(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板において，
第１層間絶縁層の一方の面にある第１導体層と他方の面にある第２導体層との導通をとる導体のピン（Ａ１）と，前記第１層間絶縁層に隣接する第２層間絶縁層の一方の面にある前記第２導体層と他方の面にある第３導体層との導通をとる導体のピン（Ｂ１）とが積層配線板の板面内における同じ位置に配置され，
前記ピン（Ａ１）を構成する導体（Ａ）と，前記ピン（Ｂ１）を構成する導体（Ｂ）とが接触して電気的に接続されるとともに、異なる硬度を有することを特徴とする積層配線板。
【請求項２】
請求項１に記載する積層配線板において，
前記導体（Ｂ）は，前記導体（Ａ）より高い硬度を有し，
前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）とが接続する箇所では，前記導体（Ｂ）が前記導体（Ａ）にくい込んでいることを特徴とする積層配線板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する積層配線板において，
前記ピン（Ａ１）は前記第１導体層を貫通し，前記ピン（Ｂ１）は前記第３導体層を貫通していることを特徴とする積層配線板。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する積層配線板において，
前記導体（Ａ）と前記導体（Ｂ）との組合せは，
前記導体（Ａ）がＡｇであり前記導体（Ｂ）がＣｕである組合せと，
前記導体（Ａ）がＣｕであり前記導体（Ｂ）がＮｉである組合せと，
前記導体（Ａ）がＡｇであり前記導体（Ｂ）がＮｉである組合せと，
のいずれか１つであることを特徴とする積層配線板。
【請求項５】
導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板の製造方法において，
第１層間絶縁層を挟んで一方の面に第１導体層があり他方の面に第２導体層があり，前記第１層間絶縁層を貫通する導体（Ａ）によるピン（Ａ１）を有する基板（Ａ２）と，第２層間絶縁層の一方の面に導体層がなく他方の面に第３導体層があり，前記第２層間絶縁層を貫通するとともに前記導体（Ａ）と異なる硬度の導体（Ｂ）によるピン（Ｂ１）を有する基板（Ｂ２）とを，前記基板（Ａ２）の他方の面と前記基板（Ｂ２）の一方の面とを対向させ，前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）とが積層配線板の板面内における同じ位置になるように組み合わせ，
組み合わせた基板をプレスして一体化するとともに前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）を接触させて電気的に接続することを特徴とする積層配線板の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載する積層配線板の製造方法において，
前記導体（Ａ）と前記導体（Ｂ）のうち硬度が高い方の導体は，プレス前の状態で，その導体を有する基板の他方の基板に接する面から突出していることを特徴とする積層配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，導体層と層間絶縁層とを積層してなる積層配線板およびその製造方法に関する。さらに詳細には，３層以上の導体層を一箇所で導通させる層間導通構造を有する積層配線板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，導体層と層間絶縁層とを交互に積層する積層配線板においては，多様な回路の実現のため，多層間の層間導通構造を随所に配置している。この多層間の導通構造を有する積層配線板の製造方法としては，次の方法が一般的である。まず，複数の導体層と層間絶縁層とを交互に重ね合わせて１枚の積層配線板を作成する。その積層配線板に対して，ドリル等により貫通孔を形成し，めっきすることによって層間の導通をとる。そして，貫通孔の内部の充填，ふためっき等をするのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の積層配線板には，次のような問題点があった。すなわち，この積層配線板の層間導通構造にあっては，貫通孔の内壁をめっきにより析出した金属が覆うことにより層間導通を実現している。このめっきによる導通は，接続面積が狭いため導通の信頼性が低い。また，貫通孔のめっき，充填，ふためっき等の多数の工程を踏まなければならず，製造に多くの手間がかかる。
【０００４】
本発明は，前記した従来の積層配線板における層間導通構造が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，層間導通構造において，接続面積を拡大するとともに製造の工程数を減らした積層配線板およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の積層配線板は，導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板であって，第１層間絶縁層の一方の面にある第１導体層と他方の面にある第２導体層との導通をとる導体のピン（Ａ１）と，前記第１層間絶縁層に隣接する第２層間絶縁層の一方の面にある前記第２導体層と他方の面にある第３導体層との導通をとる導体のピン（Ｂ１）とが積層配線板の板面内における同じ位置に配置され，前記ピン（Ａ１）を構成する導体（Ａ）と，前記ピン（Ｂ１）を構成する導体（Ｂ）とが接触して電気的に接続されるとともに、異なる硬度を有するものである。
【０００６】
また，本発明の積層配線板は，前記導体（Ｂ）が，前記導体（Ａ）より高い硬度を有し，前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）とが接続する箇所では，前記導体（Ｂ）が前記導体（Ａ）にくい込んでいるものである。
【０００７】
すなわち，本発明の層間導通構造は，第１層間絶縁層を貫通する「ピン（Ａ１）」と，第１層間絶縁層に隣接する第２層間絶縁層を貫通する「ピン（Ｂ１）」とを，同じ位置に配置することで接続させ，３つの導体層の導通をとる多層間の層間接続構造である。ここでいう同じ位置とは，積層配線板の板面内における同じ位置であることをいう。さらに，ピン（Ａ１）を構成する導体（Ａ）と，ピン（Ｂ１）を構成する導体（Ｂ）とが異なる硬度を有している。このため，両ピンが接続する箇所では，導体が金属の可塑性により変形しており，導体同士が密着している。さらに，硬度の高い導体（Ｂ）が導体（Ａ）にくい込むことにより両ピンの接続面積が拡大しており，確実に導通がとられ信頼性が向上している。
【０００８】
また，本発明の積層配線板の製造方法では，第１層間絶縁層を挟んで一方の面に第１導体層があり他方の面に第２導体層があり，前記第１層間絶縁層を貫通する導体（Ａ）によるピン（Ａ１）を有する基板（Ａ２）と，第２層間絶縁層の一方の面に導体層がなく他方の面に第３導体層があり，前記第２層間絶縁層を貫通するとともに前記導体（Ａ）と異なる硬度の導体（Ｂ）によるピン（Ｂ１）を有する基板（Ｂ２）とを，前記基板（Ａ２）の他方の面と前記基板（Ｂ２）の一方の面とを対向させ，前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）とが積層配線板の板面内における同じ位置になるように組み合わせ，組み合わせた基板をプレスして一体化するとともに前記ピン（Ａ１）と前記ピン（Ｂ１）を接触させて電気的に接続することにより導体層と層間絶縁層とを交互に積層してなる積層配線板を製造する。
【０００９】
この製造方法では，ピンが打ち込まれた２枚の基板を出発材とする。ピンを構成する導体の硬度は，それぞれ異なっている。この出発材に対して，まず，ピン同士が同じ位置になるように基板を組み合わせる。その後，その両基板をプレスし一体化することにより積層配線板とする。すなわち，プレス後にふためっき等の作業はしない。これにより，製造工程が簡易である。
【００１０】
また，この製造方法では，前記導体（Ａ）と前記導体（Ｂ）のうち硬度が高い方の導体が，プレス前の状態で，その導体を有する基板の他方の基板に接する面から突出しているとよい。この基板（Ａ２）と基板（Ｂ２）とをプレスすることにより，プレス後に，突出している方の導体が，他方の導体にくい込んだ状態が得られる。これにより，ピン同士の接続面積が拡大し，導通の信頼性が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
本実施の形態に係る積層配線板１００は，図１に示す断面構造を有している。積層配線板１００は，導体層１１，１２，２１と，層間絶縁層１０，２０とを有する３層配線板である。勿論，各導体層には，適宜パターニングが施されている。各層間絶縁層は板厚０．０５〜０．１５ｍｍ程度であり，各導体層である銅箔の厚さは５〜２０μｍ程度である。
【００１３】
積層配線板１００は，導体層１１と導体層１２との導通をとるためのビア１３を有している。また，導体層１２と導体層２１との導通をとるためのビア２３を有している。このビア１３とビア２３とは，同じ位置に重ね合わせられている。さらに，ビア１３とビア２３との接続部分は，ビア２３の材質がビア１３の材質にくい込んだ形状をしている。
【００１４】
ビア１３は，絶縁層１０に設けられた０．０６〜０．３０ｍｍ程度の径の穴にＡｇ製のピンを挿入したものである。また，ビア２３は，絶縁層２０を貫通した０．０６〜０．３０ｍｍ程度の径のＣｕ製のピンである。このため，積層配線板１００は，導体層１１と導体層１２と導体層２１とが，ビア１３およびビア２３により導通した層間導通構造を有している。
【００１５】
次に，積層配線板１００の製造プロセスを説明する。積層配線板１００は，両面銅付き樹脂板１と片面銅付き樹脂板２とを出発材として製造される。図２は，両面銅つき樹脂板１を示す図である。両面銅付き樹脂板１は，両面に銅箔（導体層）１１，１２を有している。次に，図３に示すように，両面銅付き樹脂板１に対して，ドリルにより貫通穴１４を開ける。貫通穴１４は，層間導通構造を形成するためのものである。なお，貫通穴１４の形成は，レーザ加工によるものでもよい。
【００１６】
次に，貫通穴１４にＡｇ製のピンを挿入する。図４は，挿入後の樹脂板１を示す図である。樹脂板１は，ビア（Ａｇ製のピン）１３によって導体層１１と導体層１２との導通がとられている。ビア１３の長さは，樹脂板１の厚さと同じである。そして，この状態の樹脂板１の銅箔１１，１２をパターニングする。
【００１７】
一方，片面銅付き樹脂板２は，片面に銅箔（導体層）２１を有している。この片面銅付き樹脂板２に対して，樹脂板２を貫通するようにＣｕ製のピン２３を打ち込む。図５は，打ち込み後の樹脂板２を示す図である。樹脂板２は，ビア（Ｃｕ製のピン）２３が導体層２１の反対面まで突き出ているため，導体層２１と反対面との導通をとることが可能である。そして，この状態の樹脂板２の銅箔２１をパターニングする。
【００１８】
次に，Ａｇ製のピンが挿入された両面銅箔付き樹脂板１と，Ｃｕ製のピンが打ち込まれた片面銅箔付き樹脂板２とを，ビア１３とビア２３とが上下に重なるように組み合わせる。片面銅箔付き樹脂板２は，銅箔２１のない面と樹脂板１とが接するように配置する。そして，組合せた樹脂板１と樹脂板２とをプレスして一体化する。このとき，Ｃｕの方がＡｇより硬いため，ビア２３のＣｕがビア１３のＡｇにくい込み，図１に示す積層配線板１００が製造される。この積層配線板１００は，銅箔１１，絶縁層１０，銅箔１２，絶縁層２０，銅箔２１の順に積層された構造である。なお，この状態の積層配線板１００の表面にソルダレジストを形成してもよい。
【００１９】
次に，異種金属による層間導通構造となっているビア１３とビア２３との接続部に着目して説明する。図７は，図４，図５のそれぞれ一部を示す（ただし，導体層は省略してある。）図である。まず，Ａｇ製であるピン１３と，Ｃｕ製であるピン２３とが同じ位置になるように配置する。また，ピン２３は樹脂板２から突出している。
【００２０】
上記状態の樹脂板１と樹脂板２とをプレスし，図８の状態とする。図８は，図１の一部を示す（ただし，導体層は省略してある。）図である。ピン１３とピン２３との接続部分では，プレス加工の際にピン２３のＣｕがピン１３のＡｇにくい込んでいる。これは金属の可塑性による現象であり，ＣｕがＡｇより硬い材質の金属だからである。これにより，ピン１３とピン２３との接続面積が拡大し，十分な接続面積を確保することができる。
【００２１】
本実施例の積層配線板１００では，硬い金属としてＣｕ，軟らかい金属としてＡｇを用いている。この組合せ以外にも図９に示すような組合せが考えられる。図９中，金属Ａとして示したものは金属Ｂとして示したものより硬度が高い。勿論，これ以外にも硬度が異なる金属同士ならば実現可能である。なお，金属の硬さとしては，ロックウェル法やビッカース法等の試験方法により測定した値を用いればよい。
【００２２】
以上詳細に説明したように本実施の形態では，まず，ビア（Ａｇ製のピン）１３により層間導通構造を有する樹脂板１と，ビア（Ｃｕ製のピン）２３により層間導通構造を有する樹脂板２とを組み合わせることとしている。このとき，ビア１３とビア２３とが同じ位置になるように配置することとしている。また，ビア２３は，樹脂板２から突出している。この状態で樹脂板１および樹脂板２をプレスし一体化することとしている。これにより，導体層１１と導体層２１とが，ビア１３およびビア２３により導通した層間導通構造を有する積層配線板１００が製造される。この積層配線板１００のビア１３とビア２３とが接続している箇所では，突出しているビア２３のＣｕがビア１３のＡｇにくい込んだ形状となっている。このため，ビア１３とビア２３と接続面積が拡大し，接続信頼性が向上している。
【００２３】
また，本実施の形態では，プレス後にめっき等の作業をしない。よって，製造の工程数が少なくてすむ。これにより，接続面積を拡大するとともに製造の工程数を減らした積層配線板およびその製造方法を実現している。
【００２４】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，ＡｇとＡｇペーストとは，本発明にいう異なる硬度の導体に該当する。
【００２５】
また，同一金属を使用しても治金学的製法によるものとめっきにより析出したものとでは硬さが異なる場合がある。例えばＰｔは，治金学的製法によるものより，めっきにより析出したものの方が硬い。よって，治金学的製法によるＰｔとめっきにより析出したＰｔとは，本発明にいう異なる硬度の導体に該当する。
【００２６】
また，本実施例では，硬度の異なる材質のビアを有する２枚の基板を組み合わせているが，２枚以上であれば幾つでもよい。例えば３枚の基板を組み合わせる場合は，ビアの材質をＣｕ，Ａｇ，Ｃｕの順に組合せればよい。勿論，隣り合うビアの材質の硬度が異なっていれば実現できる。また，組み合わせる基板も，両面銅箔付き基板，銅箔なし基板，両面銅箔付き基板の順に組み合わせる場合や，片面銅箔付き基板，両面銅箔付き基板，片面銅箔付き基板の順に組み合わせる等のさまざまなバリエーションで実現できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，層間導通構造において，接続面積を拡大するとともに製造の工程数を減らした積層配線板およびその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る積層配線板の断面図である。
【図２】図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程１）である。
【図３】図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程２）である。
【図４】図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程３）である。
【図５】図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程４）である。
【図６】図１の積層配線板の製造途上の段階の断面図（工程５）である。
【図７】異種金属による層間導通を示す図（プレス前）である。
【図８】異種金属による層間導通を示す図（プレス後）である。
【図９】金属の組合せを示す図である。
【符号の説明】
１０，２０          層間絶縁層
１１，１２，２１    導体層（銅箔）
１３                ビア（Ａｇ製のピン）
２３                ビア（Ｃｕ製のピン）
１００              積層配線板
【図１】
0004795575.tif 000002
【図２】
0004795575.tif 000003
【図３】
0004795575.tif 000004
【図４】
0004795575.tif 000005
【図５】
0004795575.tif 000006
【図６】
0004795575.tif 000007
【図７】
0004795575.tif 000008
【図８】
0004795575.tif 000009
【図９】
0004795575.tif 000010