(57)【要約】【課題】配線基板において、絶縁層を介して隣接する金属箔同士が、又は金属箔とパターン導体層とが、あるいはパターン導体層同士が、金属箔又はパターン導体層自体の塑性変形で形成されたバンプ（突起）にて電気的に導通可能な配線基板の提供。【解決手段】板状弾性体を表面に備えた第１の型の板状弾性体表面上に金属箔を載置し、押圧ピン又は突起を備えた第２の型を、前記板状弾性体の表面に垂直に、且つ、前記押圧ピン又は突起の先端が金属箔を挟んで前記板状弾性体に食い込むストロークで、往復運動させることによって、金属箔を塑性変形させることからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状弾性体を表面に備えた型の板状弾性体の表面上に金属箔を載置し、形成しようとしているバンプの形状及び寸法に見合う形状と寸法を持った押圧ピンを、前記板状弾性体の表面に垂直に、且つ、前記の押圧ピンの先端が金属箔を挟んで前記板状弾性体に食い込むストロークで、往復運動させることによって、金属箔を塑性変形させることからなる金属箔へのバンプ形成方法。
【請求項２】
板状弾性体を表面に備えた型の板状弾性体の表面上に金属箔を載置し、形成しようとしているバンプの形状及び寸法に見合う形状と寸法を持った突起を設けた第２の型を、前記板状弾性体の表面に垂直に、且つ、前記の突起の先端が金属箔を挟んで前記板状弾性体に食い込むストロークで、往復運動させることによって、金属箔を塑性変形させることからなる金属箔へのバンプ形成方法。
【請求項３】
一方の面にパターン導体層を備えた絶縁基板又は絶縁フィルムにおいて、パターン導体層で覆われた領域の絶縁基板又は絶縁フィルムに、レーザーを照射することで絶縁基板又は絶縁フィルムだけに選択的に貫通孔を設け、この貫通孔に押圧ピンを挿入することで前記貫通孔を覆うパターン導体層を塑性変形させてバンプを形成することを特徴とするパターン導体層へのバンプ形成方法。
【請求項４】
絶縁層を介して隣り合う金属箔又はパターン導体層を電気的に導通させる方法において、金属箔又はパターン導体層を塑性変形させることによって一体に形成されたバンプを、前記絶縁層に貫通させて隣接する金属箔又はパターン導体層とを互いに接触させることを特徴とする前記の電気的導通方法。
【請求項５】
絶縁層を介して金属箔又はパターン導体層を２層以上積層させた配線基板において、絶縁層を挟んで隣り合う金属箔又はパターン導体層が、塑性変形によって金属箔又はパターン導体層と一体に形成され、しかも前記絶縁層を貫くバンプにて、互いに接触して電気的に導通可能であることを特徴とする前記の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面基板、多層基板を包含する配線基板において、絶縁層を介して隣接する金属箔同士を、又は金属箔とパターン導体層とを、あるいはパターン導体層同士を、金属箔又はパターン導体層自体を塑性変形させて得たバンプ（突起）にて接触させ、電気的に導通可能にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線用基板としては、絶縁基板の一方の面に金属箔を貼着した片面基板も知られているが、近年では、絶縁基板の両面に金属箔を貼着した両面基板や、片面基板を複数枚積層させた構造の多層基板が広く使用されている。両面基板及び多層基板の金属箔には、金箔や銀箔が使用されることもあるが、一般的には、銅箔が使用され、絶縁基板には、布、紙又は不織布などの強化基材に、熱硬化性樹脂を含浸させたシート（プリプレグ）の積層体が通常使用されているほか、強化基材を用いずに熱硬化性樹脂そのものを絶縁基板にすることもある。
なお、配線基板において導体層として機能する金属箔は、金属箔のままの状態であることは珍しく、一般的には、エッチングなどの手段で所望のパターン（回路）を備えた導体層に加工されている。特に、多層基板にあっては、その内側に積層される金属箔は、全て所望のパターンに加工されている。本明細書では、このような導体層をパターン導体層と呼ぶが、パターン導体層と金属箔との区別が特に必要な場合を除いて、両者を区別しない。
【０００３】
両面基板であるか多層基板であるかを問わず、一般に配線基板にあっては、各金属箔よって形成される導体層間を接続して電気的に導通させる必要がある。その方策の一つとして、配線基板に貫通穴をあけ、その穴の内壁にメッキを施すことにより、配線基板の絶縁層を介して導体層相互を電気的に導通させる方法（スルーホールメッキ）が古くから知られている。また、配線基板を構成する金属箔に予め導電性のバンプ（突起）を形成させ、このバンプに上記したスルーホールメッキと同様な機能を担わせる技術も知られており、この従来技術は、バンプを形成させる手段の違いから、エッチング法と印刷法とに大別することができる。
【０００４】
両面基板の製造を例にとってエッチング法を説明すると、この方法は、バンプ形成用銅板の一方の面にエッチングバリア層を形成させ、当該バリア層の上に金属箔を貼着した材料を用意する。次に、上記銅板の他方の面に、レジスト膜を選択的に形成させる。レジスト膜を形成する個所は、バンプを形成させたい個所に一致する。しかる後、レジスト膜をマスクとして機能させて前記銅板をエッチングすることで、レジスト膜付きバンプを前記エッチングバリア層の上に形成させる。次いで、レジスト膜を除去した後、バンプをマスクに利用してエッチングバリア層を、適当なエッチング液で除去することにより、表面の任意の個所に銅製バンプが形成された金属箔を得ることができる。
【０００５】
こうして得たバンプ付き金属箔のバンプ形成側に、バンプの高さよりも厚さが僅かに薄い接着剤シートを熱圧着すれば、接着剤シートからなる絶縁層と、金属箔からなり、金属箔に形成されたバンプが絶縁層を貫通し、バンプ頂部だけが絶縁層から突出した構造の配線基板前駆体を製造することができる。従って、当該前駆体の絶縁層側に別の金属箔を熱圧着すれば、両面基板を得ることができる。
【０００６】
一方、印刷法によるバンプ形成法は、印刷技術によって金属箔の片面に適当な導電性ペーストからなるバンプを形成する方法であって、別名Ｂ２ｉｔ法とも呼ばれている。金属箔上に転写された導電性ペーストを硬化させて得られるバンプ付き金属箔のバンプ形成側に、例えばプリプレグを配し、そのプリプレグを挟んでフラットな金属箔をバンプ付き金属箔に熱圧着すれば、両面基板を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
金属箔にバンプを設けるに際して従来採用されてきたエッチング法や印刷法は、所望のバンプを形成するまでに多数の工程を要する点で改良の余地を残している。
本発明の目的の一つは、上記したエッチング法又は印刷法によらずに、金属箔自体にバンプを一体に形成させる、換言すれば、塑性加工によって金属箔にバンプ形成させるバンプ形成方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、一方の面にパターン導体層を備えた絶縁基板に、パターン導体層と一体のバンプを形成する方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、各種配線基板において絶縁基板を介して隣り合う金属箔同士を、又は金属箔とパターン導体層とを、あるいはパターン導体層同士を、金属箔又はパターン導体層自体の塑性変形によって得たバンプ（突起）にて接触させ、電気的に導通可能にする方法とを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る金属箔へのバンプ形成方法は、板状弾性体を表面に備えた型の板状弾性体表面上に金属箔を載置し、形成しようとしているパンプの寸法及び形状に見合う寸法と形状を有する押圧ピンを、前記板状弾性体の表面に垂直に、且つ、前記押圧ピンの先端が金属箔を挟んで前記板状弾性体に食い込むストロークで、往復運動させることによって、金属箔を塑性変形させることを特徴とする。
別法として、板状弾性体を表面に備えた型の板状弾性体表面上に金属箔を載置し、形成しようとしているパンプの寸法及び形状に見合う寸法と形状を有する突起を設けた第２の型を、前記板状弾性体の表面に垂直に、且つ、前記押圧ピンの先端が金属箔を挟んで前記板状弾性体に食い込むストロークで、往復運動させることによっても、金属箔にバンプを形成させることができる。
【０００９】
絶縁基板又は絶縁フィルムの一方の面に設けられたパターン導体層に、本発明によってバンプを形成する方法は、前記パターン導体層で覆われた領域の絶縁基板又は絶縁フィルムに貫通孔を穿ち、この貫通孔に押圧ピン又は押圧突起を挿入することで貫通孔を覆うパターン導体層を塑性変形させることを特徴とする。
また、配線基板内又はフレキシブル配線板内で絶縁基板又は絶縁フィルムを挟んで隣り合う金属箔同士、パターン導体層同士又は金属箔とパターン導体層との間を、電気的に導通可能にする本発明の方法は、金属箔又はパターン導体層を塑性変形することで金属箔又はパターン導体層と一体に形成されたバンプを、前記絶縁基板に貫通させ、対向する導体層同士を接触させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による金属箔へのバンプ（突起）形成方法は、金属の展性を利用するものである。プリント配線基板の製造に利用可能な金属箔、例えば、銅箔、銀箔、金箔などを典型例とする金属箔は、全て本発明の方法によってこれにバンプを形成することができる。
バンプ形成は、弾性を有する板状体を表面に備えた型の前記板状体の表面上に金属箔を保持し、形成を目論んでいるバンプの形状及び寸法に見合う形状と寸法を有する押圧ピンを、前記板状体の表面に垂直に、且つ、押圧ピンの先端が金属箔を挟んで板状体を弾性変形させるストロークで往復運動させることで達成される。前記の押圧ピンを使用する代わりに、形成を目論んでいるバンプの形状及び寸法に見合う形状と寸法を有する突起を備えた第２の型を使用しても、金属箔にバンプを形成することが可能である。
【００１１】
本発明のバンプ形成方法を実行する場合、弾性を有する板状体（板状弾性体）を備えた第１の型を静止状態に保持し、この静止した第１の型に対して押圧ピンを往復運動させるのが通例である。しかし、押圧ピンを静止状態に保持し、この静止押圧ピンに対して、前記第１の型を往復運動させる方式を採用することもできる。さらに、前記押圧ピンに代えて、金属箔を塑性変形させることができる突起を備えた第２の型を使用することもできる。
【００１２】
金属箔に形成されるバンプの形状と寸法は、通常、押圧ピンの先端形状と寸法によって決まるので、押圧ピンの先端形状及び寸法を所望の形状に加工しておくことによって、形成されるバンプに所望の形状を付与することができる。押圧ピンの先端を円錐状とした場合、円錐底部の直径及び円錐の高さは、形成しようとしているバンプの寸法を考慮して決めることが好ましい。先端形状が切頭円錐状である押圧ピンを採用することにより、頂部が平坦なバンプを形成することができる。
バンプの寸法（直径及び高さ）は、任意に選ぶことができるが、一般的にはバンプ基部直径は１００〜２００μｍの範囲にある。バンプの高さは、塑性変形される金属箔の厚さに依存する。厚さが６〜７０μｍの範囲にある金属箔を本発明の方法で塑性変形させた場合には、バンプ基部の直径にもよるが、一般には高さ１００〜２００μｍのバンプを形成させることができる。
【００１３】
図１は本発明のバンプ形成方法で使用可能な第１の型及び第２の型の概略を示す断面図であって、第２の型には押圧ピン１が取り付けられる共に、この押圧ピンを軸方向に往復運動可能に収容するスリーブ付き押え２が取り付けられる。第１の型は、図示を省略した台の表面に板状弾性体４を備え、板状弾性体の表面と第２の型における押圧ピン１の軸とは互いに直交する。図１の３はバンプが形成される金属箔を示す。
図１の（Ａ）は、第１の型と第２の型との間に金属箔３が挿入された状態を示す。図１の（Ｂ）は、押圧ピン１がスリーブ内に収まった状態の押え２が、第１の型に向かって降下し、金属箔３が押え２と板状弾性体４とによって挟持された状態を示す。そして、図１の（Ｃ）は、押えと板状弾性体とに挟まれた金属箔３が、押圧ピン１の下降によって塑性変形した状態を示す。金属箔を塑性変形させた押圧ピン１は、押え２と共に金属箔から離隔させることが好ましい。押圧ピン１がバンプから離れるタイミングと、押え２が金属箔３から離れるタイミングがずれると、形成されたバンプが変形してしまう心配がある。
なお、図１では１枚の金属箔を塑性変形する場合を例示したが、複数枚の金属箔を第１の型と第２の型との間に挿入すれば、複数枚の金属箔に一挙にバンプを形成することができる。また、第２の型に取り付ける押圧ピンの個数及びその配置は、金属箔に設けるバンプの数及びその設置個所に応じて、任意に調節することができるので、本発明のよれば、所望の個数のバンプを、金属箔の所望個所に設けることができる。
【００１４】
本発明の方法で得られるバンプ付き金属箔は、片面基板又は両面基板の製造に使用することができる。例えば、両面基板は、本発明の方法で得たバンプ付き金属箔と、バンプを持たないフラットな金属箔とを、金属箔のバンプ存在位置に対応する貫通孔を持つ適当な絶縁基板を挟んで貼り合せ、一方の金属箔に形成されたバンプを、絶縁基板の貫通孔を通して他方の金属箔の表面に接触させることにより、絶縁基板を介して隣り合う金属箔が電気的に互いに導通する両面基板を製造することができる。２枚の金属箔の間に介在させる絶縁基板に、プリプレグを使用すれば、両面基板製造時の加熱で、金属箔のバンプを容易にプリプレグに貫通させることができので、予め貫通孔を設ける必要がない。
本発明の方法で得たバンプ付き金属箔を利用した両面基板には、常法に従って、回路として機能するパターン導体層を設けることができる。
【００１５】
また、上記した両面基板の製造例において、絶縁基板を挟んで隣接する２枚の金属箔を、両方ともバンプ付き金属箔とすることで、一方の金属箔に形成されたバンプが両面基板から突出する両面基板を製造することができる。この種の両面基板は、バンプが突出している側に絶縁基板を介して別の同種の両面基板を積層させると、突出バンプにて別の両面基板と電気的に導通させることができる。従って、積層前に両面基板それそれの金属箔を、回路として機能するパターン導体層に変換し、しかる後、例えばプリプレグを挟んでこれらの両面基板の複数個を積層貼り合せることにより、内層材として使用可能な多層基板を得ることができる。
【００１６】
次に、パターン導体層を備えた絶縁基板に、本発明の方法によってバンプを形成する態様を説明する。一般に、パターン導体層を支持する絶縁基板は、例えば、ＣＯ２レーザー或いはエキシマレーザーの照射によって絶縁基板だけを穿孔できるものであることが好ましく、典型的にはポリイミドシートが当該絶縁基板に用いられる。
ポリイミドシートからなる絶縁基板と、その一方の面に貼着された金属箔とからなる２層構造または３層構造の片面基板を素材に使用し、その金属箔側にエッチング技術を利用して所望のパターンで回路を形成させることで、パターン導体層を備えた絶縁基板を得る作成することができる。
【００１７】
図２の（ａ）は、パターン導体層５を備えた絶縁基板６の断面図である。本発明では、パターン導体層を備えた絶縁基板の所望の個所に、ＣＯ２レーザーを照射して絶縁基板に貫通孔を形成させる。レーザーが照射される個所には、パターン導体層が存在する領域、換言すれば、パターン導体層によって覆われている絶縁基板領域が選ばれ、このため、レーザー照射で形成される絶縁基板の貫通孔は、パターン導体層で覆われた状態にある。図２の（ｂ）は、この状態にある絶縁基板６の断面図であって、レーザー照射によって絶縁基板に設けられた貫通孔７の上部はパターン導体層５よって塞がれている。
【００１８】
パターン導体層を塑性変形させてこれに所望のバンプを形成するに際しては、上部がパターン導体層で塞がれている上記貫通孔内に適当な押圧ピンを挿入し、貫通孔を覆っている導体層を塑性変形させる。押圧ピンの挿入方向は、貫通孔を覆う導体層を貫通孔内に押し込む方向であってもよく、その逆であっても差し支えない。図２の（ｃ）は前者の態様でバンプ形成された絶縁基板の断面を示し、図２の（ｃ′）は後者の態様でバンプ形成された絶縁基板の断面を示す。
押圧ピンの先端形状は、金属箔にバンプを形成する場合と同様、円錐状、切頭円錐状のいずれであっても差し支えない。
【００１９】
進んで、バンプ付きパターン導体層を備えた絶縁基板の利用態様を説明するが、前記絶縁基板の利用態様は、以下の事例にだけに限定されるものではない。
図２の（ｃ）又は（ｃ′）に示されるようなバンプ付きパターン導体層を備えた絶縁基板は、バンプが形成されていないパターン導体層を備えた片面基板又は両面基板と積層させて多層基板とすることできる。図２の（ｃ）に示す絶縁基板に、バンプが形成されていないパターン導体層付き片面基板又は両面基板を積層貼り合せる場合には、図２の（ｃ）に示す絶縁基板の絶縁基板側と、上記片面基板又は両面基板のパターン導体層側とを対向させ、両者の間に例えばプリプレグを挟んで貼り合せることが好ましい。また、図２の（ｃ′）に示す絶縁基板のパターン導体層側と、上記片面基板又は両面基板のパターン導体層側とを対向させ、両者の間に例えばプリプレグを挟んで貼り合せることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、配線基板の導体層間を電気的に導通させるバンプが、導体層（金属箔）を塑性変形させることで簡便に形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンプ形成方法で使用可能な第１の型及び第２の型の概略断面図である。
【図２】絶縁基板上のパターン導体層にバンプが形成する際の工程図である。
【符号の説明】
１：押圧ピン                ２：押え
３：金属箔                  ４：板状弾性体
５：パターン導体層          ６：絶縁基板
７：絶縁基板の貫通孔        ８：バンプ
【図１】
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【図２】
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