(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂フィルムを介して積層される導体パターンとビアに充填された導電性ペーストとの接続信頼性を向上させる。【解決手段】熱可塑性樹脂フィルム４を厚み方向に貫通するビア５に熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペースト６が充填された層間接続基材１と、層間接続基材１の両面に導体パターン８が形成された両面配線基材２と、層間接続基材１の片面に導体パターン８が形成された片面配線基材３との中から選ばれる積層基材を、導体パターン８が熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層されるように複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤により接着することで積層一体化すると共に、熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層された導体パターン８の各層の間をビア５に充填された導電性ペースト６によって層間接続する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルムを厚み方向に貫通する孔部に熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストが充填された層間接続基材と、上記層間接続基材の片面に上記導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンが形成された片面配線基材と、上記層間接続基材の両面に上記導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンが形成された両面配線基材との中から選ばれる積層基材が、上記絶縁体フィルムを介して上記導体パターンが積層されるように複数積み重ねられた状態で熱融着される或いは接着剤により接着されることで積層一体化されると共に、上記絶縁体フィルムを介して積層された上記導体パターンの各層の間が上記孔部に充填された上記導電性ペーストによって層間接続されてなる多層プリント配線基板。
【請求項２】
上記導電性ペーストは、上記絶縁体フィルムよりもガラス転移点が低く、上記絶縁体フィルムよりも融着時の温度における弾性率が低いことを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項３】
上記積層基材が複数積み重ねられた状態で圧縮されることで、上記導電性ペースト中の上記導電物質が緻密化されていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項４】
上記導電性ペースト中における上記導電物質の密度が上記導体パターンに近づくにつれて高くなっていることを特徴とする請求項３記載の多層プリント配線基板。
【請求項５】
上記導体パターンは、上記積層基材が複数積み重ねられた状態で圧縮されることで、上記孔部に充填された上記導電性ペーストに一部が埋め込まれた状態となっていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項６】
上記導体パターンは、上記孔部に充填された上記導電性ペーストに一部が埋め込まれた状態となることで、上記導電性ペーストと直接接続されたランドレス構造を有することを特徴とする請求項５記載の多層プリント配線基板。
【請求項７】
上記導体パターンは、上記孔部に充填された上記導電性ペーストに一部が埋め込まれた状態となることで、その側面部が上記導電性ペーストに融着されていることを特徴とする請求項５記載の多層プリント配線基板。
【請求項８】
上記導体パターンは、その厚み方向の断面において、上記導電性ペーストに埋め込まれる側の幅が、それとは反対側の幅よりも狭くなる形状を有していることを特徴とする請求項５記載の多層プリント配線基板。
【請求項９】
上記導体パターンは、上記絶縁体フィルムの片面又は両面に上記導電性ペーストによってパターン形成されていることを特徴とする請求項１記載の多層プリント配線基板。
【請求項１０】
上記導体パターンは、上記孔部に充填された上記導電性ペーストと一体に形成されていることを特徴とする請求項９記載の多層プリント配線基板。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルムを厚み方向に貫通する孔部を形成し、この孔部に熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストを充填することによって作製される層間接続基材と、上記層間接続基材の片面に上記導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンを形成することによって作製される片面配線基材と、上記層間接続基材の両面に上記導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンを形成することによって作製される両面配線基材との中から選ばれる積層基材を、上記導体パターンが上記絶縁体フィルムを介して積層されるように複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで積層一体化すると共に、上記絶縁体フィルムを介して積層された上記導体パターンの各層の間を上記孔部に充填された上記導電性ペーストによって層間接続する多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１２】
上記導電性ペーストは、上記絶縁体フィルムよりもガラス転移点が低く、上記絶縁体フィルムよりも融着時の温度における弾性率が低いことを特徴とする請求項１１記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１３】
上記積層基材を複数積み重ねた状態で圧縮することで、上記導電性ペースト中の上記導電物質を緻密化することを特徴とする請求項１１記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１４】
上記積層基材を複数積み重ねた状態で圧縮することで、上記孔部に充填された上記導電性ペーストに上記導体パターンの一部を埋め込んだ状態とすることを特徴とする請求項１１記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１５】
上記孔部に充填された上記導電性ペーストに上記導体パターンの一部を埋め込んだ状態とすることで、上記導体パターンと上記導電性ペーストとを直接接続するランドレス構造による層間接続を行うことを特徴とする請求項１４記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１６】
上記孔部に充填された上記導電性ペーストに上記導体パターンの一部を埋め込んだ状態とすることで、上記導体パターンの側面部を上記導電性ペーストに融着することを特徴とする請求項１４記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１７】
上記導体パターンを上記絶縁体フィルムの片面又は両面に形成する際に、その厚み方向の断面において、上記導電性ペーストに埋め込まれる側の幅が、それとは反対側の幅よりも狭くなる形状とすることを特徴とする請求項１４記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１８】
上記絶縁体フィルムの片面又は両面に上記導電性ペーストを用いて上記導体パターンをパターン形成することを特徴とする請求項１１記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項１９】
上記導体パターンを上記孔部に充填された上記導電性ペーストと一体に形成することを特徴とする請求項１８記載の多層プリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストによる層間接続がなされた多層プリント配線基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器では、小型軽量化の要求に応えるため、その電子回路を構成する半導体素子やチップ部品等の電子部品を小型化し、プリント配線基板上に高密度実装することが行われている。また、プリント配線基板では、実装される半導体素子の高集積化による配線数の増加に伴って、導体パターンを微細化し、その間隔（ピッチ）を狭くすると共に、多層化することで配線密度を飛躍的に高めた多層プリント配線基板が使用されるようになっている。
【０００３】
この多層プリント配線基板は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ樹脂を絶縁体層とする層間接続基材（プリプレグ）と、この層間接続基材の片面又は両面に熱融着された金属箔をエッチングすることで所定の導体パターンが形成された片面又は両面配線基材（金属張積層板）とを複数積み重ねた状態で熱融着により積層一体化した構造を有している。また、この多層プリント配線基板は、絶縁体層を介して積層される導体パターンの各層の間を電気的に接続するために、ドリルによる孔開け加工によって厚み方向にスルーホールと呼ばれる貫通孔を形成し、この貫通孔に形成されためっきによって層間接続を行う、いわゆるめっきスルーホール構造を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６０１１２８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２００９７６号公報
【特許文献３】
特許第３２５１７１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した多層プリント配線基板では、配線の高密度化や多層化に伴ってスルーホールの小径化が進み、ドリルによる孔開け加工が非常に困難となってきている。このため、多層プリント配線基板では、従来のめっきスルーホール構造に代わって、絶縁体層を厚み方向に貫通するビア（ホール）と呼ばれる孔部をレーザー加工等によって微細に形成し、この孔部に充填された導電性ペーストによって導体パターンの各層の間を層間接続する、いわゆるＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）構造が採用されるようになっている。また、このようなＩＶＨ構造を有する多層プリント配線基板を作製する際は、例えばベースとなる両面配線基板（金属張積層板）上に、絶縁体層を厚み方向に貫通するビアに導電性ペーストが充填された片面配線基材（樹脂付金属箔）を一層ずつ積み上げていく、いわゆるビルドアップ法が用いられている。
【０００６】
例えば、このようなビルドアップ法を用いて、導電性ペーストによる層間接続がなされた多層プリント配線基板としては、絶縁体層を介して積層される導体パターンの全層を導電性ペーストによって層間接続しながらビルドアップ形成していく、いわゆるＡＬＩＶＨ（Ａｎｙ  Ｌａｙｅｒ  Ｉｎｎｅｒ  Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）構造を有する多層プリント配線基板がある（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００７】
このＡＬＩＶＨ構造を有する多層プリント配線基板では、例えばアラミド不織布と熱硬化性樹脂との複合材からなる多孔質基材に、レーザー加工によって厚み方向に貫通するビアを形成し、このビアに導電性ペーストを充填した後、導体パターンとなる金属箔を重ねて加熱加圧することで、導電性ペーストによる導体パターンの層間接続がなされている。また、この多層プリント配線基板では、熱硬化性の導電性ペースト中に含まれるバインダ成分の一部が多孔質基材の空孔に浸透することで、この導電性ペースト中における導電物質の密度を高めることができる。それと同時に、硬化前の導電性ペーストに含まれる希釈溶剤や樹脂の低分子量成分も多孔質基材に吸収されることになる。これにより、加熱加圧後に硬化された導電性ペーストにボイド（気泡による空洞）が発生するのを防ぐことができ、導電性ペーストと導体パターンとの接続信頼性が確保されている。
【０００８】
しかしながら、このＡＬＩＶＨ構造を有する多層プリント配線基板では、配線の狭ピッチ化によって隣接するビア間の間隔が狭くなると、上述した多孔質基材の吸湿によって隣接するビア間同士の電気絶縁性が低くなる虞がある。一方、隣接するビア間同士の電気絶縁性を向上させるため、上述した多孔質基材に代えて、吸湿性を持たない樹脂フィルムを用いることも考えられる。しかしながら、この場合、ビアに充填された導電性ペーストが硬化する前に加熱加圧を行うと、導電性ペーストに含まれる希釈溶剤や樹脂の低分子量成分が樹脂フィルムに吸収されずに揮発膨張する。このため、加熱加圧後に硬化された導電ペーストに上述したボイドが発生してしまい、導電性ペーストと導体パターンとの接続信頼性が低下してしまう虞がある。
【０００９】
なお、導電性ペースト中の希釈溶剤や樹脂の低分子量成分は、適度な粘度に調整するために必要不可欠であり、通常は印刷や調製後に、熱を加えて揮発させるのが一般的である。
【００１０】
そこで、このような問題を解決するために、加熱加圧前に導電性ペーストに含まれる希釈溶剤や樹脂の低分子量成分を揮発除去することが考えられる。しかしながら、この場合、加熱加圧前にビアに充填された導電性ペーストが硬化することによって、導電性ペーストと導体パターンとの十分な接着力を得ることが困難となってしまう。
【００１１】
一方、熱可塑性樹脂フィルムを貫通するビアに微細な金属粉を充填し、金属拡散によって導体パターンの各層の間を層間接続する多層プリント配線基板が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。しかしながら、この場合、金属粉同士を焼結させる必要があり、接続温度が高温になるため、耐熱性の高い熱可塑性樹脂フィルムしか使用できず、材料の選択の幅が狭くなってしまう。
【００１２】
また、上述したビルドアップ法を用いて、導電性ペーストによる層間接続がなされた多層プリント配線基板としては、導電性ペーストからなるバンプを絶縁体層に貫通させて導体パターンとの層間接続を行いながらビルドアップ形成していく、いわゆるＢ２ｉｔ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｂｕｍｐ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）構造を有する多層プリント基板がある（例えば、特許文献２を参照。）。
【００１３】
このＢ２ｉｔ構造を有する多層プリント配線基板では、例えば金属箔からなる支持基体シート上に、導電性ペーストからなる円錐状のバンプを形成し、熱可塑性樹脂フィルムを積層した後、１次加圧を行うことで、バンプの先端が熱可塑性樹脂フィルムを貫通した状態となり、この上に金属箔を積層して２次加圧を行うことで、導体パターンとなる金属箔の間をバンプによって層間接続している。
【００１４】
しかしながら、このＢ２ｉｔ構造を有する多層プリント配線基板では、バンプと導体パターンとの機械的な接触によって層間接続を行うことから、微細化によってバンプと導体パターンとの接続信頼性を確保することが困難となってしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、熱可塑性樹脂フィルムを介して積層される導体パターンの各層の間を導電性ペーストによって層間接続する際の接続信頼性を大幅に向上させた多層プリント配線基板を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、そのような多層プリント配線基板の製造プロセスを簡素化し、生産性を大幅に向上させた多層プリント配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る多層プリント配線基板は、熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルムを厚み方向に貫通する孔部に熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストが充填された層間接続基材と、層間接続基材の片面に導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンが形成された片面配線基材と、層間接続基材の両面に導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンが形成された両面配線基材との中から選ばれる積層基材が、絶縁体フィルムを介して導体パターンが積層されるように複数積み重ねられた状態で熱融着される或いは接着剤により接着されることで積層一体化されると共に、絶縁体フィルムを介して積層された導体パターンの各層の間が孔部に充填された導電性ペーストによって層間接続されてなることを特徴としている。
【００１８】
以上のように、本発明に係るプリント配線基板では、導電性ペーストのバインダに熱可塑性樹脂を用いていることから、積層一体化される際に加わる熱によって熱可塑性樹脂が可逆的に軟化することを利用して、絶縁体フィルムを貫通する孔部に充填された導電性ペーストと、絶縁体フィルムの片面又は両面に形成された導体パターンとの高い接続信頼性を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係るプリント配線基板の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルムに厚み方向に貫通する孔部を形成し、この孔部に熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストを充填することによって作製される層間接続基材と、層間接続基材の片面に導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンを形成することによって作製される片面配線基材と、層間接続基材の両面に導電性ペーストと電気的に接続される導体パターンを形成することによって作製される両面配線基材との中から選ばれる積層基材を、導体パターンが絶縁体フィルムを介して積層されるように複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで積層一体化すると共に、絶縁体フィルムを介して積層された導体パターンの各層の間を孔部に充填された導電性ペーストによって層間接続することを特徴としている。
【００２０】
以上のように、本発明に係るプリント配線基板の製造方法では、積層一体化した際に加わる熱によって熱可塑性樹脂が可逆的に軟化することから、熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルムを介して積層される導体パターンの各層の間を、熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストによって適切且つ容易に層間接続することができる。さらに、本手法では、層間接続基材と片面配線基材と両面配線基材との中から選ばれる積層基材を複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで、このような接続信頼性の高い多層プリント配線基板を一括積層して作製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した多層プリント配線基板及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
本発明を適用した多層プリント配線基板は、熱可塑性樹脂からなる絶縁体フィルム（以下、熱可塑性樹脂フィルムという。）を介して積層される導体パターンの各層の間が、熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペーストによって層間接続されてなるものである。すなわち、この多層プリント配線基板は、熱可塑性樹脂フィルムを厚み方向に貫通する孔部（以下、ビアという。）に充填された導電性ペーストによって、導体パターンの各層の間が電気的に接続されている。
【００２３】
この多層プリント配線基板を作製する際は、先ず、図１に示すように、層間接続基材１と、両面接続基材２と、片面接続基材３との中から選ばれる積層基材を作製する。
【００２４】
層間接続基材１は、いわゆるプリプレグであり、（ａ）熱可塑性樹脂フィルム４に、（ｂ）厚み方向に貫通するビア５をレーザー加工やドリルによる孔開け加工等によって微細に形成した後、（ｃ）このビア５に印刷法やディスペンス法等により熱可塑性樹脂からなるバインダと導電物質とを混合した導電性ペースト６を充填することによって作製される。
【００２５】
両面配線基材２は、いわゆる金属張積層板であり、（ｃ）の層間接続基材１の両面に、（ｄ）金属箔７を熱融着した後、（ｅ）この金属箔７を所定の形状にエッチングし、配線パターンやランド、回路パターン等の導体パターン８を形成することによって作製される。
【００２６】
片面配線基材３は、いわゆる樹脂付金属箔であり、（ａ）の熱可塑性樹脂フィルム４の片面に、（ｆ）金属箔７を熱融着し、（ｇ）この金属箔７が熱融着された面とは反対側の面から熱可塑性樹脂フィルム４を厚み方向に金属箔７に臨む位置まで貫通するビア５をレーザー加工やドリルによる孔開け加工等によって微細に形成し、（ｈ）このビア５に印刷法やディスペンス法等により導電性ペースト６を充填した後、（ｉ）金属箔７を所定の形状にエッチングし、配線パターンやランド、回路パターン等の導体パターン８を形成することによって作製される。また、この片面配線基材３は、（ｃ）の層間接続基材１の片面に、（ｈ）金属箔７を熱融着した後、（ｉ）この金属箔７を所定の形状にエッチングし、配線パターンやランド、回路パターン等の導体パターン８を形成することによって作製することもできる。
【００２７】
熱可塑性樹脂フィルム４には、例えば液晶ポリマーや、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン樹脂（ＰＥＳ）等の熱可塑性樹脂をフィルム状に形成したものを用いることができる。また、本手法では、この熱可塑性樹脂フィルム４にビア５を形成した後に、導電性ペースト６の充填性を良くするため、必要に応じてデスミア処理を行ってよい。
【００２８】
導電性ペースト６には、バインダとして、例えばポリエステルや、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール等の熱可塑性樹脂を用いることができ、導電物質として、例えば銅や、金、銀、ニッケル、はんだ等の導電性フィラー、これの合金又は混合物等からなる微粉末を用いることができる。また、この導電性ペースト６には、印刷性向上のため、希釈溶剤や樹脂の低分子量成分等を添加してもよく、これにより、導電性ペーストを適度な粘度に調整することができる。
【００２９】
導体パターン８には、金属箔７として、例えば銅箔等を用いることができる。また、本手法では、上述した熱可塑性樹脂フィルム４に熱融着された金属箔７に限らず、このような金属箔７を無電解めっきによって熱可塑性樹脂フィルム４の片面又は両面に形成してもよい。
【００３０】
次に、これら層間接続基材１と両面配線基材２と片面配線基材３との中から選ばれる積層基材を、導体パターン８が熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層されるように複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで積層一体化する。このとき、積層基材を熱板の間に挟み込み、加熱・加圧しながら厚み方向に圧縮する積層プレス工程が行われる。これにより、熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層された導体パターン８の各層の間がビア５に充填された導電性ペースト６によって層間接続される。以上のようにして、多層プリント配線基板を一括積層して作製することができる。
【００３１】
なお、本手法を用いて作製される多層プリント配線基板は、その熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層される導体パターン８の積層数については任意であり、導体パターン８の形状や数、熱可塑性樹脂フィルム４に形成されるビア５の配置や数等についても任意である。
【００３２】
そこで、例えば、熱可塑性樹脂フィルム４を介して導体パターン８が４層に亘って積層された多層プリント配線基板について説明する。
【００３３】
この４層構造を有する多層プリント配線基板は、図２及び図３に示すように、上述した両面配線基材２と、層間接続基材１と、両面配線基材２とを順に積み重ねて積層一体化したものである。すなわち、この多層プリント配線基板は、両面配線基材２が層間接続基材１を挟み込むように両面配線基材２と層間接続基材１とを交互に積層した状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することによって一括積層して作製される。
【００３４】
また、このような４層構造を有する多層プリント配線基板は、図４及び図５に示すように、上述した両面配線基材２と、片面配線基材３と、片面配線基材３とを順に積み重ねて積層一体化したものであってもよい。すなわち、この多層プリント配線基板は、両面配線基材２の片面に熱可塑性樹脂フィルム４側を接合面として片面配線基材３を積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することによって一括積層して作製される。
【００３５】
また、このような４層構造を有する多層プリント配線基板は、図６及び図７に示すように、上述した片面配線基材３と、両面配線基材２と、片面配線基材３とを順に積み重ねて積層一体化したものであってもよい。すなわち、この多層プリント配線基板は、両面配線基材２の両面に熱可塑性樹脂フィルム４側を接合面として片面配線基材３を積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することによって一括積層して作製される。
【００３６】
ところで、上述した多層プリント配線基板では、導電性ペースト６のバインダに熱可塑性樹脂を用いることによって、この熱可塑性樹脂フィルム４のビア５に充填された導電性ペースト６と、熱可塑性樹脂フィルム４の片面又は両面に形成された導体パターン８との高い接続信頼性を確保している。
【００３７】
具体的に、熱可塑性樹脂は、軟化と硬化との変化が可逆的であり、加熱による劣化がないといった特徴を有している。このため、上述した積層プレス工程において、積層基材を積層一体化する際に加わる熱によって、熱可塑性樹脂フィルム４及び導電性ペースト６が可逆的に軟化する。これにより、熱可塑性樹脂フィルム４のビア５に充填された導電性ペースト６と、熱可塑性樹脂フィルム４の片面又は両面に形成された導体パターン８との十分な接着力を得ることができる。
【００３８】
したがって、この多層プリント配線基板では、熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層される導体パターン８の各層の間を導電性ペースト６によって層間接続する際に、導電性ペースト６のバインダに熱可塑性樹脂を用いることで、容易に且つ高い接続信頼性を得ることが可能である。
【００３９】
また、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂のように硬くて脆いものに比べて、一般的に可撓性が高い。したがって、この多層プリント配線基板では、機械的なストレスや熱的なストレスが加わった時に柔軟性があり、導電性ペースト６のバインダに熱可塑性樹脂を用いることで、この導電性ペースト６と導体パターン８との接続信頼性を向上させることが可能である。
【００４０】
また、この多層プリント配線基板では、加熱加圧後に硬化された導電性ペーストにボイドが発生するのを防ぐため、加熱加圧前に導電性ペースト６に含まれる希釈溶剤や樹脂の低分子量成分を揮発除去したとしても、再度熱を加えることで導電性ペースト６が可逆的に軟化し、導体パターン８と融着することになる。
【００４１】
これにより、本手法では、予め作製された層間接続基材１と両面配線基材２と片面配線基材３との中から選ばれる積層基材を複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで、このような接続信頼性の高い多層プリント配線基板を一括積層して作製することが可能である。
【００４２】
したがって、本手法では、従来のビルドアップ法のように一層ずつ積み上げて形成していく工法に比べて、多層プリント配線基板の製造プロセスを簡素化することが可能であり、歩留りも向上することから、生産性を大幅に向上させることが可能である。
【００４３】
また、本手法では、上述した積層基材を予め作製し保管しておいたとしても、熱硬化性樹脂のような時間的な硬化（シェルフライフ）を気にする必要がないことから、在庫管理が容易となる利点もある。
【００４４】
ここで、導電性ペースト６は、熱可塑性樹脂フィルム４よりもガラス転移点Ｔｇが低いことが好ましい。
【００４５】
この場合、上述した積層プレス工程において、積層基材を融着するのに一般的に必要な熱可塑性樹脂フィルム４のガラス転移点Ｔｇ以上の温度としたときに、導電性ペースト６も軟化し、導体パターン８と融着すると共に、ビア５に充填された導電性ペースト６同士が融着し一体化することになる。なお、当然のことながら、上述した積層プレス工程においては、加圧するだけでなく、加熱する温度を導電性ペースト６のガラス転移点Ｔｇよりも高い温度とすることが望ましい。
【００４６】
これにより、多層プリント配線基板では、熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層される導体パターン８の各層の間を導電性ペーストによって層間接続する際の接続信頼性を大幅に向上させることが可能である。さらに、ビアに微細な金属粉を充填し、金属拡散によって導体パターンの各層の間を層間接続する場合に比べて、低い温度での層間接続が可能なことから、上述した材料の選択の幅を広げることが可能である。
【００４７】
また、導電性ペースト６は、熱可塑性樹脂フィルム４よりも融着時の温度における弾性率が低いことが好ましい。
【００４８】
この場合、図８に示す積層プレス工程において、積層基材が複数積み重ねられた状態で厚み方向に圧縮されると、熱可塑性樹脂フィルム４がビア５を縮径する方向に塑性変形することによって、このビア５に充填された熱可塑性の導電性ペーストが押されて導体パターン８と接する上下方向に圧力がかかることになる。このため、熱可塑性樹脂フィルム４の弾性率が導電性ペースト６よりも高いほど、ビア５に充填された導電性ペースト６と導体パターン８との融着を促進させることが可能である。
【００４９】
また、導体パターン８は、積層基材が複数積み重ねられた状態で圧縮されることで、図９に示すように、ビア５に充填された導電性ペースト６に一部が埋め込まれた状態となっている。なお、（ａ）は、導体パターン８がビア５を跨いだ状態を示し、（ｂ）は、導体パターン８の先端がビア５にかかった状態を示す。そして、この導体パターン８は、図１０及び図１１に示すように、ビア５に充填された導電性ペースト６に一部が埋め込まれた状態となることで、その導電性ペースト６と対向する面及びその両側面部が導電性ペースト６に融着されている。なお、図１０は、積層基材が複数積み重ねられた状態で熱融着により積層一体化された状態を示し、図１１は、積層基材が複数積み重ねられた状態で接着剤９を用いて接着により積層一体化された状態を示す。
【００５０】
これにより、多層プリント配線基板では、ビア５に充填された導電性ペースト６と導体パターン８との接続信頼性を向上させることが可能である。
【００５１】
また、この多層プリント配線基板では、ビア５に充填された導電性ペースト６に導体パターン８の一部が埋め込まれた状態となることで、ランドを形成することなく配線パターン８と導電性ペースト６とを直接接続する、いわゆるランドレス構造による層間接続が可能となっている。一般に、ビア５に導電性ペースト６が充填された後に、金属箔７をエッチングする場合には、ランドの径をビアの径よりも小さくすることはできない。したがって、この多層プリント配線基板では、上述したランドレス構造を採用することで、配線密度を更に高めることが可能である。
【００５２】
また、この多層プリント配線基板では、図１２に示すように、積層基材が複数積み重ねられた状態で圧縮されることで、導電性ペースト６中の導電物質が緻密化されている。
【００５３】
ここで、本手法では、導電性ペースト６をビア５に充填した後に、この導電性ペーストに含まれる希釈溶剤や樹脂の低分子量成分を揮発除去している。このとき、図１２に示すように、導電性ペースト６中の導電性フィラー６ａの間に微細な空隙が発生する。そして、上述した積層プレス工程において、積層基材が複数積み重ねられた状態で厚み方向に圧縮されると、この導電性フィラー６ａの間の空隙が狭まることで、導電性ペースト６中の導電性フィラー６ａの密度が高まることになる。また、この導電性ペースト６中における導電性フィラー６ａの密度は、導体パターン８に近づくにつれて高くなっている。さらに、この導電性ペースト６中における導電性フィラー６ａの密度の違いによって、導電性ペースト６中に硬度の違いが発生しており、導体パターン８に近づくにつれて導電性ペースト６の硬度が高くなっている。
【００５４】
したがって、この多層プリント配線基板では、上述した導電性ペースト６の硬度の連続的な違い（グラデーション）によって、この導電性ペースト６と導体パターン８との硬度差、すなわち導体パターン８が導電性ペースト６よりも硬いことが緩和されている。その結果、機械的なストレスや熱的なストレスに対する応力緩和が生じ、耐衝撃性及び接続信頼性が著しく向上している。
【００５５】
また、導体パターン８は、図１３に示すように、その厚み方向の断面において、導電性ペースト６に埋め込まれる側の幅Ｗ１が、それとは反対側の幅Ｗ２よりも狭くなる形状を有することによって、導電性ペースト６に対する接続信頼性を更に向上させることが可能である。
【００５６】
具体的に、図１２に示す導体パターン８は、その厚み方向の断面形状が略矩形状となっている。この場合、ビア５に充填された導電性ペースト６に導体パターン８が埋め込まれると、この導体パターン８の導電性ペースト６と対向する面が導電性ペースト６を押し退けることによって、この導体パターン８の側面部における導電性フィラー６ａの密度は高くならず、この導体パターン８の側面部に導電性ペースト６が融着することは困難である。
【００５７】
これに対して、図１３に示す導体パターン８は、その厚み方向の断面形状が略台形状となっている。この場合、ビア５に充填された導電性ペースト６に導体パターン８が埋め込まれると、この導体パターン８の導電性ペースト６と対向する面が導電性ペースト６を押し退けながら、徐々に導体パターン８の側面部において導電性ペースト６が圧縮された状態となる。これより、導体パターン８の側面部における導電性フィラー６ａの密度を高めると共に、この導体パターン８の側面部に導電性ペースト６を融着させることができる。
【００５８】
したがって、この多層プリント配線基板では、導体パターン８の断面形状を導電性ペースト６に埋め込まれる側の幅Ｗ１がそれとは反対側の幅Ｗ２よりも狭くなるテーパー形状とすることで、導電性ペースト６と導体パターン８との接続信頼性を更に向上させることが可能である。
【００５９】
また、本発明を適用した多層プリント配線基板は、熱可塑性樹脂フィルム４の片面又は両面に、上述した導電性ペースト６によって導体パターン８をパターン形成した構成とすることも可能である。
【００６０】
例えば図１４及び図１５に示す多層プリント配線基板は、上述した図４及び図５に示す多層プリント配線基板において、真ん中の積層基材を片面配線基材１０としたものである。
【００６１】
この片面配線基材１０は、図１６に示すように、（ａ）の熱可塑性樹脂フィルム４の片面に、（ｊ）厚み方向に貫通するビア５をレーザー加工やドリルによる孔開け加工等によって微細に形成すると共に、エッチング等によって配線パターンやランド、回路パターン等の導体パターン８に対応した溝部１１を形成した後に、（ｋ）これらビア５及び溝部１１に印刷法やディスペンス法等により導電性ペースト６を充填することによって作製される。
【００６２】
すなわち、この片面配線基材１０では、熱可塑性樹脂フィルム４に形成されたビア５及び溝部１１に導電性ペースト６が充填されることによって、導体パターン８をビア５に充填された導電性ペースト６と一体に形成することができる。
【００６３】
なお、両面配線基材についても、この片面配線基材１０と同様に、熱可塑性樹脂フィルム４の両面に導体パターン８に対応した溝部１１を形成し、この溝部１１に導電性ペースト６を充填することによって作製することが可能である。
【００６４】
そして、これら両面配線基材２と片面配線基材１０と片面配線基材３とからなる積層基材を積み重ねた状態で熱融着することで積層一体化する。このとき、積層基材を熱板の間に挟み込み、加熱・加圧しながら厚み方向に圧縮する積層プレス工程が行われる。
【００６５】
これにより、熱可塑性樹脂フィルム４を介して積層された導体パターン８の各層の間がビア５に充填された導電性ペースト６によって層間接続される。また、導電性ペースト６は、熱可塑性樹脂フィルム４よりもガラス転移点Ｔｇが低いことから、上述した積層プレス工程において、熱可塑性樹脂フィルム４のガラス転移点Ｔｇ以上の加熱温度としたときに、導電性ペースト６が軟化し、導体パターン８を形成する溝部１１に充填された導電性ペースト６とビア５に充填された導電性ペースト６とが融着すると共に、ビア５に充填された導電性ペースト６同士が融着し、境界がなくなり完全に一体化される。以上のようにして、この多層プリント配線基板を一括積層して作製することができる。
【００６６】
この多層プリント配線基板では、上述したように、導電性ペースト６のバインダに熱可塑性樹脂を用いることによって、この熱可塑性樹脂フィルム４のビア５に充填された導電性ペースト６と、熱可塑性樹脂フィルム４の片面又は両面に形成された導体パターン８との高い接続信頼性を確保している。
【００６７】
また、この多層プリント配線基板では、ビア５や溝部１１に充填される導電性ペースト６のバインダに熱可塑性樹脂を用いることで、機械的なストレスや熱的なストレスに対する応力緩和が生じ、耐衝撃性及び接続信頼性が著しく向上している。したがって、この導電性ペースト６と導体パターン８との接続信頼性を向上させることが可能である。
【００６８】
また、この多層プリント配線基板では、図１７に示すように、熱可塑性樹脂フィルム４に形成されたビア５及び溝部１１に導電性ペースト６が充填されることによって、導体パターン８をビア５に充填された導電性ペースト６と一体に形成することから、上述したランドレス構造による層間接続が可能であり、このようなランドレス構造を採用することで、配線密度を更に高めることが可能である。
【００６９】
また、本手法では、このような多層プリント配線基板を一括積層して作製することが可能であり、製造プロセスを簡素化することによって、このような多層プリント配線基板の生産性を大幅に向上させることが可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、熱可塑性樹脂フィルムを介して積層される導体パターンの各層の間を導電性ペーストによって層間接続する際に、導電性ペーストのバインダに熱可塑性樹脂を用いることで、容易に且つ高い接続信頼性を得ることが可能である。
【００７１】
また、本発明によれば、層間接続基材と片面配線基材と両面配線基材との中から選ばれる積層基材を複数積み重ねた状態で熱融着する或いは接着剤を用いて接着することで、このような接続信頼性の高い多層プリント配線基板を一括積層して作製することが可能であり、生産性を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した多層プリント配線基板の各積層基材の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２】４層構造を有する多層プリント配線基板であり、両面配線基材と層間接続基材と両面配線基材とが積層一体化された状態を示す断面図である。
【図３】図２に示す多層プリント配線基板の積層一体化される前の状態を示す断面図である。
【図４】４層構造を有する多層プリント配線基板であり、両面配線基材と片面配線基材と片面配線基材とが積層一体化された状態を示す断面図である。
【図５】図４に示す多層プリント配線基板の積層一体化される前の状態を示す断面図である。
【図６】４層構造を有する多層プリント配線基板であり、片面配線基材と、両面配線基材と、片面配線基材とが積層一体化された状態を示す断面図である。
【図７】図６に示す多層プリント配線基板の積層一体化される前の状態を示す断面図である。
【図８】積層プレス工程において積層基材が厚み方向に圧縮される状態を示す模式図である。
【図９】導体パターンがビアに充填された導電性ペーストに埋め込まれた状態を示す要部平面図である。
【図１０】積層基材が複数積み重ねられた状態で熱融着により積層一体化された状態を示す要部断面図である。
【図１１】積層基材が複数積み重ねられた状態で接着剤を用いて接着により積層一体化された状態を示す要部断面図である。
【図１２】断面矩形状の導体パターンによって導電性ペースト中の導電物質が緻密化された状態を示す模式図である。
【図１３】断面台形状の導体パターンによって導電性ペースト中の導電物質が緻密化された状態を示す模式図である。
【図１４】導電性ペーストによって導体パターンをパターン形成した多層プリント配線基板の一構成例を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す多層プリント配線基板の積層一体化される前の状態を示す断面図である。
【図１６】導電性ペーストによって導体パターンをパターン形成した片面配線基材の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】ビア及び溝部に導電性ペーストが充填され状態を示す要部平面図である。
【符号の説明】
１  層間接続基材、２  両面配線基材、３  片面配線基材、４  熱可塑性樹脂フィルム、５  ビア、６  導電性ペースト、７  金属箔、８  導体パターン、９
接着剤、１１  溝部
【図１】
2004273575.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004273575.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004273575.tif 000009
【図８】
2004273575.tif 000010
【図９】
2004273575.tif 000011
【図１０】
2004273575.tif 000012
【図１１】
2004273575.tif 000013
【図１２】
2004273575.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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