン部（導電層）１２に空気抜き用の小孔１４Ａが設けられるものでも、同様に、印刷法によって形成された導電性ペースト、はんだペーストによる突起部４３を形成することができる。
【００５７】
また、ランド部１６に設けられる突起部の個数は、１個に限られることはなく、図１０、図１１に示されているように、比較的小さい突起部４５が複数個配置されてもよい。この場合、複数個の突起部４５の最大分布径は、バイアホール１４の内径以下とされ、複数個の突起部４５の全てが積層相手の基材のバイアホール１４に充填された導電性ペースト１５内に入り込むようにする。
【００５８】
また、図１２に示されているように、絶縁性基材をなす絶縁樹脂層１８を、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）あるいは熱可塑性ポリイミドに熱硬化機能を付与したものなど、絶縁樹脂層自体が層間接着のための接着性を有するもので構成することもできる。この場合には、絶縁樹脂層１８の一方の面に配線パターン部１２をなす銅箔等による導電層を設け、他方の面の接着層を省略できる。
【００５９】
また、図１３に示されているように、突起部４６の外径寸法をバイアホール１４の内径寸法と同一に設定することもできる。この場合には、突起部４６がバイアホール１４に丁度、嵌り込み、アライメント効果を期待できる。また、この場合、突起部がバイアホール１４に嵌り易いよう、図１４、図１５に示されているように、円環状突条突起部４７とすることもできる。円環状突条突起部４７では、図１６に示すように、中央部に空気抜き用の小孔４８を穿設することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による多層配線基板基材によれば、ランド部上に印刷法によって導電性材料による突起部が形成されているから、層間の電気的接続を改善するのに適した形状、大きさの突起部を高い自由度をもって、しかも大幅なコスト高を招く形成し、導電性ペーストを用いた多層配線基板において多層接続の電気回路の電気抵抗が低く、電気的特性に優れ、高い電気的信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図２】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図３】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の要部の平面図である。
【図４】この発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の実施形態１を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はこの発明の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材の製造方法の実施形態２を示す工程図である。
【図７】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図８】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図９】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図１０】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図１１】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す要部の斜視図である。
【図１２】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す断面図である。
【図１３】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材および多層配線基板を示す断面図である。
【図１４】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材および多層配線基板を示す断面図である。
【図１５】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材を示す要部の斜視図である。
【図１６】この発明の他の一つの実施形態に係わる多層配線基板用基材および多層配線基板を示す断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  多層配線基板用基材
１１  絶縁樹脂層
１２  配線パターン部
１３  接着層
１４  バイアホール
１５  導電性ペースト
１６  ランド部
１７  突起部
１８  絶縁樹脂層
２１  ポリイミドフィルム
２２  銅箔
２３  接着層
２５  ランド部
２６  銅回路部
２８、３１、３４、３６  突起部
４１  円錐状突起部
４２  頭円錐状突起部
４５、４６  突起部
４７  円環状突条突起部
４８  小孔
【図１】
2004241646.tif 000003
【図２】
2004241646.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004241646.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004241646.tif 000012
【図１１】
2004241646.tif 000013
【図１２】
2004241646.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004241646.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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