(57)【要約】【課題】凹所内に貫通孔を形成する場合にバリの発生を抑制し得る配線基板の孔明け方法を提供する。【解決手段】樹脂薄板６６の凹所６４内に貫通孔２８をドリル７８で形成するに際して、エントリー・シート６８と樹脂薄板６６との間に弾性変形可能な補助シート７２が配されていることから、穿孔工程Ｒ６においてそのエントリー・シート６８を貫通したドリル７８は、その補助シート７２を押下げつつ更に下降させられる。そのため、補助シート７２はドリル７８で押圧されることで凹所６４底面に押し付けられるので、その凹所６４底面は補助シート７２で押さえ付けられた状態で貫通孔２８を形成されることになる。【選択図】                    図６
2005081508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂から成る絶縁体層と、その表面に設けられた導体配線層と、その絶縁体層を厚み方向に貫通し且つその導体配線層に接続された貫通導体とを備えた配線基板を製造するに際して、前記絶縁体層を構成するための樹脂薄板を平坦な一対のエントリー・シートおよびバックアップ・シートで前記表面がそのエントリー・シート側となるように挟んで前記層間接続導体を設けるための貫通孔をそのエントリー・シート側からドリルを用いて形成する配線基板の孔明け方法であって、
前記導体配線層の平面形状の凹所を表面に備えた前記樹脂薄板を用意する樹脂薄板用意工程と、
前記ドリルに押圧されることにより弾性的に変形して前記凹所底部の所定範囲に密着させられる補助シートを前記樹脂薄板と前記エントリー・シートとの間に配してそのエントリー・シートおよび前記バックアップ・シートでその樹脂薄板を挟圧固定する固定工程と、
前記エントリー・シート、前記補助シート、および前記バックアップ・シート間に挟持された前記樹脂薄板の前記凹所内に前記貫通孔を形成する穿孔工程と
を、含むことを特徴とする配線基板の孔明け方法。
【請求項２】
前記樹脂薄板用意工程は、同一位置に前記貫通孔を設ける複数枚の前記樹脂薄板を用意するものであり、
前記固定工程は、前記エントリー・シートおよび前記バックアップ・シート間に前記複数枚の基板を相互間およびそのエントリー・シートとの間に前記補助シートをそれぞれ配して重ね合わせ且つ挟圧固定するものである請求項１の配線基板の孔開け方法。
【請求項３】
前記所定範囲は、前記貫通孔の直径より所定値だけ大きい範囲である請求項１または請求項２の配線基板の孔明け方法。
【請求項４】
前記補助シートは、0.05乃至0.5(mm)の範囲内の厚さ寸法を備えたものである請求項１乃至請求項３の何れかの配線基板の孔明け方法。
【請求項５】
前記補助シートは、引張り強度と厚さ寸法との積が60乃至160(Pa・m)の範囲内の値である請求項１乃至請求項４の何れかの配線基板の孔明け方法。
【請求項６】
前記補助シートは、ポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)フィルム・シートまたはクラフト紙である請求項１乃至請求項５の何れかの配線基板の孔明け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁体層が繊維強化樹脂から成る配線基板を製造するに際して、表面の導体配線層に接続される貫通導体を設けるための貫通孔をその絶縁体層を構成するための樹脂薄板に形成する孔明け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂から成る絶縁体層と、その表面に設けられた導体配線層と、その絶縁体層を厚み方向に貫通し且つその導体配線層に接続された貫通導体とを備えた配線基板が知られている。また、表面に導体配線層がそれぞれ形成された絶縁体材料製の複数枚の樹脂薄板を積層して相互に固着することにより、複数の導体配線層が繊維強化樹脂から成る絶縁体層を介して積層され且つその絶縁体層を貫通する貫通導体すなわち層間接続導体で複数の導体配線層が相互に接続された多層配線基板が知られている。上記樹脂薄板は、例えば、布に合成樹脂を含浸させ且つ半硬化(Ｂステージ化)させることにより製造され、積層固着過程で完全硬化(Ｃステージ化)させられる。このような配線基板は、例えば電子機器のプリント配線基板や半導体パッケージ等に用いられている。
【０００３】
なお、上記布は、例えばガラス繊維等の無機繊維或いはアラミド繊維等の有機繊維から成る織布或いは不織布であって、例えばそれぞれ単繊維(モノフィラメント)が撚られた撚り糸(ストランド)で構成された経糸および緯糸が例えば平織に織られたものである。また、上記合成樹脂は、一般には熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が用いられる。例えば、ガラス織布およびエポキシ樹脂が用いられた基板はガラス・エポキシ基板と称される。
【０００４】
ところで、前記の貫通導体は、樹脂薄板を厚み方向に貫通する貫通孔を形成し、導体ペーストを充填して硬化させることにより設けられる。この穿孔工程は、多層配線基板においては、樹脂薄板の積層固着前に行われる。上記の貫通孔は、例えば、エントリー・シートおよびバックアップ・シートと称されるアルミニウム合金やメラミン樹脂等から成る２枚の平坦な薄板で樹脂薄板を挟み、それらエントリー・シートおよびバックアップ・シートと纏めてドリルで孔明け加工することにより形成される(例えば特許文献１等参照)。この孔明け加工は、一般に、複数枚の配線基板の相互に同一層に対応する複数枚の樹脂薄板を相互に重ね合わせて導体配線層を設ける表面がエントリー・シート側となるように一対のエントリー・シートおよびバックアップ・シートで挟み、それら複数枚の樹脂薄板に対して同時に行われる。エントリー・シートは、ドリルの食いつきを改善して孔明け位置精度を高めると共に、バックアップ・シートとの間で挟持することにより樹脂薄板の位置ずれを防止する目的で用いられるものである。
【０００５】
また、上記の配線基板の一種に、樹脂薄板表面に配線形状の凹所を設けてその凹所内に導体ペーストを充填し且つ硬化させることにより、表面を平坦化して部品実装や多層化を容易とした配線埋込型のものがあるが、このようなものでは、例えば、上述した方法で孔明け加工を施した後、凹所が形成される(例えば特許文献２等参照)。また、配線埋込型基板では、高精度に形成された凹所内に導体を埋め込むことで配線が形成されることから、配線パターン形成のためのエッチング処理などが無用となるので、環境負荷が低い利点もある。
【特許文献１】特開２０００−２５０００号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような配線埋込型の基板において、貫通孔の形成に先立って樹脂薄板の表面に凹所が形成される場合にその凹所内に孔明け加工を施そうとすると、エントリー・シートが平坦な薄板であることからその凹所底面は何ら拘束されていないので、加工負荷によって樹脂に亀裂が入ると樹脂薄板内の繊維が貫通孔の開口縁で浮き上がり、バリが生ずる不都合があった。因みに、平坦な樹脂薄板表面への孔明け加工や、相対的に凸になっている部分への孔明け加工では、エントリー・シートで押さえられることからバリは生じないのである。なお、凹所に対応する凸条をエントリー・シートの基板薄板側の一面に設ければバリは生じないが、エントリー・シートは孔明けの一工程毎に消費されるものであることから、繊維強化樹脂基板に形成されるような微細且つ精細な多種類の凹所に対応するものを用意すると製造費用を著しく増大させるため採用し得ない。
【０００７】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、凹所内に貫通孔を形成する場合にバリの発生を抑制し得る配線基板の孔明け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、繊維強化樹脂から成る絶縁体層と、その表面に設けられた導体配線層と、その絶縁体層を厚み方向に貫通し且つその導体配線層に接続された貫通導体とを備えた配線基板を製造するに際して、前記絶縁体層を構成するための樹脂薄板を平坦な一対のエントリー・シートおよびバックアップ・シートで前記表面がそのエントリー・シート側となるように挟んで前記層間接続導体を設けるための貫通孔をそのエントリー・シート側からドリルを用いて形成する配線基板の孔明け方法であって、(ａ)前記導体配線層の平面形状の凹所を表面に備えた前記樹脂薄板を用意する樹脂薄板用意工程と、(ｂ)前記ドリルに押圧されることにより弾性的に変形して前記凹所底部の所定範囲に密着させられる補助シートを前記樹脂薄板と前記エントリー・シートとの間に配してそのエントリー・シートおよび前記バックアップ・シートでその樹脂薄板を挟圧固定する固定工程と、(ｃ)前記エントリー・シート、前記補助シート、および前記バックアップ・シート間に挟持された前記樹脂薄板の前記凹所内に前記貫通孔を形成する穿孔工程とを、含むことにある。
【発明の効果】
【０００９】
このようにすれば、予め凹所が設けられた樹脂薄板のその凹所内に貫通孔をドリルで形成するに際して、エントリー・シートと樹脂薄板との間に弾性変形可能な補助シートが配されていることから、穿孔工程においてそのエントリー・シートを突き抜けたドリルは、その補助シートを押下げつつ更に下降させられる。そのため、弾性変形可能な補助シートはドリルで押圧されることで凹所底面に押し付けられるので、その凹所底面は少なくとも貫通孔の形成される範囲が補助シートで押さえ付けられた状態で貫通孔を形成されることになる。したがって、加工負荷によって樹脂に亀裂が入っても樹脂薄板内の繊維が貫通孔の開口縁で浮き上がることがその補助シートで押さえられることで抑制されるので、凹所内に貫通孔を形成する場合にもバリの発生が好適に抑制される。
【００１０】
因みに、前記特許文献２に記載されている配線基板の製造方法では、貫通孔内に導体を充填した後に導体配線を形成するための溝を樹脂薄板表面に設けている。そのため、層間接続導体と導体配線とが別々に形成されることから、製造工程が煩雑になる不都合がある。これに対して、プレス加工等によって凹所を設けた後に貫通孔を形成し、これらに同時に導体ペーストを充填することが考えられるが、このような工程を採用しようとすると、前述したように凹所底面がエントリー・シートで押さえられないことからバリが生ずる不都合があったのである。
【００１１】
ここで、好適には、前記樹脂薄板用意工程は、同一位置に前記貫通孔を設ける複数枚の前記樹脂薄板を用意するものであり、前記固定工程は、前記エントリー・シートおよび前記バックアップ・シート間に前記複数枚の樹脂薄板を相互間およびそのエントリー・シートとの間に前記補助シートをそれぞれ配して重ね合わせ且つ挟圧固定するものである。このようにすれば、複数枚の樹脂薄板が相互に重ね合わされて一括して貫通孔を設けられる場合において、各々の相互間にも補助シートが配されるので、各樹脂薄板とも、補助シートに凹所底面が押さえつけられた状態で貫通孔が形成される。したがって、製造効率を高めるために多数の樹脂薄板が一括して加工される場合にもバリの発生を好適に抑制できる。
【００１２】
また、好適には、前記所定範囲は、前記貫通孔の直径より所定値だけ大きい範囲である。このようにすれば、貫通孔が形成される範囲よりも広い範囲に亘って補助シートが凹所底面に押し付けられることから、貫通孔の開口縁におけるバリの発生が一層抑制される。上記所定値は、好適には、20〜50(μm)の範囲内の値である。
【００１３】
また、好適には、前記補助シートは、0.05乃至0.5(mm)の範囲内の厚さ寸法を備えたものである。0.05(mm)未満では薄すぎて取扱いが困難である。また、0.5(mm)を越えると、エントリー・シートと樹脂薄板との相互間隔或いは樹脂薄板相互の間隔が大きくなるので孔明け位置精度が低下すると共に、複数枚の樹脂薄板を重ね合わせて一括して穿孔する場合には同時に穿孔し得る枚数が少なくなる。
【００１４】
また、好適には、前記補助シートは、引張り強度と厚さ寸法との積が60乃至160(Pa・m)の範囲内の値である。引張り強度が高く且つ厚さ寸法が厚いほど弾性変形が困難になるので、これらの積が160(Pa・m)を越えると補助シートが凹所底面に十分に密着させられず、補助シートを用いる効果が得られ難くなる。また、引張り強度が低く且つ厚さ寸法が薄いほど破断し易くなるので、これらの積が60(Pa・m)を下回るとドリルで押圧された際に補助シートが裂け、これを用いる効果が得られ難くなる。
【００１５】
また、好適には、前記補助シートは、ゴムシート、ＰＥＴフィルム・シート、クラフト紙等、特に、ＰＥＴフィルム・シートまたはクラフト紙である。ＰＥＴフィルム・シートが用いられる場合には、厚さ寸法が30〜200(μm)程度の範囲のものが一層好適である。また、クラフト紙が用いられる場合には、厚さ寸法が100〜500(μm)程度の範囲のものが好適である。
【００１６】
また、好適には、前記凹所は、前記貫通孔が設けられる位置に他の部分の幅寸法よりも大きい差渡し寸法を有するランド部を備えたものである。このようにすれば、凹所の幅寸法すなわち配線の幅寸法を十分に小さくして高精細化しつつ、層間接続導体の形成位置の要求精度を低くできる利点がある。請求の範囲にいう「導体配線層の平面形状の凹所」には、このようなランドが含まれても良い。
【００１７】
また、好適には、前記樹脂薄板を用意する工程は、織布に樹脂が含浸させられ且つ半硬化(Ｂステージ化)させられた繊維強化樹脂薄板を前記凹所を反転した凸部を成形面に備えた成形型を用いて加熱しつつ加圧すものである。このようにすれば、樹脂薄板を硬化させると同時にその表面に凹所が形成される利点がある。
【００１８】
また、好適には、前記樹脂薄板は、織布に樹脂が含浸させられたものである。このような樹脂薄板では、孔明け加工が施されることにより繊維が断ち切られると、その切断端が貫通孔開口縁に露出してバリが発生し易いため、補助シートを用いる効果が一層顕著に得られる。
【００１９】
また、好適には、前記配線基板は、複数層の前記導体配線層が前記絶縁体層を介して積層され且つそれら複数層の導体配線層が相互にそれぞれ前記貫通導体で接続された積層配線基板である。本発明は、絶縁体層が一層だけ備えられた配線基板においてその両面に設けられる配線を相互に接続するための貫通孔形成にも適用されるが、それぞれ導体配線層が形成された複数枚の樹脂薄板を積層して固着することにより製造される上記のような積層配線基板を製造する場合にも好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２１】
図１は、本発明の配線基板の孔明け方法を適用して製造された多層配線基板１０の全体を示す斜視図であり、図２は、その断面構造の要部を説明する図である。これらの図において、多層配線基板１０は、例えば120×100(mm)程度の大きさの矩形を成し厚さ寸法が100(μm)〜5(mm)程度の薄板であって、厚み方向に交互に積層されたそれぞれ複数層の導体配線層１２および絶縁体層１８と、表面１４または表面１４および裏面１６に設けられた抵抗体２２等とから構成されている。この多層配線基板１０は、例えば、それら表面１４および裏面１６に例えば半導体、抵抗体、コンデンサやコイル等の電子部品が実装されることにより、電子機器用の回路基板やＩＣ等の半導体パッケージ等に用いられる。
【００２２】
なお、図においては、３層の導体配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃおよび２層の絶縁体層１８ａ，１８ｂが示されているが、積層数は所望とする回路構成に応じて設定されるものであり、導体配線層１２の積層数は例えば６層程度であっても良い。また、一点鎖線３２は、絶縁体層１８ａ，１８ｂの境界を表す境界線である。
【００２３】
上記の絶縁体層１８は、後述するように、層状に内部に備えられることによりその骨格を構成する織布４２と、その表面を覆い且つ織目内に入り込んだ合成樹脂４４とから成り、その厚さ寸法は全面に亘って略一様になっている。上記織布４２は、例えばＥガラス(Na2O,K2O等のアルカリ含有率が0.8(%)未満の無アルカリガラス)から成るガラス繊維が織られたガラス織布である。また、上記合成樹脂４２は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が硬化させられたものである。絶縁体層１８には、後述するような製造方法に基づき、内部および表面の気泡は何ら存在しない。なお、図２においては、上記織布を省略した。
【００２４】
また、上記の配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ各層毎に定められたパターン(平面形状)で１乃至複数本の配線２０を備えたものである。配線２０は、例えば銀(Ag)や銅(Cu)等から成るものであって、例えば25(μm)〜4(mm)程度の範囲内、好適には50〜100(μm)程度の範囲内、例えば100(μm)程度の幅寸法を備えて、隣接するもの相互が例えば25(μm)〜4(mm)程度の範囲内、例えば100(μm)程度の間隔で設けられている。
【００２５】
また、前記の図２に示されるように、絶縁体層１８の表面１４および裏面１６には、配線２０の平面形状の溝２４が例えば5〜60(μm)の範囲内、好適には30〜35(μm)の範囲内、例えば30(μm)程度の深さ寸法で設けられており、配線２０は、その溝２４内に導体が充填されることによって構成されている。埋め込まれた配線２０の表面は、絶縁体層１８の表面１４、裏面１６と略同一平面に位置する。すなわち、導体２０の厚さ寸法は例えば30(μm)程度であって、多層配線基板１０には、配線２０に起因する凹凸は何ら存在しない。また、絶縁体層１８の表面のうち配線２０が設けられていない部分についても、何らうねり等は存在せず、略平坦面となっている。
【００２６】
また、図１に示されるように、上記配線２０の各々の端部や長さ方向の中間部等には、円形或いは矩形のランド２６が複数箇所に設けられると共に、円形のランド２６ｒの中央部にはスルーホール(またはバイアホール)２８がそれぞれ設けられている。矩形のランド２６ｓは、電子部品の端子等を固着し或いは抵抗体２２を配線２０に接続するためのものである。また、スルーホール２８は、図２に示されるように、各絶縁体層１８ａ，１８ｂをその厚さ方向に貫通するものであって、その内部に貫通導体すなわち層間接続導体３０が設けられることにより、内部に設けられた配線層１２ｂの配線２０と、表面１４および裏面１６にそれぞれ設けられた配線２０とを相互に接続するためのものである。円形のランド２６ｒは、配線２０の端部を拡大したものであり、この層間接続導体３０と配線２０とを容易且つ確実に接続するために設けられている。また、上記層間接続導体３０は、例えば配線２０と同じ導体材料、例えば銀や銅等で構成されている。スルーホール２８の開口径は、例えば30〜700(μm)の範囲内、例えば100(μm)程度であり、ランド２６ｒの直径は例えば0.2〜1.0(mm)の範囲内、例えば0.3(mm)程度である。すなわち、配線２０の幅寸法およびスルーホール２８の直径の例えば３倍程度の大きさで設けられている。
【００２７】
なお、前記抵抗体２２は、例えばカーボン等から成り、所望の特性値が得られるように適宜の厚さ寸法、幅寸法、及び長さ寸法で設けられたものである。この抵抗体２２も、例えば上記の配線２０と同様に絶縁体層１８に設けられた例えば30(μm)程度の深さ寸法の凹所内に埋め込まれた状態で充填形成されている。
【００２８】
ところで、上記のように構成された多層配線基板１０は、例えば、図３に示される工程に従って製造される。以下、各工程における実施状態を説明するための図４乃至図６を参照しつつ、この工程図に従って多層配線基板１０の製造方法を説明する。
【００２９】
先ず、樹脂含浸工程Ｒ１においては、例えばロール等に円筒形に巻き取られた一様な幅寸法で長尺のガラス織布４２を一端から引き出しつつ樹脂ワニス中を通過させることにより、そのガラス織布４２に樹脂を含浸させる。次いで、乾燥工程Ｒ２においては、これを樹脂の種類毎に予め定められた所定の乾燥温度で乾燥処理を施す。これにより、その樹脂がＢステージ化させられ、図４(ａ)に示されるようなガラス織布４２が樹脂４４で覆われ且つその織目にも樹脂４４が含浸させられたプリプレグ４８が得られる。得られたプリプレグ４８は、例えば後工程で利用し易いように一定の長さ毎に切断された矩形の薄板の状態で保管され、或いは、切断することなく巻き取りロールに巻き取られて保管される。
【００３０】
なお、上記ガラス織布４２は、例えば互いに平行な複数本の経糸およびそれに直交し且つ互いに平行な複数本の緯糸が平織に織られることによって構成されたものであって、経糸および緯糸は、例えば5〜10(μm)程度の直径を有する単繊維が100〜500本程度撚られたものである。ガラス織布４２の厚さ寸法は例えば44(μm)程度であり、ガラス織布４２表面における樹脂４４の付着量は例えば乾燥後に7〜8(μm)程度となる。そのため、一枚のプリプレグ４８の厚さ寸法は、例えば60(μm)程度である。また、上記樹脂ワニスは、例えばエポキシ樹脂を有機溶剤で一定の粘度となるように希釈したものである。
【００３１】
一方、型内面樹脂塗布工程Ｓ１では、プリプレグ４８に前記の溝２４を形成するための成形型５２を用意し、後述するようにプリプレグ４８側に位置させられるその内面５４の全面に樹脂を塗布する。この樹脂は、例えば前記の樹脂４４と同じ樹脂を溶剤で希釈したものである。次いで、乾燥工程Ｓ２においてその樹脂の種類に応じて定められる所定の温度で加熱することにより、その溶剤が揮発させられると共に樹脂がＢステージ化させられ、樹脂膜５８が生成される。図４(ｂ)に示されている成形型５２は、このように処理されたものである。なお、成形型内面５４には、前記配線２０の平面形状に一致する平面形状の凸部６０が備えられている。内面５４からこの凸部６０上面までの高さ寸法は、例えば30(μm)程度、すなわち溝２４の深さ寸法に一致する。
【００３２】
また、成形型５２には、その外周縁に沿って凸部６０よりも高い例えば内面５４から30(μm)〜1(mm)程度の高さ寸法の枠部６２が備えられている。この高さ寸法は成形しようとする板厚に応じて定められる値である。また、この枠部６２は、上記のように液状樹脂を塗布するに際して、外側に流出させること無く十分に厚い樹脂膜５８を形成するために設けられており、本実施例においては、液状樹脂を塗布した後、ドクターブレード等で掻き取ることによって、樹脂膜５８が枠部６２の上面と同一高さに表面が位置するように形成されている。また、成形型５２は、例えばSUS304等のステンレス鋼から成り、内面５４の底面から裏面までの厚さ寸法が0.4(mm)程度の薄板である。
【００３３】
また、加熱・加圧工程Ｒ３では、例えば真空熱プレス装置の所定位置に上記成形型５２およびプリプレグ４８を配置し、そのプリプレグ４８を真空中で加熱しつつその成形型５２で加圧する。図４(ｂ)は、この工程の実施状態を模式的に表した断面図である。上型５２ａおよび下型５２ｂは、それぞれの内面５４がプリプレグ４８に向かう向きで配置され、図に矢印Ｐ、Ｐで示されるように互いに接近する方向に加圧される。成形条件は、温度が例えば160〜220(℃)の範囲内、例えば180(℃)程度であり、圧力が0.98〜3.92(MPa)すなわち10〜40(kgf/cm2)の範囲内、例えば2(MPa)程度である。なお、この図においては、説明の都合上３枚のプリプレグ４８を相互に離隔した状態で示しているが、積層枚数は所望とする基板厚みに応じて定められるものであり、また、実際には相互に密着した状態で成形型５２，５２間に配置される。
【００３４】
このようにして加熱および加圧された結果、プリプレグ４８の樹脂４４および樹脂膜５８が共に軟化させられ、Ｃステージ(完全硬化状態)に移行する過程で一体化させられる。すなわち、例えば300(μm)程度の厚さ寸法を備え且つ溝２４およびランド２６に対応する凹所６４を備えた樹脂薄板６６が得られる。前述したように、一枚のプリプレグ４８の厚さ寸法は60(μm)程度に過ぎないので、必要な基板厚みを得る目的で複数枚のプリプレグ４８が積層されているのである。図４(ｃ)は加圧および加熱の完了段階を示しており、図において一点鎖線は一体化させられる前のプリプレグ４８および樹脂膜５８の境界位置を表している。
【００３５】
なお、図４(ｂ)においては、一対の成形型５２，５２のみを示しているが、真空熱プレス装置は、例えば成形型５２の多段積みが可能な装置構成となっている。すなわち、複数対例えば10〜20対程度の成形型５２，５２が、例えば1(mm)程度の厚さ寸法のSUS430等から成る複数枚の支持板を介して積層されると共に、これらが上下から熱板により挟まれる加熱加圧構造が構成され、更に、これが例えば１０段程度重ねられた真空熱プレス装置が用いられる。このため、本実施例において一度の成形工程で成形される樹脂薄板６６の枚数は、例えば100〜200枚程度になる。
【００３６】
加熱・加圧工程Ｒ３が終了して成形型５２から樹脂薄板６６を取り外した後、接着層固着工程Ｒ４においては、例えば樹脂薄板６６の裏面７４に、例えば20(μm)程度の厚さ寸法の接着層７６を固着する。図４(ｄ)は、裏面７４に接着層７６を固着した後の段階を示している。この接着層７６は、例えばプリプレグ４８と同材質の樹脂から成るプリプレグや、他の適当な樹脂材料、例えば未硬化のエポキシ樹脂フィルム等から成るものである。なお、接着層７６を固着するに際しては、その固着時或いは後述する積層時等におけるべたつきを防止するために、必要に応じて、樹脂薄板６６とは反対側の一面すなわち表面にフィルム(保護フィルム)が設けられた状態で取り扱う。本実施例においては、樹脂含浸工程Ｒ１から加熱・加圧工程Ｒ３(または接着層固着工程Ｒ４)までが基板準備工程に対応する。
【００３７】
次いで、積層・固定工程Ｒ５では、図６(ａ)に示すように、配線基板１０の同一レイヤーを構成するための樹脂薄板６６を複数枚重ね合わせ、エントリー・シート６８とバックアップ・シート７０との間で挟持固定する。このとき、エントリー・シート６８と樹脂薄板６６の間と、樹脂薄板６６相互の間には、補助シートが挟み込まれる。上記のエントリー・シート６８およびバックアップ・シート７０は、例えばメラミン樹脂やアルミニウム合金等から成るものであって、例えば0.5〜3.0(mm)程度の厚さ寸法を備えた平坦な薄板である。また、上記の補助シート７２は、例えばゴムシート、ＰＥＴフィルム・シート、或いはクラフト紙などから成る平滑な薄いシートである。ＰＥＴフィルム・シートの場合には、例えば、50〜100(μm)の範囲内、例えば75(μm)程度の厚さ寸法を備えて800〜1800(MPa)の範囲内、例えば1445(MPa)程度の引張り強度を備えたものが用いられる。また、補助シート７２は、樹脂薄板６６と同程度かそれよりも僅かに小さいまたは僅かに大きい寸法を備えたものであって、上記のように挟み込まれることにより、樹脂薄板６６およびエントリー・シート６８に対して相対移動が不能な状態となっている。なお、図においては３枚の樹脂薄板６６が重ね合わされているが、その枚数はその厚さ寸法や穿孔工程Ｒ６で用いられるＮＣ工作盤の仕様等に応じて、所望の加工精度が得られる範囲で可及的に多くなるように定められる。
【００３８】
次いで、穿孔工程Ｒ６では、上記のように複数枚の樹脂薄板６６が重ねられてエントリー・シート６８およびバックアップ・シート７０で挟持された状態で、例えばＮＣ工作盤等を用いて、ランド２６ｒ内にスルーホール(貫通孔)２８を設ける。図６(ｂ)は、この穿孔工程Ｒ６の実施状態を示したものである。図において、貫通孔２８の直径に応じたドリル７８が回転させられつつエントリー・シート６８に向かって下降させられるが、そのエントリー・シート６８を貫通すると、その裏面に配置されている補助シート７２がドリル７８で押下げられる。補助シート７２は、前述したように薄く且つ比較的高い引張り強度を備えたＰＥＴフィルムから成るものであって、容易に弾性変形させられることから、凹所６４上に位置して樹脂薄板６６で支持されていない部分は、ドリル７８で押されると弾性的に伸びつつ凹所６４の底面に向かうのである。この結果、穿孔工程Ｒ６では、補助シート７２が凹所６４の底面に押し付けられた状態でドリル７８が樹脂薄板６６に食い込むことになる。すなわち、凹所６４内への貫通孔２８の形成は、その凹所６４が存在するにも拘わらず開口縁が補助シート７２で拘束された状態で行われる。このとき、凹所６４底面への補助シート７２の密着面積は、ドリル径よりも僅かに、例えば20〜50(μm)程度だけ大きいものとなる。
【００３９】
なお、図６(ｂ)には、エントリー・シート６８の直下に位置する樹脂薄板６６に穿孔している段階を示しているが、その樹脂薄板６６の下側に位置する樹脂薄板６６の穿孔においても、それらの間に介挿されている補助シート７２が同様に弾性変形して凹所６４の底面に密着させられ、その状態で貫通孔２８が形成されることになる。図６(ｃ)は、ドリル７８がバックアップ・シート７０の表面に到達するまで下降させられることにより全ての樹脂薄板６６に貫通孔２８が形成された状態を示している。このように、貫通孔２８がその開口縁を補助シート７２で押圧されつつ形成されることから、そこには穿孔に伴うバリなどは何ら生じていない。
【００４０】
図４(ｅ)は、上記のようにしてスルーホール２８を設けた後の段階を表している。なお、図から明らかなように、樹脂薄板６６はその表面８０が成形型内面５４に倣った形状に形成されており、その表面１４，裏面１６には、凸部６０に倣った溝２４が形成されている他は、うねりや凹凸等が何ら生じていない。
【００４１】
図３に戻って、導体塗布工程Ｒ７においては、樹脂薄板６６の溝２４が形成された表面８０に、例えば銀ペースト等の導体ペースト８４をスクリーン印刷法等を用いて塗布し、溝２４からはみ出した余剰分を例えばスキージ等で掻き取って除去する。なお、この工程では、スルーホール２８内および溝２４内に同時に導体ペースト８４を塗布してもよいが、流動性の高い導体ペースト８４を用いないとスルーホール２８内への充填が不十分になるような場合には、溶剤を異なるものとして別々に塗布してもよい。何れの場合にも、スルーホール２８内へのペースト塗布時には、裏面７４側から吸引することによってそのスルーホール２８内に導体ペースト８４を流れ込み易くする。図４(ｆ)は、スクリーン印刷による導体ペースト塗布の実施状態を、図５(ｇ)は、導体ペースト８４の塗布後の状態をそれぞれ示している。
【００４２】
このとき、導体塗布工程Ｒ７における吸引力は、導体ペースト８４が裏面７４の接着層７２表面から僅かに、例えば乾燥後において50(μm)程度だけ突き出してバンプ８６が形成されるように、その導体ペースト８４の粘性やスルーホール２８の大きさ等に応じて設定される。そして、乾燥工程Ｒ８において、導体ペースト中の溶剤が全て揮発させられる所定の温度、例えば100〜180(℃)の範囲内の温度で加熱する。これにより、溝２４内で導体が硬化させられ、前記の配線２０が形成される。したがって、本実施例においては、層間接続導体３０すなわち層間接続導体の形成工程と配線２０の形成工程とが同時に実施される。
【００４３】
次いで、積層工程Ｒ９においては、接着層７６が設けられた複数枚の樹脂薄板６６ａ，６６ｂ，６６ｃ等を相互に重ね合わせ、加熱・加圧工程Ｒ１０において、それらが厚み方向に圧縮されるように加圧しつつ加熱する。このとき、加圧力は2(MPa)程度、加熱温度は180(℃)程度である。これにより、重ね合わされた複数枚の樹脂薄板６６ａ，６６ｂ，６６ｃ等が相互に接合されるので、複数枚の樹脂薄板６６ａ，６６ｂ，６６ｃ等から前記の絶縁体層１８ａ，１８ｂ，１８ｃ等がそれぞれ構成され、且つそれぞれに形成された複数本の配線２０で前記の導体配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ等が構成された前記の多層配線基板１０が得られる。図５(ｈ)、(ｉ)は、それぞれ積層後および接合後の段階を示している。このように、本実施例においては、Ｃステージ状態の樹脂薄板６６を相互に接合することから、前記の接着層固着工程Ｒ４が実施されることにより、樹脂薄板６６相互間に加熱によって軟化させられる接着層７６が設けられるのである。
【００４４】
なお、図５(ｈ)，(ｉ)においては、同じ形状で凹所６４および配線２０が設けられた３枚の樹脂薄板６６ａ，６６ｂ，６６ｃが重ね合わされるように描かれているが、積層枚数は、前述したように例えば６層構成とする場合には６枚である。また、積層される複数枚の樹脂薄板６６ａ，６６ｂ，６６ｃ等は、前述した複数の導体配線層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ等が得られるように、各層毎に対応する配線２０をそれぞれ備えたものが用いられる。また、図においては、全ての樹脂薄板６６にスルーホール２８が設けられ且つ層間接続導体３０が形成されているが、最も下側に配置される樹脂薄板６６(図においては樹脂薄板６６ｃ)は、その裏面に配線２０が設けられないのであれば層間接続導体３０が無用であるので、前記の穿孔工程Ｒ６が実施されずスルーホール２８が設けられていないものが用いられてもよい。
【００４５】
また、上記のように重ね合わせるに際して、樹脂薄板６６の各々は、前記のバンプ８６が下側に配置された樹脂薄板６６の層間接続用のランド２６に接触する位置関係となるように設計されている。このため、上記の加熱・加圧工程Ｒ１０において加圧されると、バンプ８６は、自身が押し潰されつつランド２６に嵌入させられるので、層間の導通が確保されることとなる。なお、接着層７６は、薄く且つ加熱・加圧工程Ｒ１０において一層薄くなるように押し潰されると共に、樹脂薄板６６と一体化させられるため、図５(ｉ)においてはこれを省略した。
【００４６】
ここで、本実施例においては、予め凹所６４が設けられた樹脂薄板６６のその凹所６４内に貫通孔２８をドリル７８で形成するに際して、エントリー・シート６８と樹脂薄板６６との間に弾性変形可能な補助シート７２が配されていることから、穿孔工程Ｒ６においてそのエントリー・シート６８を貫通したドリル７８は、その補助シート７２を押下げつつ更に下降させられる。そのため、補助シート７２はドリル７８で押圧されることで凹所６４底面に押し付けられるので、その凹所６４底面は補助シート７２で押さえ付けられた状態で貫通孔２８を形成されることになる。したがって、加工負荷によって樹脂４４に亀裂が入っても樹脂薄板６６内の繊維８２が貫通孔２８の開口縁で浮き上がることがその補助シート７２で押さえられることで抑制されるので、凹所６４内に貫通孔２８を形成する場合にバリの発生が好適に抑制される。
【００４７】
すなわち、図７にランド２６ｒの近傍を平面視で示すように、貫通孔２８が形成されると、ガラス織布４２が図に一点鎖線で示すようにその貫通孔２８内で切断除去されることにより、その繊維８２の切断端が貫通孔２８の開口縁に露出させられる。そのため、この貫通孔２８の形成時には、上述したように樹脂４４に亀裂が生じることから、凹所６４内に貫通孔２８を形成する場合のようにその開口縁が何ら拘束されていないと、繊維８２の切断端が浮き上がって、図８に示すようにバリ８８となるのである。
【００４８】
また、本実施例においては、複数枚の樹脂薄板６６が相互間に補助シート７２を介して重ね合わされ且つエントリー・シート６８およびバックアップ・シート７０で挟持された状態で貫通孔２８が設けられることから、各樹脂薄板６６とも、補助シート７２に凹所６４底面が押さえつけられた状態で貫通孔２８が形成される。したがって、製造効率を高めるために多数の樹脂薄板６６が一括して加工される場合にもバリ８８の発生が抑制される。
【００４９】
ところで、補助シート７２は、ドリル７８で押圧された場合に適度に弾性変形させられるものであれば種々のものを用い得る。下記の表１は、幾つかのシートについて補助シート７２としての利用可能性を評価した結果を示したものである。表１に示されるように、引張り強度と厚さ寸法の積を要素としてバリ８８の発生の有無を調べたところ、この積の一定の範囲、すなわち60〜160(Pa・m)の範囲内で良好な結果が得られることが判った。なお、下記の表１において、「アルミニウム合金」は、例えば厚さ寸法が0.1(mm)程度のアルミニウム合金薄板であり、「クラフト−ＮＣ」は、坪量200(g/m2)程度のＮＣ加工に用いられるクラフト紙であり、「クラフトｐｒｅｓ」は、坪量100(g/m2)程度の大王製紙製両更クラフト紙(JIS P3401に規定されるクラフト紙３種  SS-100)である。
【００５０】
［表１］
引張り強度(MPa)  厚み(mm)  強度×厚み(Pa・m)  判定  
厚紙                    211          0.839        177.029          ×
アルミニウム合金        821          0.211        173.231          ×
クラフト−ＮＣ          469          0.270        126.630          ○
ＰＥＴ                 1445          0.075        108.375          ○
クラフトｐｒｅｓ        368          0.141         51.888          ×
ポリイミドフィルム      822          0.026         21.372          ×   
【００５１】
すなわち、補助シート７２は、適度な厚さ寸法と引張り強度とを兼ね備えたものであることが好ましく、例えば、0.05〜0.5(mm)の範囲内が好適である。更に、引張り強度と厚さ寸法との兼ね合いでも良好な範囲と好ましくない範囲とが認められ、それらの積が一定の範囲にあると特に良い結果が得られることが明らかとなった。
【００５２】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。
【００５３】
例えば、実施例においては、本発明の孔明け方法がガラス織布４２にエポキシ樹脂４４が含浸させられた樹脂薄板６６を積層固着した配線基板１０に適用された場合について説明したが、繊維強化樹脂配線基板であれば、ガラス織布以外のガラス繊維やアラミド繊維等の織布や不織布が用いられた基板や、エポキシ樹脂以外の他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が用いられた基板の孔明けにも本発明は同様に適用される。
【００５４】
また、実施例においては、配線２０が溝２４内に埋め込まれることにより、個々の樹脂薄板６６や配線基板１０の表面が平坦に構成されていたが、少なくとも貫通孔２８が設けられる位置に穿孔に先立って凹所６４が形成されるものであれば、配線２０が基板表面や樹脂薄板６６表面に凸になり或いは凹になっているものにも本発明は適用され得る。
【００５５】
また、実施例においては、複数枚の樹脂薄板６６に対して同時に貫通孔２８を設ける場合について説明したが、一枚の樹脂薄板６６に貫通孔２８を設ける場合にも、本発明は同様に適用される。
【００５６】
また、実施例においては、内面５４に樹脂膜５８が設けられた成形型５２を用いて、凹所６４を備えた樹脂薄板６６成型していたが、複数枚のプリプレグ４８を加熱圧着する工程と、凹所６４を形成する工程とが別々に実施される場合にも本発明は同様に適用される。
【００５７】
また、実施例においては、複数枚の樹脂薄板６６が積層固着されることにより製造された多層配線基板１０を製造するための孔明け方法に本発明が適用された場合について説明したが、本発明は、例えば一枚の樹脂薄板６６の両面に配線２０を設けて貫通導体３０で接続した単層の基板の孔開け方法にも同様に適用される。
【００５８】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の配線基板の孔明け方法を適用して製造された配線基板の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の配線基板の断面構造の要部を説明する図である。
【図３】図１の配線基板の製造工程の要部を説明するための工程図である。
【図４】(ａ)〜(ｆ)は、図３の要部段階における実施状態を説明するための断面図である。
【図５】(ｇ)〜(ｉ)は、図３の要部段階における実施状態を説明するための図４に続く断面図である。
【図６】(ａ)〜(ｃ)は、図３の積層・固定工程および穿孔工程Ｒ６の実施状態を説明するための断面図である。
【図７】穿孔工程Ｒ６の実施後における貫通孔２８とガラス織布との位置関係を説明する平面図である。
【図８】従来の孔明け方法の問題点を説明するための図６(ｃ)に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０：多層配線基板、１２：導体配線層、１８：絶縁体層、２８：スルーホール、３０：層間接続導体、６４：凹所、６６：樹脂薄板、６８：エントリー・シート、７０：バックアップ・シート、７２：補助シート、７８：ドリル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005081508.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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