(57)【要約】【課題】高密度な回路形成基板を実現するためには、回路のパターン形成をより微細にすると共に、貫通孔、ランドの寸法を小さくすることが必要であった。【解決手段】貫通孔の孔径が絶縁基板の一方の面でその直径が大きく他方の面で直径が小さくなるように貫通方向にテーパーを備え、一方の面に第１のランドが設けられ、他方の面に第２のランドが設けられ、第１のランドが第２のランドよりも大きくする。【選択図】図１
2004006971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を設けた一枚あるいは二枚以上積層した絶縁基板と、前記絶縁基板の両面あるいは積層した絶縁基板の層間に形成された少なくとも二層以上の回路と、前記貫通孔を通じて前記回路を前記絶縁基板の両面間あるいは層間で電気的に接続する接続手段と、前記貫通孔の孔径が絶縁基板の一方の面でその直径が大きく他方の面で直径が小さくなるように貫通方向にテーパーを備え、前記一方の面に第１のランドが設けられ、前記他方の面に第２のランドが設けられ、前記第１のランドが前記第２のランドよりも大きい回路形成基板。
【請求項２】
絶縁基板が少なくとも二枚以上積層された回路形成基板であって、最外層の絶縁基板に設けられた貫通孔の孔径の直径の小さい方が前記回路形成基板の表層となるようにテーパーを備えている請求項１記載の回路形成基板。
【請求項３】
少なくとも三枚以上積層した絶縁基板と、内層の絶縁基板に設けられた貫通孔と、前記内層の絶縁基板の両側に形成され、前記貫通孔によって電気的に接続された回路と、を備え、
　前記貫通孔の孔径が絶縁基板の一方の面でその直径が大きく他方の面で直径が小さくなるように貫通方向にテーパーを備え、前記一方の面に第１のランドが設けられ、前記他方の面に第２のランドが設けられ、前記第１のランドが前記第２のランドよりも大きい回路形成基板。
【請求項４】
回路が金属箔をパターンニングして形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路形成基板。
【請求項５】
絶縁基材に樹脂を含浸し硬化させた絶縁基板を用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路形成基板。
【請求項６】
ガラス繊維織布あるいはガラス繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し硬化させた絶縁基板を用いたことを特徴とする請求項５記載の回路形成基板。
【請求項７】
アラミド繊維織布あるいはアラミド繊維不織布に熱硬化性樹脂を含浸し硬化させた絶縁基板を用いたことを特徴とする請求項５記載の回路形成基板。
【請求項８】
絶縁基板の一方の面における貫通孔口径と、他方の面における貫通孔口径の比が０．３から０．９５であることを特徴とする請求項１から３のいずれに記載の回路形成基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、回路形成基板および回路形成基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　近年の電子機器の小型化・高密度化に伴って、電子部品を搭載する基板も従来の片面基板から両面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を基板上に集積可能な基板の開発が行われている。
【０００３】
　両面、多層基板の開発に伴って層間の接続方法も、従来の貫通スルーホールから、接続すべき層間にのみスルーホールを設けるＩＶＨ（インタスティシャルビアホール）の検討が行われている。
【０００４】
　以下に従来の回路形成基板について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
　図５は従来の回路形成基板を示す断面図である。絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃの両面に回路２ａ、２ｂ、２ｃが形成されており、回路２ａと回路２ｂおよび回路２ｂと回路２ｃはＩＶＨ４内の導電性ペースト３によって電気的に接続されている。
【０００６】
　回路２ａ、２ｂ、２ｃのＩＶＨ４に接する部分はランド５と呼ばれ、通常は略円形のパターンを用いる。ランド５を部品実装用の端子として用いる場合には、ランド５の形状は長方形が用いられる。表層に設けたＩＶＨ４は特にブラインドビアホールと呼ばれる。
【０００７】
　図６（ａ）〜（ｆ）は、従来の回路形成基板の製造法を示す工程図である。まず同図（ａ）に示すように、絶縁基板１ｂに貫通孔６を形成する。絶縁基板１ｂの材質としてはガラス繊維織布にエポキシ樹脂を含浸させ、樹脂をＢステージと呼ばれる半硬化状態にした、一般にプリプレグと呼ばれるものが用いられる。
【０００８】
　貫通孔６の形成法としては、通常はドリルによる機械加工あるいはレーザー加工が用いられる。
【０００９】
　次に同図（ｂ）に示すように、印刷等を用いて導電性ペースト３を貫通孔６内に充填する。
【００１０】
　その後同図（ｃ）に示すように、絶縁基板１の両面に金属箔７を接着し、導電性ペースト３を硬化させて金属箔との電気的接続を持たせる。
【００１１】
　さらに、金属箔７をエッチングして同図（ｄ）に示すように所望の回路２ｂ、２ｃを形成し両面基板を完成する。
【００１２】
　ランド５ｂ、５ｃの直径は貫通孔６の孔径が２００μｍの場合には約４００μｍ程度が用いられる。
【００１３】
　以上のような、導電性ペーストを用いてＩＶＨを形成する方法は各種検討がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
　さらに多層の回路形成基板を製作する場合には、同図（ｅ）に示すように導電性ペースト３を充填した絶縁基板１ａ、１ｂで、同図（ｄ）の両面基板を挟み込み、上に述べたような工程を繰り返すことで同図（ｆ）に示す様な多層基板を実現できる。
【００１５】
　図７は、めっきによる層間接続を行った従来の回路形成基板の製造法を示す工程図である。
【００１６】
　まず図中（ａ）に示すように回路２ｂを形成した絶縁基板１ｂに絶縁基板１ａを接着したものに、ドリルあるいはレーザー加工法にてＩＶＨ４を形成する。
【００１７】
　次に同図（ｂ）に示すように、無電解あるいは電解めっきによって銅めっき層８を形成する。
【００１８】
　さらに同図（ｃ）に示すように、銅めっき層８の上にレジスト９を塗布し、通常良く用いられるフォトプロセスで回路のパターンニングを行なう。
【００１９】
　最後にレジスト９を剥離して同図（ｄ）に示すようなＩＶＨを持つ基板を完成する。工程内でレジスト９の密着が良くなかった場合には、パターンニング時にＩＶＨ４内の銅メッキ層８がエッチングされてしまい、同図（ｄ）に図示するような欠陥ＦがＩＶＨ４内に発生する。
【００２０】
　このような現象を改善するために、例えば特開平１−２４８６９４号公報に記載のように保護用のペーストを充填する方法等が行われている。
【特許文献１】特開平４−３３８６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
　しかし、より高密度な回路形成基板を実現するためには回路のパターン形成をより微細にすると共に、貫通孔、ランドの寸法を小さくすることが必要である。
【００２２】
　しかしながら貫通孔の孔径を小さくすると導電性ペーストの充填が困難になるため、貫通孔の小径化には限界があり、当然のことながらランドの寸法も小さくすることは困難となる。
【００２３】
　また、導電性ペーストの代わりに金属材料をメッキして絶縁基板両面の接続を行なうとしても、孔径が有る程度以上に小さいとメッキ液のつきまわり性などが悪くなるため接続の信頼性が低下する。
【００２４】
　また、パターンニング時にＩＶＨ内の保護のために絶縁ペーストを充填する際にも孔径が小さくなるに従って作業性は悪くなる。金属粉をエポキシ樹脂に混入した導電性ペーストを用いた実験では２００μｍ以下の孔径の貫通孔においては充填量のばらつきが大きく、ＩＶＨの層間接続抵抗は安定しなかった。
【００２５】
　本発明はこのような課題を解決するものであり、回路形成基板の高密度化に貢献できうるものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
　上記目的を達成するために、本発明の回路形成基板および回路形成基板の製造方法は、貫通孔の孔径にテーパーを持たせる、あるいはランドの寸法を貫通孔の口径に合わせて絶縁基板の一方の面と他方の面で異なるものとした構成を用いるものである。
【発明の効果】
【００２７】
　本発明によれば、絶縁基板両面の回路間を接続する導電性ペースト等の充填あるいはメッキ等の工程を微細な貫通孔に対しても容易なものとし、ランド寸法を小さくできることによって回路形成基板に形成する回路を高密度化出来るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
　以下、本発明の実施例について同一機能を有するものには同一番号を付して詳しい説明を省略し、相違する点について説明する。
【００２９】
　（実施例１）
　図１は本発明の第１の実施例の回路形成基板を示す断面図である。従来例と同じく絶縁基板１ａ、１ｂ、１ｃの両面に回路２ａ、２ｂ、２ｃが形成されており、テーパ形状のＩＶＨ４内の導電ペースト３によって、回路２ａ、２ｂ、２ｃは電気的に接続されている。
【００３０】
　図２（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す回路形成基板の製造方法を示す工程図である。
【００３１】
　まず、同図（ａ）に示すように絶縁基板１ｂにテーパ−形状の貫通孔６を形成する。貫通孔６は図中に示すように、絶縁基板１ｂの上面でその直径が大きく下面で直径が小さくなるように貫通方向にテーパーがつけられている。
【００３２】
　レーザー加工法を用いて貫通孔６を形成すると、通常このようなテーパーが僅かに発生するが、絶縁基板１ｂにガラス繊維織布プリプレグを用いた発明者の実験では、エキシマレーザーを用いてレーザーパルスのエネルギーやパルス長あるいは焦点距離等の加工条件をコントロールすることで、貫通孔６の絶縁基板１ｂ上面での直径（以後上面径と記述）と下面での直径（以後下面径）の比（以後直径比）が０．３から０．９５程度にすることが出来た。
【００３３】
　アラミド繊維織布プリプレグを用いた実験では、ＣＯ2 レーザーを用いて同様の加工が出来た。勿論不織布プリプレグを用いることも可能である。
【００３４】
　ただし、直径比０．３以下の加工は、下面径が加工条件に対して非常に大きく変動し加工条件の設定が困難であった。また、直径比０．９５以上のほとんど上面径と下面径が同じになるような加工は、レーザーを用いた実験では不可能であった。
【００３５】
　次に同図（ｂ）に示すように、貫通孔６に導電性ペースト３を充填する。貫通孔６の上面径が約２００μｍ、下面径が約７０μｍのサンプルを用いた実験では、充填はばらつき無く行われ、作業性は従来例と比較して非常に向上した。
【００３６】
　また、貫通孔６が下方に行くほど小さくなる形状のため充填後に導電性ペースト３が下方に抜け落ちる現象も全く起こらなかった。
【００３７】
　さらに同図（ｃ）に示すように絶縁基板１ｂの両面に金属箔７を接着し、同図（ｄ）に示すように回路２ｂ、２ｃを形成した。このときランド５ｂの直径は４００μｍ、ランド５ｃの直径は２００μｍとした。
【００３８】
　従来例と比較して、回路２ｃはランド径２００μｍで設計できるため、回路パターンの高密度化が図れた。通常の多層基板では電源、グランド層と信号層に各層の役割が分けられており、信号層の方が回路パターンの高密度化が要求される。従って本実施例の場合では回路２ｂを電源層、回路２ｃを信号層に用いれば良い。
【００３９】
　完成後の回路形成基板についてＩＶＨの層間接続抵抗を評価し、従来例と比較した結果を図３に示す。
【００４０】
　絶縁基板にはガラス繊維織布プリプレグを用い、従来例と本実施例の回路形成基板を各々１００枚ずつ試作した。
【００４１】
　従来例はストレート形状の１８０μｍ径のＩＶＨに導電性ペーストを充填したものでああり、１０００個のＩＶＨが直列につながるような回路パターンとし、その両端の電気抵抗を測定したところ、図３に示すように測定値は最小約２Ωから最大５Ωとばらつき、１００枚のサンプル中１枚はオープン不良が発生した。
【００４２】
　次に本実施例に基づき、上面径２００μｍ下面径７０μｍのテーパーを設けたＩＶＨについて同様の評価を行うと、図中に示すように測定値は約２Ω近辺に安定した。
【００４３】
　テーパー無し１８０μｍ径のＩＶＨを用いて回路形成基板を設計した従来構造の場合と、２００から７０μｍにテーパーを設けたＩＶＨを用いて設計した本実施例の場合を比較すると、後者の方が同じ電気回路を基板化した場合に基板サイズを小さくすることが可能で、ＩＶＨの層間接続の信頼性と回路形成基板の高密度化を両立することができる。
【００４４】
　（実施例２）
　図４はめっきによる層間接続を行った本発明の第２の実施例の回路形成基板の製造法を示す工程図である。
【００４５】
　従来例と同様に、ドリルあるいはレーザー加工法にて貫通孔を形成し、無電解あるいは電解めっきによって層間を接続する。ただし、ＩＶＨ４にテーパーがつけられているためにめっきのつきまわり性が良く、またレジスト９が銅メッキ層８にＩＶＨ４内でも良く密着し、従来例に見られたようなＩＶＨ４内に欠陥が生じることは無かった。
【００４６】
　特開平１−２４８６９４のように保護用樹脂ペーストを充填した場合でも、ＩＶＨ４にテーパーを設けたため作業性は極めて良好であった。
【００４７】
　なお、実施例中ではＩＶＨ加工法としてレーザーを用いた例を示したが、ドリル等を用いた機械加工においても工具形状の検討により、ＩＨＶをテーパー形状とする本発明は適用でき、金属箔の代わりに銅ペースト等を印刷、焼成した厚膜導体あるいは蒸着等により形成した回路を用いることも可能である。
【００４８】
　また絶縁基板の材料としてはガラス繊維あるいはアラミド繊維を用いたプリプレグの例を示したが、ポリイミド等のフィルム、セラミック等の無機系の基板材料などにおいて同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
　本発明にかかる回路形成基板は、ランドの直径を貫通孔口径が小さくなった面では、回路形成の微細化が図れるという優れた効果を有し、電子部品を搭載する片面、両面、多層配線基板等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の回路形成基板の一実施例の構成を示す断面図
【図２】同実施例基板の製造方法の一例を示す工程図
【図３】同実施例基板のＩＶＨ層間接続抵抗分布図
【図４】本発明の回路形成基板の製造方法の一実施例を示す工程図
【図５】従来の回路形成基板の断面図
【図６】従来の回路形成基板の製造方法の工程図
【図７】従来の他の回路形成基板の製造方法の工程図
【符号の説明】
【００５１】
　１ａ，１ｂ，１ｃ　　絶縁基板
　２ａ，２ｂ，２ｃ　　回路
　３　　導電性ペースト
　４　　ＩＶＨ
　５，５ｂ，５ｃ　　ランド
　６　　貫通孔
　７　　銅箔
　８　　銅めっき層
　９　　レジスト
【図１】
2004006971.tif 000003
【図２】
2004006971.tif 000004
【図３】
2004006971.tif 000005
【図４】
2004006971.tif 000006
【図５】
2004006971.tif 000007
【図６】
2004006971.tif 000008
【図７】
2004006971.tif 000009